Was ist ein Carbon Grid?

Ein Carbongitter ist eine Form von gewebten Fasern auf Carbonbasis, die als Bewehrungsgewebe im Hochbau verwendet werden, beispielsweise in Beton, wo es Stahlgewebe oder Bewehrungsstäbe ersetzen kann. Sie bietet Vorteile gegenüber herkömmlicher Stahlbewehrung, da sie viel näher an der Oberfläche eines Materials platziert werden kann und leichter ist. Während Betonbewehrung der Hauptanwendungsbereich ist, wird Carbon Grid auch in vielen anderen Baumaterialien sowie in Strukturbauteilen für Flugzeuge, Schiffe und Autos verwendet. Eine weitere Anwendung von Kohlefasergittern ist die Verwendung des Materials als Verstärkungsmittel bei der Konstruktion von Ionentriebwerken, wodurch das Gewicht solcher Raumfahrzeugtriebwerke reduziert und ihre Schubkapazität erhöht wird.

Das Material, aus dem ein Carbongitter hergestellt wird, ist mehr als nur Carbon selbst. Es umfasst das sogenannte faserverstärkte Polymer (FRP), einen Verbund verschiedener Kunststoffverbindungen wie Polyester und Epoxid, sowie Glasfaser und Carbon. Neben Glasfasern kommen auch andere synthetische Fasern zum Einsatz, wie zum Beispiel Aramid, ein Name, der sich von „aromatischem Polyamid“ ableitet. Aramid ist ein wichtiger Bestandteil von Körperschutz und ballistischer Panzerung für Fahrzeuge im militärischen Einsatz. Diese Kombination aus Fasern und Kunststoffen zusammen mit Carbon wird oft als carbonfaserverstärktes Polymer (CFK) bezeichnet.

Einer der Schlüsselbereiche der Industrie, in dem Kohlenstoffgittermaterial zu einem entscheidenden Element geworden ist, ist die Instandhaltung von Brücken. Brücken aus Beton, die beim Bau mit Stahl verstärkt wurden, unterliegen im Laufe der Zeit Korrosion, die sie bei Wettereinflüssen wie Stürmen und Erdbeben anfällig für übermäßige Belastungen machen kann. Auch Stahlgewebe als äußerer Verstärkungsmechanismus haben sich als begrenzt erwiesen. Bei dieser Anwendung wird das Carbongitter nicht in den bereits abgebundenen Beton der Brücke eingebettet, sondern dient als äußere Gewebeumhüllung zur Verstärkung des fertigen Bauwerks. Regionen, in denen seit 2003 Kohlenstoffgitter zur Verstärkung von Brückenpfeilern verwendet wurden, wie beispielsweise in Florida in den USA, zeigten eine um bis zu 420 % höhere Festigkeit der Brückenpfeiler im Vergleich zu vor dem Aufbringen von Bewehrungsnetzen jeglicher Art.

In den 1980er Jahren begann Kohlenstoffgittermaterial erstmals aus der Luft- und Raumfahrt und militärischen Anwendungen in den kommerziellen Sektor zu migrieren. Seine anfänglichen hohen Kosten machten es für den täglichen Baueinsatz unerschwinglich, aber mit steigendem Produktionsvolumen sind die Preise gesunken. Es wird jetzt verwendet, um dekorative Betonpflanzgefäße und andere schwere, nicht wesentliche Produkte auf dem Verbrauchermarkt zu verstärken. Einer der Hauptnachteile von Verbundfasern im Bauwesen besteht darin, dass sie nicht die unterschiedlichen Streckeigenschaften von Stahl unter Belastung oder sich ändernden Klimabedingungen aufweisen.