GFRP

GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) – kompozyt zbrojony włóknami szklanymi i polimerową osnową

GFRP to kompozyty, w których w charakterze fazy wzmacniającej wykorzystywane są włókna szklane– stanowią one element nośny, natomiast osnowa polimerowa służy jako spoiwo łączące włókna. Osnowa zapewnia rozdział obciążenia zewnętrznego pomiędzy włókna, a także chroni je przed czynnikami zewnętrznymi. W niewielkim natomiast stopniu uczestniczy w przenoszeniu obciążeń zewnętrznych.

Właściwości

Kompozyty włókniste są najbardziej efektywnymi spośród materiałów kompozytowych, w tym sensie, że wykazują najlepsze własności mechaniczne i wytrzymałościowe przy najmniejszym ciężarze właściwym.

Kompozyt ten łączy w sobie materiały o znacznie różniącej się sztywności i wytrzymałości – z jednej strony sztywne, sprężyste i kruche włókna, z drugiej podatną matrycę.

Włókna szklane wygrywają w rankingu ekonomicznym z innymi rodzajami włókien, takimi jak węglowe, czy aramidowe gdyż są tańsze.

Istnieją dwa podstawowe typy włókien szklanych – E i S. Pierwszy z nich ma gorsze własności mechaniczne (sprężyste, wytrzymałościowe, zmęczeniowe, udarnościowe, termiczne, reologiczne), ale znacznie niższą cenę niż typ S, stworzony z przeznaczeniem dla zastosowań militarnych. W chwili obecnej nadal znacznie częściej stosuje się włókna typu E.

W celu uzyskania kompozytu, włókna te są „zatapiane” w żywicy termoutwardzalnej (poliestrowej, epoksydowej, winyloestrowej) bądź termoplastycznej (PEEK, PPS, PSUL).

Zalety

• Wysoka wytrzymałość na rozciąganie
• Odporność na zjawisko korozji
• Obojętność elektromagnetyczna
• Niskie przewodnictwo cieplne i elektryczne
• Wysoka wytrzymałość zmęczeniowa
• Mała gęstość
• Łatwość cięcia

Wady

• Brak rezerwy plastycznej (materiał sprężysty w całym zakresie wytrzymałości)
• Niski moduł sprężystości
• Mała odporność na działanie promieniowania UV
• Wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej w kierunku poprzecznym do włókien
• Niska odporność ogniowa

Zastosowanie

Kompozyty GFRP znajdują szerokie zastosowanie w:

• przemysł lotniczy (kadłuby)
• przemysł szkutniczy
• elektronice (obwody drukowane)
• przemysł budowlany:
  • pręty zbrojeniowe GFRP
  • prefabrykaty z laminatu
  • maty i taśmy wzmacniające
  • elementy elewacyjne

Bibliografia

• Stankiewicz B., Szkło i ceramika R62(2011): Zastosowanie kompozytów GFRP w płytach pomostowych
• Miśkiewicz M., Sobczyk B., Materiały Budowlane 4/2015: Laminaty FRP w budownictwie - charakterystyka materiału i aspekty projektowania