Una griglia in carbonio è una forma di fibra intrecciata a base di carbonio che viene utilizzata come rete di rinforzo nella costruzione di edifici, come nel calcestruzzo, dove può sostituire la rete di acciaio o il tondo per cemento armato. 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. Mentre il rinforzo del calcestruzzo è l’area di utilizzo principale, la griglia in carbonio viene utilizzata anche in molti altri tipi di materiali da costruzione, nonché in componenti strutturali per aerei, navi e automobili. Un’altra applicazione della griglia in fibra di carbonio è l’uso del materiale come agente di rinforzo nella progettazione di motori a ioni, che riduce il peso di tali motori di veicoli spaziali e ne aumenta la capacità di spinta.
Il materiale utilizzato per realizzare una griglia in carbonio è più del semplice carbonio stesso e include quello che è noto come polimero rinforzato con fibre (FRP), un composto di vari composti plastici come poliestere ed epossidica, insieme a fibra di vetro e carbonio. Vengono utilizzate anche altre fibre sintetiche oltre alla sola fibra di vetro, come l’aramide, un nome derivato dalle parole “poliammide aromatica”. L’aramide è un componente chiave dell’armatura e dell’armatura balistica per veicoli ad uso militare. Questa combinazione di fibre e plastica insieme al carbonio viene spesso definita polimero rinforzato con fibra di carbonio (CFRP).
Una delle aree chiave dell’industria in cui il materiale della griglia in carbonio è diventato un elemento cruciale è la manutenzione dei ponti. I ponti composti da calcestruzzo rinforzato con acciaio quando sono stati costruiti sono soggetti a corrosione nel tempo, che può renderli vulnerabili a sollecitazioni eccessive durante eventi atmosferici come tempeste e terremoti. Anche la rete d’acciaio come meccanismo di rinforzo esterno ha dimostrato di avere un valore limitato. In questa applicazione, la griglia in carbonio non è annegata nel cemento del ponte, che è già indurito, ma viene utilizzata come involucro esterno in tessuto per rinforzare la struttura completata. Le regioni in cui la griglia in carbonio è stata utilizzata per rinforzare 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 venissero applicate reti di rinforzo di qualsiasi tipo.
Negli anni ‘1980, il materiale della griglia di carbonio ha iniziato a migrare nel settore commerciale dalle applicazioni aerospaziali e militari. Il suo alto costo iniziale lo ha reso proibitivo per l’uso quotidiano nell’edilizia, ma, con l’aumento del volume di produzione, i prezzi sono diminuiti. Ora viene utilizzato per rinforzare fioriere ornamentali in cemento 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 snervamento dell’acciaio in condizioni di stress o mutevoli condizioni climatiche, quindi le metodologie di costruzione hanno dovuto essere adattate per adattarsi a questo cambiamento quando viene utilizzato.