Was ist ein Kohlenstoffnetz?

Ein Kohlenstoffnetz ist eine Form von Gewebelfasern auf Kohlenstoffbasis, die als Verstärkungsnetz beim Baubau verwendet wird, z. B. in Beton, wo es Stahlnetz oder Bewehrungsstab ersetzen kann.Es bietet Vorteile gegenüber der traditionellen Stahlverstärkung, da es viel näher an der Oberfläche eines Materials platziert werden kann und leichter ist.Während die Betonverstärkung der primäre Gebrauchsbereich ist, wird auch in vielen anderen Arten von Baumaterialien sowie in strukturellen Komponenten für Flugzeuge, Schiffe und Autos auch Kohlenstoffnetze verwendet.Eine weitere Anwendung des Kohlefasernetzes ist die Verwendung des Materials als Verstärkungsmittel in der Ionenmotordesign, wodurch das Gewicht solcher Raumfahrzeuge verringert und ihre Schubkapazität erhöht wird.

Das Material, das zum Herstellen eines Kohlenstoffnetzes verwendet wird, ist mehr als nur Kohlenstoffselbst und umfasst das so genannte Faserpolymer (FRP), eine Komposit aus verschiedenen Kunststoffverbindungen wie Polyester und Epoxid, zusammen mit Glasfaserfaser und Kohlenstoff.Andere synthetische Fasern, abgesehen von nur Glasfaser, werden ebenfalls verwendet, wie Aramid, ein Name, der aus den Worten aromatischem Polyamid abgeleitet ist.Aramid ist eine Schlüsselkomponente der Körperpanzerung und ballistischer Rüstung für Fahrzeuge im militärischen Gebrauch.Diese Kombination von Fasern und Kunststoffen zusammen mit Kohlenstoff wird häufig als mit Kohlefasern verstärkte Polymer (CFRP) bezeichnet.

Einer der wichtigsten Bereiche der Industrie, in denen das Kohlenstoffnetzmaterial zu einem entscheidenden Element geworden ist, ist die Aufrechterhaltung von Brücken.Brücken aus Beton, die beim Bau von Stahl verstärkt wurden, sind im Laufe der Zeit Korrosion ausgesetzt, was sie bei Wetterelementen wie Stürmen und Erdbeben anfällig für übermäßige Stress machen kann.Das Stahlnetz als externer Verstärkungsmechanismus hat auch einen begrenzten Wert.In dieser Anwendung ist das Kohlenstoffnetz nicht in den Beton der Brücke eingebettet, der bereits festgelegt ist, sondern als externe Stoffwrap verwendet wird, um die abgeschlossene Struktur zu verstärken.Regionen, in denen das Kohlenstoffnetz zum Verstärkung von Brückensäulen ab 2003 verwendet wurde, wie in Florida in den USA, haben eine erhöhte Festigkeit der Brückensäulen von bis zu 420% gegenüber dem Verstärkungsnetz jeglicher Art gezeigt.

In den 1980er Jahren begann das Kohlenstoffnetzmaterial zunächst aus der Luft- und Raumfahrt- und militärischen Anwendungen in den kommerziellen Sektor zu wandern.Die anfänglichen hohen Kosten machten es für die tägliche Konstruktionsnutzung unerschwinglich, aber mit zunehmender Produktionsvolumen sind die Preise gesunken.Es wird jetzt verwendet, um Zierbetonpflanzer und andere nicht wesentliche Produkte auf dem Verbrauchermarkt zu verstärken.Einer der Hauptnachteile an der Verbundfaser beim Baubau besteht darin, dass sie nicht über die unterschiedlichen Ertragsmerkmale verfügt, die Stahl unter Stress oder sich ändernden Klimabedingungen ausüben.