Výhody výrobků z GRP

Plasty vyztužené skleněnými vlákny v sobě spojují mnoho výhod běžných materiálů, jako je plast, ocel, dřevo a hliník. Výsledkem jsou další pozitivní vlastnosti materiálu a vyšší výkon při nižších nákladech.

Níže vám přinášíme podrobný přehled nejdůležitějších a největších výhod výrobků ze skelných vláken.

Fakta a aplikace:

Plast vyztužený skleněnými vlákny (GRP) má díky obsaženým materiálům, jako jsou skleněná vlákna a pryskyřice, antimagnetické vlastnosti. Na rozdíl od kovových materiálů, které ovlivňují magnetické pole, se sklolaminát nedá zmagnetizovat. GRP je proto ideální pro aplikace, kde je třeba zabránit magnetickému rušení, například v elektronickém průmyslu. Kromě toho antimagnetické vlastnosti GRP umožňují jeho použití v prostředí s elektromagneticky citlivými zařízeními, aniž by to mělo vliv na jejich výkon nebo přesnost.

  • Žádný elektromagnetický vliv: GRP neruší magnetická pole, a proto je ideální pro použití v blízkosti citlivých zařízení v elektronickém průmyslu.
  • Použití v rentgenových a magnetických rezonancích: GRP se často používá ve zdravotnických zařízeních, zejména v blízkosti rentgenových skenerů MRI, protože neruší magnetická pole.

Díky vynikající odolnosti proti korozi je sklolaminát oblíbenou volbou pro aplikace v agresivním prostředí. Na rozdíl od běžných materiálů, jako je ocel nebo hliník, není GRP náchylný ke korozi, a to ani při dlouhodobém působení vlhkosti, chemikálií nebo slané vody. Použití GRP navíc zamezuje riziku galvanické koroze. Díky těmto vlastnostem je GRP ideální pro použití v námořním prostředí, chemických provozech, čistírnách odpadních vod a dalších oblastech, kde by běžné materiály rychle korodovaly.

  • Koroze: Odolnost vůči vlhkosti a vodě, zatímco některé kovy, zejména neošetřená ocel, začnou při vystavení vlhkosti rychle rezivět.
  • Cenová výhodnost: Plast vyztužený skleněnými vlákny je cenově výhodnější alternativou k nerezové oceli.
  • Trvanlivost: Sklolaminát může dosáhnout dlouhé životnosti v korozivním prostředí bez výrazné degradace materiálu.
  • Odolnost vůči slané vodě: GRP nevykazuje žádné známky koroze nebo degradace ani po delším kontaktu se slanou vodou, takže je ideální pro námořní aplikace.
  • Náklady na údržbu: Díky odolnosti GRP proti korozi jsou náklady na údržbu výrazně nižší než u oceli nebo hliníku, které vyžadují pravidelnou kontrolu a ošetření.
  • Prevence galvanické koroze: Jelikož je GRP nekovový, nedochází ke kontaktní korozi při styku s jinými kovy.
  • Chemická odolnost: GRP lze použít v prostředí, jako jsou čistírny odpadních vod, kde je neustále vystaven působení agresivních chemikálií. Tam, kde by ocel nebo hliník rychle selhaly, je GRP odolný vůči mnoha chemikáliím, včetně kyselin, louhů a rozpouštědel.

Nízká hmotnost GRP umožňuje profesionální předmontáž konstrukcí z GRP ve výrobním závodě. To umožňuje přepravu i velmi rozměrných dílů a šetří čas a práci při montáži na stavbě - a to i na těžko přístupných místech, protože se často obejde bez použití speciálních strojů. Výřezy a vrtání otvorů lze provádět přímo na stavbě pomocí jednoduchých nástrojů a následné utěsnění není nezbytně nutné.

GRP má vynikající elektroizolační vlastnosti. Na rozdíl od kovových materiálů GRP nevede elektrický proud, a proto nabízí vysoký stupeň izolace a ochrany před úrazem elektrickým proudem. Díky tomu je GRP ideální pro použití v elektrických rozváděčích, transformátorech, vysokonapěťových systémech a dalších aplikacích, kde je vyžadováno oddělení elektrických součástí nebo ochrana před elektrickými výboji.

Výhody elektrické izolace ze skelného laminátu:

  • Vynikající izolační hodnoty
  • Vysoká povrchová odolnost
  • Vysoký sledovací odpor, CTI 600
  • Vysoká dielektrická pevnost
  • Tepelná stabilita: GRP si zachovává své izolační vlastnosti v širokém rozsahu teplot od -50 °C do +200 °C, což umožňuje jeho použití v různých prostředích.

Srovnání s jinými materiály:

  • Kovy: Kovy jsou vodivé a vyžadují další izolační materiály a opatření k zajištění bezpečnosti před elektrickým napětím. Naproti tomu sklolaminát nabízí vysokou úroveň elektrické izolace.
  • Keramika: Keramika rovněž nabízí dobrou izolaci, ale je křehká a náchylná k rozbití. GRP kombinuje vysoké izolační hodnoty s pružností a odolností proti nárazu.
  • Plasty: Mnoho plastů má dobré izolační vlastnosti, ale GRP nabízí dodatečnou mechanickou pevnost a teplotní odolnost, které jsou vyžadovány pro mnoho náročných aplikací.

Plasty vyztužené skleněnými vlákny jsou elektricky izolující a nevodivé. Na rozdíl od běžných kovových materiálů není nutné uzemnění. Výrobky, jako jsou sklolaminátové mříže a kryty, jsou proto ideální pro použití v železniční dopravě nebo v elektrotechnickém průmyslu.

MateriálHustotapevnost v tahuMěrná pevnost v tahu
 kg/dm³MPaMPa*dm³/kg
GRP profily1,9385202,6
Dubové dřevo0,5890155,2
PP0,913538,5
PA GF300,63124196,8
Konstrukční ocel7,8536045,9
Nástrojová ocel7,851180150,3
Hliník2,718066,7
Titan4,5700155,6

Výhody lehkosti sklolaminátu

  • Snadná manipulace: Nízká hmotnost sklolaminátu usnadňuje manipulaci a montáž, což vede ke snížení nákladů na pracovní sílu.
  • Nižší náklady na dopravu: Lehčí materiály výrazně snižují náklady na dopravu, protože na jeden náklad lze přepravit více materiálu.
  • Vyšší bezpečnost: Nižší hmotnost snižuje riziko zranění při instalaci a manipulaci.
  • Méně podpůrných konstrukcí: Díky nižší hmotnosti lze snížit potřebu těžkých podpůrných konstrukcí a základů, což snižuje celkové náklady na výstavbu.

Srovnání hustoty

  • GRP: Hustota GRP je přibližně 1,8 až 2,0 g/cm³.
  • Ocel: Ocel má hustotu přibližně 7,8 g/cm³, což je přibližně čtyřnásobek hustoty GRP.
  • Hliník: Hliník má hustotu přibližně 2,7 g/cm³, což je přibližně 1,5násobek hustoty GRP.
  • Dřevo: Dřevo (v závislosti na typu) má hustotu přibližně 0,5 až 0,9 g/cm³, a je tedy lehčí než GRP, ale nemá stejnou pevnost a odolnost.
  • Ostatní plasty: Mnoho běžných plastů má hustotu přibližně 0,9 až 1,5 g/cm³, což GRP předčí díky vyšší pevnosti a teplotní odolnosti.

Plasty vyztužené skleněnými vlákny jsou elektromagneticky propustné. Tato vysoká propustnost pro frekvence a vlny zabraňuje elektromagnetickému rušení, a proto jsou výrobky ze skelných vláken ideální pro použití v oblastech, jako je mobilní telefonie, komunikační přenos a letiště.

Fakta a výhody

  • Minimální elektromagnetické rušení : GRP nezpůsobuje žádné elektromagnetické rušení, protože umožňuje téměř nerušený průchod elektromagnetických vln. To je důležité zejména v oblastech, kde se provozují citlivá elektronická zařízení.
  • Lepší kvalita signálu: Díky vysoké propustnosti GRP lze signály přenášet bez rušení, což nemá vliv na kvalitu signálu v komunikačních aplikacích.
  • Na rozdíl od oceli a hliníku je GRP nevodivý a nemagnetický. Neblokuje ani neodráží elektromagnetické vlny, a proto je ideální pro aplikace, kde je požadován minimální útlum.

Oblasti použití

  • Mobilní telefonie a komunikace: Kryty a pouzdra antén z laminátu jsou ideální pro stožáry mobilních telefonů, protože neovlivňují kvalitu signálu.
  • Letiště: GRP je ideální pro použití na letištích, aby byla zajištěna nerušená komunikace mezi řídicími věžemi, letadly a pozemními zařízeními.

GRP má vysokou odolnost proti povětrnostním vlivům, což z něj činí robustní a odolný kompozitní materiál pro venkovní použití. Na rozdíl od běžných materiálů, jako je dřevo nebo ocel, je GRP odolný vůči škodlivým povětrnostním vlivům, jako je déšť, sníh, slunce a výkyvy teplot.

Díky svému složení je GRP odolný vůči korozi a hnilobě, a proto je ideální pro použití v prostředí s vysokou vlhkostí, slaným vzduchem nebo silnými výkyvy teplot. Díky těmto vlastnostem je GRP oblíbeným materiálem pro širokou škálu venkovních aplikací, jako jsou fasádní prvky, mosty, zábradlí, plošiny a mola.

  • Ocel: Ocel musí být pravidelně udržována a chráněna proti korozi. Obvykle je třeba ocel každých 5 až 10 let znovu natřít nebo opatřit novým nátěrem, aby se zabránilo korozi a rzi. Bez pravidelné údržby může ocel během 20 až 30 let silně zkorodovat a strukturálně selhat.
  • Hliník: Hliník je odolnější proti korozi než ocel, ale může korodovat ve slaném nebo chemickém prostředí. Hliník také vyžaduje pravidelnou údržbu a může vyžadovat povrchovou úpravu každých 10-15 let.
  • Plast vyztužený skleněnými vlákny: Plast vyztužený skleněnými vlákny vyžaduje minimální údržbu a může vydržet 50 a více let bez výrazného měřitelného vlivu na mechanické vlastnosti. Sklolaminát není třeba natírat ani natírat, aby se zachovala jeho strukturální integrita, což vede k dlouhodobým úsporám nákladů.

Protipožární ochrana sklolaminátu

V závislosti na požadavcích zákazníka je sklolaminát nehořlavý v závislosti na složení použitého materiálu. V závislosti na aplikaci existují různé požadavky na požární ochranu, které můžeme odpovídajícím způsobem splnit.

  • Nehořlavost: GRP lze pomocí přísad učinit nehořlavým.
  • Samozhášecí: Příslušné profily z GRP jsou samozhášecí a zastaví šíření plamene, jakmile je odstraněn zdroj ohně nebo energie.
  • Nízký vývin kouře: GRP neobsahuje halogeny a v případě požáru vyvíjí méně kouře než mnoho jiných plastů. Kouř je také méně toxický, což zvyšuje bezpečnost pro lidi.

Lineární chování v závislosti na napětí a deformaci je vlastnost materiálu, která popisuje, jak materiál reaguje na zatížení. Materiál s lineárním chováním v závislosti na napětí a deformaci vykazuje úměrný vztah mezi napětím (σ) a deformací (ε), dokud nedosáhne meze pružnosti. Plast vyztužený skleněnými vlákny (GRP) vykazuje takový lineární vztah, což z něj činí předvídatelný materiál pro širokou škálu aplikací.

Výhody lineárního chování v závislosti na napětí a deformaci

  • Předvídatelné chování: Lineární chování GRP v závislosti na napětí znamená, že deformace materiálu při zatížení je přímo úměrná působícímu napětí. To umožňuje přesné výpočty a předpovědi chování materiálu při různých podmínkách zatížení.
  • Vysoká bezpečnost a spolehlivost: Konstrukce z GRP jsou díky svému předvídatelnému chování obzvláště bezpečné a spolehlivé. Inženýři mohou přesně vypočítat, jak se bude materiál chovat při zatížení, což zvyšuje rezervy pro plánování a bezpečnost.


Fakta a čísla

  • Modul pružnosti: Modul pružnosti skelných vláken je přibližně 17-40 GPa, u konstrukčních profilů obvykle 25 GPa, takže je tužší než mnoho běžných plastů, ale méně tuhý než ocel (210 GPa) a hliník (70 GPa).
  • Pevnost v tahu: GRP může dosáhnout pevnosti v tahu 350-800 MPa, zatímco ocel obvykle dosahuje 350-900 MPa a hliník 70-400 MPa.

Plast vyztužený skleněnými vlákny (GRP) nabízí vynikající vlastnosti v širokém rozsahu teplot od -50 °C do +200 °C. Díky této vlastnosti je GRP ideálním materiálem pro aplikace v extrémních prostředích, které vyžadují tepelnou stabilitu a odolnost. Ve srovnání s termoplasty nabízí GRP několik výhod, včetně nižší tepelné roztažnosti a vyšší strukturální integrity při teplotních výkyvech.

Výhody GRP v širokém rozsahu teplot

  • Široký teplotní rozsah: GRP lze použít v teplotním rozsahu od -50 °C do +200 °C.
  • Nízká tepelná roztažnost: GRP má nízký koeficient tepelné roztažnosti, což znamená, že si lépe zachovává svůj tvar a velikost při teplotních výkyvech.

Tepelná vodivost skelných vláken je nižší než u kovů, jako je hliník nebo ocel. Protože se skelná vlákna skládají převážně ze skleněných vláken a pryskyřice, je tepelná vodivost skelných vláken nižší než u kovů, takže plasty vyztužené skleněnými vlákny lze považovat za tepelně izolační.

Obecně je tepelná vodivost GRP výrazně nižší než u kovů a téměř stejně nízká jako u dřeva. Díky tomu je GRP atraktivním materiálem pro aplikace, kde je požadován nízký přenos tepla, jako je izolace budov nebo okenní a dveřní profily.

Nízká tepelná vodivost GRP navíc přináší výhody v prostředí s extrémními teplotami, protože materiál pomáhá izolovat teplo nebo chlad a přispívá tak k tepelné stabilitě.

Tepelná vodivost různých materiálů - Fibrolux GmbH
Tepelná vodivost různých materiálů

Výhody tepelné izolace ze skelných vláken

  • Nízká tepelná vodivost: GRP má nízkou tepelnou vodivost, tj. špatně vede teplo. Díky tomu je vynikajícím izolačním materiálem.
  • Tepelná stabilita: GRP si zachovává své mechanické a fyzikální vlastnosti v širokém rozsahu teplot, a proto je vhodný pro extrémní prostředí.
  • Zamezení vzniku tepelných mostů: V konstrukci může GRP pomoci zabránit tepelným mostům a kondenzaci, které se často vyskytují v kovových konstrukcích.

Plast vyztužený skleněnými vlákny (GRP) se vyznačuje vysokou nosností, což z něj činí ideální materiál pro mnoho průmyslových aplikací. Ve srovnání s běžnými materiály, jako je ocel, hliník, jiné plasty a dřevo, nabízí GRP vynikající kombinaci pevnosti, pružnosti a trvanlivosti.

Výhody vysoké nosnosti skelného laminátu

  • Vynikající pevnost v tahu: GRP odolává namáhání v tahu až 1000 MPa, a je proto mimořádně odolný. Tato vysoká pevnost v tahu umožňuje GRP snášet vysoké zatížení bez porušení nebo výrazné deformace.
  • Vysoká pevnost v ohybu: GRP má pevnost v ohybu 250 až 500 MPa, což znamená, že vydrží vysoké zatížení v ohybu, aniž by došlo k jeho porušení nebo deformaci.

Srovnání s jinými materiály:

Materiál

Pevnost v tahu

Pevnost v ohybu

Modul pružnosti

Plasty vyztužené skleněnými vlákny (GRP)

500-100 MPA

250-500 MPa

17-40 GPa

Ocel

350-900 MPa

250-550 MPa

210 GPa

Hliník

7-250 MPa (standardní slitina)

až 570 MPa (vysokopevnostní slitiny)

100-200 MPa

70 GPa

Polypropylen (PP)

20-40 MPa

30-40 MPa

1-2 GPa

Dřevo (v závislosti na druhu dřeva)

40-80 MPa

50-100 MPa

10-15 GPa

Plast vyztužený skleněnými vlákny (GRP) je materiál, který díky svým jedinečným vlastnostem nabízí významné úspory nákladů v různých průmyslových odvětvích. Níže jsou uvedeny některé aspekty, jak GRP přispívá k těmto výhodám:

  • Trvanlivost: GRP je mimořádně odolný vůči korozi, vlhkosti a mnoha chemikáliím. Životnost výrobků z GRP je proto často výrazně delší než u běžných materiálů, jako je ocel, hliník nebo dřevo.
  • Nízké nároky na údržbu: Protože sklolaminát nerezaví a je vysoce odolný vůči vlivům prostředí, vyžaduje méně údržby. To šetří nejen přímé náklady na údržbu, ale také prostoje a s nimi spojené výrobní ztráty.
  • Energetická účinnost: Díky dobrým izolačním vlastnostem skelných vláken lze minimalizovat energetické ztráty, např. při izolaci nebo ve stavebnictví. To vede ke snížení nákladů na vytápění a chlazení.
  • Výrobní náklady: Výrobní procesy pro GRP, jako je například proces pultruze, jsou často méně energeticky náročné a mohou být prováděny rychleji než srovnatelné procesy pro kov, což vede k úspoře nákladů.
  • Volnost při navrhování a úspora materiálu: GRP lze tvarovat do složitých tvarů, které jsou z běžných materiálů obtížně realizovatelné. Díky tomu lze materiál využít efektivněji a snížit množství odpadu. Volnost konstrukce navíc často znamená, že nejsou nutné další součásti, což snižuje náklady na montáž.
  • Montáž: Možnost předmontáže ve výrobním závodě a jednoduchá manipulace bez speciálního nářadí zkracují dobu montáže na místě. Kromě toho je zapotřebí méně personálu, což šetří další náklady.