FRP
FRP (ang. Fiber Reinforced Polymer – polimer zbrojony włóknami) – materiał kompozytowy wykonany z polimerowej matrycy wzmocnionej włóknami technicznymi. Najczęściej stosowane są włókna szklane, węglowe, aramidowe, bazaltowe i mieszane np. bazaltowo-węglowe. Rzadko stosowane są inne włókna, takie jak papierowe, drewniane lub azbestowe. Jako matryce najczęściej stosuje się żywice epoksydowe, poliestrowe lub winyloestrowe.
Proces produkcji edytuj
Powstawanie kompozytu FRP obejmuje dwa odrębne procesy. W pierwszym z nich materiał włóknisty jest wytwarzany i formowany. W drugim procesie materiały włókniste są zatapiane w matrycy podczas formowania kompozytu.
Rodzaje kompozytów edytuj
Najczęściej spotykane materiały kompozytowe FRP to:
- polimery zbrojone włóknami węglowymi (CFRP - ang. Carbon Fibre Reinforced Polymer)
- polimery zbrojone włóknami szklanymi (GFRP - ang. Glass Fibre Reinforced Polymer)
- polimery zbrojone włóknami aramidowymi (AFRP - ang. Aramid Fibre Reinforced Polymer)
- polimery zbrojone włóknami bazaltowymi (BFRP - ang. Basalt Fibre Reinforced Polymer)
Materiały z FRP edytuj
Z kompozytów FRP produkuje się:
- Taśmy
- Maty
- Pręty zbrojeniowe (zarówno gładkie, jak i żebrowane),
- Cięgna sprężające (zarówno pręty sprężające, jak i liny sprężające),
- Elementy konstrukcyjne w całości wykonane z kompozytów, takie jak np. kształtowniki, kratownice, elementy płytowe.
Właściwości edytuj
Właściwości kompozytów polimerowych zależą głównie od gatunku i rodzaju włókien oraz zastosowanej żywicy. To one decydują o wytrzymałości, sztywności, trwałości i innych własności wynikających z potrzeb określonego zastosowania konstrukcyjnego. Najwyższą wytrzymałość kompozytów polimerowych uzyskuje się w przypadku rozciągania wzdłuż osi włókien[1]. Matryce rozkładają naprężenia na wszystkie włókna równomiernie, a także chronią włókna przed uszkodzeniami mechanicznymi i niekorzystnym działaniem środowiska. Matryca praktycznie nie ma wpływu na wytrzymałość kompozytu na rozciąganie, natomiast determinuje nośność materiału na ścinanie i ściskanie[2]
Zalety[1] edytuj
- mała gęstość
- dobry wygląd zewnętrzny
- możliwość kształtowania w temperaturze pokojowej
- wysoka odporność antykorozyjna i chemiczna
- możliwość klejenia
- zerowa przenikalność dla fal elektromagnetycznych
- możliwość produkcji jednostkowej
- izolacyjne własności cieplne i elektryczne
Wady[1] edytuj
- łatwość uszkodzenia powierzchni
- niska odporność cieplna (do 220 °C)
- długi czas formowania wyrobów
- wysoki koszt materiału
Zastosowanie edytuj
Kompozyty FRP powszechnie stosuje się w działach[1]:
- budownictwo (profile konstrukcyjne, struktury przekładkowe, konstrukcje sklepień hal wystawowych i pawilonów, elementy nośne kładek dla pieszych, elementy wzmacniające konstrukcje stalowe i betonowe, inżynieria bezwykopowa, baseny, zbiorniki, pręty zbrojeniowe, itp);
- okrętownictwo i szkutnictwo (kadłuby łodzi, jachtów, motorówek, kutrów, drzwi okrętowe i chłodnicze, pontony i pływaki, rury wyrzutni torpedowych i pocisków rakietowych, tarcze ochronne, maszty antenowe, osłony i anteny radarów, itp.)
- lotnictwo (elementy płatowców pasażerskich, konstrukcje szybowcowe itp.)
- kolejnictwo i przemysł motoryzacyjny (obudowy wagonów i lokomotyw, zabudowy wagonów - ściany i sufity, zbiorniki na wodę, zespoły kabin umywalkowych, wagoniki kolejek linowych, karoserie samochodów, szoferki ciężarówek dachy i przody autobusów, obudowy skuterów i wozów ciężarowych, przyczepy campingowe itp.);
- przemysł chemiczny, petrochemiczny i spożywczy (rurociągi, zbiorniki, wanny galwanizerskie, wyciągi, kominy, obudowy pomp i wentylatorów, mieszalniki, itp.);
- elektrotechnika i przemysł maszynowy (obudowy urządzeń i silników elektrycznych, osłony i obudowy tablic rozdzielczych i skrzynek gazowych, obudowy obrabiarek, wentylatorów, pokrywy, itp.;
- sprzęt sportowy - łuki, tyczki do skoków, narty, kijki narciarskie, rakiety tenisowe, wędki, maszty, łodzie sportowe i wyczynowe, itp.;
- inne zastosowania - elementy małej architektury - donice, rzeźby, sztuczne kamienie, ścianki wspinaczkowe, itp.
- telekomunikacja - pręty FRP są używane jako główne elementy wytrzymałościowe w kablach światłowodowych, zapobiegając złamaniom włókien swiatłowodowych, ograniczając promień gięcia kabla
Bibliografia edytuj
- ↑ Paweł Tryzna, Kompozyty wokół nas
- ↑ Wit Derkowski, Teresa Zych, Nowoczesne materiały kompozytowe do wzmacniania konstrukcji budowlanych, Czasopismo Techniczne z. ISSN 0011-4561, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej