Cos'è una griglia di carbonio?

Una griglia di carbonio è una forma di fibra intrecciata a base di carbonio che viene utilizzata come maglia di rinforzo nella costruzione di edifici, come in cemento, dove può sostituire la maglia in acciaio o l'armatura.Offre vantaggi rispetto al tradizionale rinforzo in acciaio in quanto può essere posizionato molto più vicino alla superficie di un materiale ed è più leggero di peso.Mentre il rinforzo in cemento è l'area di utilizzo primario, la griglia di carbonio viene utilizzata anche in molti altri tipi di materiali da costruzione, nonché in componenti strutturali per aeromobili, navi e automobili.Un'altra applicazione della griglia in fibra di carbonio è l'uso del materiale come agente di rinforzo nella progettazione del motore a ioni, che riduce il peso di tali motori a spaziatura e aumenta la loro capacità di spinta.

Il materiale utilizzato per creare una griglia di carbonio è più che semplice carboniostesso e include quello che è noto come polimero rinforzato in fibra (FRP), un composto di vari composti plastici come poliestere ed epossidico, insieme a fibre di vetro di vetro e carbonio.Vengono anche usate altre fibre sintetiche a parte solo la fibra di vetro, come Aramid, un nome derivato dalle parole poliammide aromatica.Aramid è una componente chiave dell'armatura e dell'armatura balistica per i veicoli in uso militare.Questa combinazione di fibre e materie plastiche insieme al carbonio è spesso definita polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP).

Una delle aree chiave dell'industria in cui il materiale della griglia di carbonio è diventato un elemento cruciale è nel mantenimento dei ponti.I ponti composti da cemento che sono stati rinforzati in acciaio quando sono stati costruiti sono soggetti a corrosione nel tempo, il che può renderli vulnerabili allo stress eccessivo durante elementi meteorologici come tempeste e terremoti.È stato anche dimostrato che la mesh di acciaio come meccanismo di rinforzo esterno abbia un valore limitato.In questa applicazione, la griglia di carbonio non è incorporata nel calcestruzzo del ponte, che è già stato impostato, ma viene utilizzato come un involucro di tessuto esterno per rafforzare la struttura completata.Le regioni in cui la griglia del carbonio sono state utilizzate per rafforzare le colonne del ponte a partire dal 2003, come in Florida negli Stati Uniti, hanno mostrato una maggiore resistenza delle colonne del ponte fino al 420% rispetto a prima che avessero applicato mesh di rinforzo di qualsiasi tipo.

Negli anni '80, il materiale della griglia di carbonio iniziò a migrare nel settore commerciale da applicazioni aerospaziali e militari.Il suo costo elevato iniziale lo ha reso proibitivo per l'uso di costruzioni ogni giorno, ma, con l'aumentare del volume di produzione, i prezzi sono diminuiti.Ora viene utilizzato per rafforzare le fioriere di cemento ornamentali e altri prodotti pesanti e non essenziali nel mercato dei consumatori.Uno dei principali svantaggi della fibra composita nella costruzione di edifici è che non ha le diverse caratteristiche di resa che l'acciaio fa in stress o in mutevole condizioni climatiche, quindi le metodologie di costruzione hanno dovuto essere regolate per adattarsi a questo cambiamento quando viene utilizzato.