Tekniska egenskaper hos GRP-profiler.
Hur starkt är glasfiber, hur mycket kan det belastas och hur skiljer det sig från andra konstruktionsmaterial? Här har vi samlat tekniska materialvärden för glasfiberarmerade plastprofiler (GRP) som underlag för konstruktörer, projektörer och andra som arbetar med dimensionering.
Mekaniska egenskaper hos GRP.
GRP-profiler kan tillverkas med olika typer av fiberarmering beroende på vilka egenskaper som efterfrågas.
MR (Mat/Roving): Profiler med både fibermatta och längsgående glasfiber. Kombinationen ger armering i flera riktningar.
UD (Unidirectional): Profiler med huvudsakligen längsgående glasfiberarmering, vilket ger hög hållfasthet och styvhet längs fibrerna.
Till skillnad från stål har GRP olika mekaniska egenskaper beroende på fiberriktningen. Materialet har generellt högst hållfasthet och styvhet längs glasfibrerna, vilket är viktigt att ta hänsyn till vid dimensionering. Tabellen nedan visar hur egenskaperna skiljer sig mellan olika typer av fiberarmering och belastningsriktningar.
Mekaniska materialegenskaper.
Värdena är vägledande och kan variera beroende på profiltyp, fiberarmering och materialets sammansättning. Vid dimensionering ska produktspecifika tekniska data användas.
| Egenskap | Typ MR | Typ UD | ||
|---|---|---|---|---|
| Z | X | Z | ||
| Draghållfasthet (MPa) | 250 – 450 | 20 – 60 | 900 | |
| Böjhållfasthet (MPa) | 250 – 450 | 20 – 60 | 900 | |
| Elasticitetsmodul vid drag (MPa) | 25.000 | 9.000 | 40.000 | |
| Elasticitetsmodul vid böjning (MPa) | 25.000 | 9.000 | 40.000 | |
| Brottöjning (%) | 1,0 – 1,8 | 2 | ||
| Tryckhållfasthet (MPa) | 150 – 300 | 30 – 60 | 450 | |
| Tryckmodul (MPa) | 10.000 | 4.000 | 30.000 | |
| Densitet (kg/dm³) | 2,0 | 2,1 | ||
| Slagseghet, Izod (kJ/m²) | 90 – 120 | 120 | ||
| Barcolhårdhet | > 40 | > 50 | ||
GRP jämfört med andra konstruktionsmaterial.
En av de stora fördelarna med glasfiberkomposit är kombinationen av låg vikt och god hållfasthet. GRP har betydligt lägre densitet än stål, vilket kan förenkla både transport, hantering och montage. Samtidigt har GRP generellt en lägre elasticitetsmodul än stål. Det innebär att materialet kan böja sig mer vid samma belastning, något som behöver beaktas vid dimensionering av exempelvis balkar, plattformar och andra bärande konstruktioner.
Diagrammen visar ungefärliga materialvärden. Egenskaperna varierar beroende på materialkvalitet och, för GRP, bland annat fiberriktning och armering.
Densitet (g/cm³).
Elasticitetsmodul (MPa).
Elektriska och termiska egenskaper.
Utöver de mekaniska egenskaperna har GRP flera intressanta egenskaper när det gäller elektricitet, temperatur och fukt.
Många GRP-profiler har mycket goda elektriskt isolerande egenskaper, vilket gör materialet intressant för exempelvis elanläggningar, järnvägsstängsel och andra tekniska installationer. GRP har dessutom låg värmeledningsförmåga jämfört med metaller – och rostar inte heller vid kontakt med vatten eller fukt.
De exakta egenskaperna beror på materialets sammansättning och vilket hartssystem som används.
Övriga tekniska materialegenskaper.
Angivna värden är vägledande och kan variera beroende på produkt, hartssystem och utförande. Vid projektering och dimensionering ska produktspecifika tekniska data användas.
| Egenskap | |
|---|---|
| Interlaminär skjuvhållfasthet | 25 – 35 MPa |
| Volymresistivitet | 10^10 – 10^15 Ω·cm |
| Ytresistans | 10^10 – 10^15 Ohm |
| Dielektrisk hållfasthet | 5 – 10 kV/mm |
| Krypströmsindex (CTI) | KA 3c / KB 500 / KC 600 |
| Relativ permittivitet | < 5 |
| Längdutvidgningskoefficient | 12 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
| Värmeledningsförmåga | 0,2 – 0,6 W/(m·K) |
| Specifik värmekapacitet | 1,0 – 1,2 kJ/(kg·K) |
| Angivet temperaturintervall för kontinuerlig användning | -100 °C to +155 °C (180 °C) |
| Vattenabsorption | < 0,15% |
| Värmebeständighet under belastning (Martens) | 200°C |
| Glödtrådsbeständighet | Nivå 2b |
| Angivna brandklassificeringar | B2, UL94 V1, UL94 V0, DIN 5510 S4 SR2 ST2, ASTM E84 < 25, ASTM D635 |
Korttids- och långtidsbelastning.
När en GRP-konstruktion dimensioneras är det viktigt att skilja mellan tillfälliga och långvariga belastningar. Vid långvarig belastning kan GRP gradvis deformeras, även om belastningen är konstant. Detta kallas krypning och är en viktig faktor vid dimensionering av exempelvis balkar, gångbryggor och arbetsplattformar. Därför behöver man ta hänsyn till både materialets hållfasthet och hur konstruktionen påverkas över tid.
Angivna belastningsgränser för MR-profiler.
Angivna värden är vägledande. Vid dimensionering ska hänsyn tas till belastningstid, säkerhetsfaktorer och konstruktionens specifika förutsättningar.
| Egenskap | ||||
|---|---|---|---|---|
| Korttid | Långtid | |||
| Typ MR | Z | X | Z | X |
| Böjpåkänning (MPa) | 135 | 20 | 70 | 15 |
| Dragpåkänning (MPa) | 135 | 20 | 70 | 15 |
| Tryckpåkänning (MPa) | 135 | 25 | 70 | 20 |
| Skjuvpåkänning (MPa) (Z=X) | 17 | 8 | ||
Rätt materialvärden för rätt konstruktion.
Tabellerna ger en översikt över GRP-profilernas tekniska egenskaper, men vid dimensionering behöver man också ta hänsyn till profilens geometri, spännvidd, infästningar, belastningsriktning och användningsmiljö.
Behöver du hjälp att välja rätt profiler eller dimensionera en konstruktion? Safestep hjälper till med materialval, belastningstabeller, ritningar och tekniskt underlag utifrån projektets förutsättningar.
Kontakta oss gärna med en ritning eller beskrivning av ditt projekt så hjälper vi dig vidare!
Tillverkning av GRP-profiler – Pultrusion.
Våra GRP-profiler tillverkas huvudsakligen genom pultrusion, en kontinuerlig tillverkningsprocess där glasfiber och harts kombineras för att skapa starka, lätta och korrosionsbeständiga profiler med hög måttnoggrannhet.
Tillverkningsmetoden gör det möjligt att producera profiler med jämn kvalitet och enhetliga dimensioner. Genom att anpassa glasfiberarmeringen och hartssystemet kan materialets egenskaper optimeras för olika användningsområden, exempelvis konstruktioner med höga krav på hållfasthet, kemikaliebeständighet eller elektrisk isolering.
Så fungerar pultrusion.
2. Impregnering med harts: Glasfibrerna impregneras med ett flytande harts, exempelvis polyester, vinylester eller epoxi. Hartset binder samman fibrerna och bidrar till profilens kemiska, termiska och mekaniska egenskaper.
3. Formning och härdning: Det impregnerade materialet dras genom ett uppvärmt formverktyg där profilen får sin slutliga form. Värmen gör att hartset härdar och bildar en stabil och sammanhängande konstruktion.
4. Kapning: Den färdighärdade profilen dras kontinuerligt ut ur formen och kapas till önskad längd. Resultatet är en färdig GRP-profil med jämnt tvärsnitt och god måttnoggrannhet.
Vanliga frågor om GRP och tekniska egenskaper.
Hur starkt är glasfiber jämfört med stål?
GRP har hög hållfasthet i förhållande till sin vikt, men egenskaperna skiljer sig från stål. Hållfastheten beror bland annat på fiberriktning, armering och profiltyp. Med rätt dimensionering kan GRP användas till kompletta bärande konstruktioner.
Hur mycket belastning klarar en GRP-profil?
Det beror på profilens dimensioner, spännvidd, infästning och belastningsriktning. GRP-profiler dimensioneras därför utifrån konstruktionens specifika förutsättningar. För våra gallerdurkar finns belastningstabeller på respektive produktsida.
Vad är elasticitetsmodul och varför är den viktig?
Elasticitetsmodulen beskriver hur styvt ett material är och hur mycket det deformeras vid belastning. GRP har generellt en lägre elasticitetsmodul än stål, vilket innebär att nedböjningen behöver beaktas särskilt vid dimensionering.
Är GRP elektriskt isolerande?
Ja, GRP har normalt goda elektriskt isolerande egenskaper och leder elektricitet betydligt sämre än metaller. Det gör materialet intressant för exempelvis elanläggningar och tekniska installationer. De exakta egenskaperna beror på materialets sammansättning.
Hur påverkas GRP av långvarig belastning?
Vid långvarig belastning kan GRP gradvis deformeras, vilket kallas krypning. Därför behöver man skilja mellan korttids- och långtidsbelastning när bärande konstruktioner dimensioneras.
Kan Safestep hjälpa till med dimensionering av GRP-konstruktioner?
Ja! Vi hjälper konstruktörer och projektörer med materialval, belastningstabeller, ritningar och tekniskt underlag för både enskilda GRP-profiler och kompletta konstruktioner.