Kas ir oglekļa režģis?

Oglekļa režģis ir austs, uz oglekļa bāzes veidots šķiedras veids, ko izmanto kā armatūras sietu ēku celtniecībā, piemēram, betonā, kur ar to var aizstāt tērauda sietu vai armatūras stieni. Tam ir priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālo tērauda stiegrojumu, jo to var novietot daudz tuvāk materiāla virsmai, un tas ir vieglāks. Lai gan betona stiegrojums ir primārā izmantošanas joma, oglekļa režģi izmanto arī daudzos citos būvmateriālu veidos, kā arī lidmašīnu, kuģu un automašīnu konstrukcijas komponentos. Vēl viens oglekļa šķiedras režģa pielietojums ir materiāla kā pastiprinoša līdzekļa izmantošana jonu dzinēju konstrukcijā, kas samazina šādu kosmosa kuģu dzinēju svaru un palielina to vilces jaudu.

Materiāls, ko izmanto oglekļa režģa izgatavošanai, ir vairāk nekā tikai ogleklis, un tas ietver tā saukto ar šķiedru pastiprinātu polimēru (FRP), dažādu plastmasas savienojumu, piemēram, poliestera un epoksīda, kompozītu, kā arī stiklšķiedru un oglekli. Tiek izmantotas arī citas sintētiskās šķiedras, izņemot tikai stiklšķiedru, piemēram, aramīds, nosaukums atvasināts no vārdiem “aromātiskais poliamīds”. Aramīds ir galvenā bruņuvestu un ballistisko bruņuvestu sastāvdaļa militāriem transportlīdzekļiem. Šo šķiedru un plastmasas kombināciju kopā ar oglekli bieži sauc par oglekļa šķiedru pastiprinātu polimēru (CFRP).

Viena no galvenajām rūpniecības jomām, kur oglekļa režģa materiāls ir kļuvis par būtisku elementu, ir tiltu uzturēšana. Tilti, kas izgatavoti no betona, kas būvēšanas laikā tika pastiprināti ar tēraudu, laika gaitā ir pakļauti korozijai, kas var padarīt tos neaizsargātus pret pārmērīgu stresu tādos laikapstākļos kā vētras un zemestrīces. Ir pierādīts, ka tērauda sietam kā ārējam stiegrojuma mehānismam ir ierobežota vērtība. Šajā pielietojumā oglekļa režģis nav iestrādāts tilta betonā, kas jau ir sacietējis, bet tiek izmantots kā ārējais auduma apvalks, lai pastiprinātu pabeigto konstrukciju. Reģioni, kur oglekļa režģis tika izmantots tiltu kolonnu nostiprināšanai kopš 2003. gada, piemēram, Floridā, ASV, ir uzrādījis tilta kolonnu lielāku izturību par līdz pat 420%, salīdzinot ar to, pirms tiem tika uzklāts jebkāda veida stiegrojuma tīkls.

Astoņdesmitajos gados oglekļa režģa materiāls pirmo reizi sāka migrēt uz komerciālo nozari no kosmosa un militāriem lietojumiem. Sākotnējās augstās izmaksas padarīja to par pārmērīgu ikdienas lietošanai celtniecībā, taču, palielinoties ražošanas apjomam, cenas ir samazinājušās. Tagad to izmanto dekoratīvo betona stādītāju un citu lieljaudas, nebūtisku produktu nostiprināšanai patēriņa tirgū. Viens no galvenajiem kompozītšķiedras trūkumiem ēku konstrukcijās ir tas, ka tai nav daudzveidīgu ražības raksturlielumu, kāds ir tēraudam stresa vai mainīgu klimata apstākļos, tāpēc būvniecības metodika bija jāpielāgo, lai pielāgotos šīm izmaiņām, kad to izmanto.