Är Pultruderade Glasfiberprofiler starkare än Stål?

Pultruderade produkter vinner snabbt mark över traditionella material i nästan alla branscher tack vare sin låga materialkostnad, låga vikt, stora motståndskraft mot utmanande miljöer samt överlägsna materialegenskaper.

Globalt beräknas kompositmarknaden växa med ca 10% årligen de närmaste 5 åren. Där glasfiberarmerade produkter kommer att ta upp en stor del av detta.

Det finns många anledningar till att glasfiberarmerad polyester (GAP) ökar i popularitet. I synnerhet pultruderade glasfiber profiler används allt mer i stället för stål inom en rad olika branscher på grund av dess många goda egenskaper, som vi kommer att undersöka här.

Egenskaper

Vid en jämförelse av pultruderade glasfiberprofiler och stål, finns det en rad egenskaper som måste beaktas. I synnerhet är två centrala aspekter av yttersta vikt: Hur produkten beter sig under påfrestning och i korrosiva och extrema miljöer.

I många bärande projekt är glasfiber överlägset stål på en mängd olika sätt. Glasfiber rebars (armeringsjärn) är lika starka som stål och är mindre benägna att korrodera när de används i utsatta miljöer.

I en studie på lastbärande glasfiberstänger som används i konstruktioner för att minska bland annat termiska bryggor upptäcktes en högre längsgående draghållfasthet och bättre E-modul och densitet jämfört med stål (550 MPa och 200GPa för stål och 1000 MPa och 50GPa för glasfiber armering).

Vidare har pultruderade armeringsjärn av glasfiber visat sig bibehålla sina mekaniska egenskaper och mikrostrukturell integritet under längre tid än 15 år, vilket förbättrar hållbarheten och minskar behovet av underhåll och utbyte.

Förutom dessa egenskaper är glasfiberarmeringsjärn också korrosionsbeständiga, elektromagnetiskt neutral, är inte ledare för termiska eller elektriska strömmar. Detta gör dem till ett bra komplement för stålprodukter i branscher där dessa egenskaper krävs.

Genom att jämföra dessa egenskaper är det tydligt att i många tillämpningar är glasfiber starkare än stål, men den mest övertygande fördelen med att använda pultruderade glasfiberprofiler istället för stål kommer när man tittar på de kombinerade fördelarna.

Ja, glasfiber har överlägsna mekaniska egenskaper jämfört med stål, men det överträffar också stål i många andra viktiga kategorier.

Andra Fördelar

Bortsett från de uppenbara fördelarna med att använda pultruderade glasfiber profiler, så finns det många andra fördelar med att välja pultruderade glasfiberprofiler som ger starkare argument för dess användning.

Jämfört med stål är glasfiber betydligt mer slitstarkt i utsatta och extrema miljöer. Den tål värme och extrem kyla och är extremt motståndskraftig mot rost och korrosion.

På grund av dessa egenskaper har GRP-produkter mycket lägre underhållskostnader, vilket gör dem till ett mycket mer kostnadseffektivt alternativ än stål på lång sikt.

Dess hållbarhet innebär också att glasfiber är det föredragna materialet när man bygger i vattenmiljöer eller platser med förorenad jord eftersom de inte kommer att korrodera lika snabbt som stål.

På grund av detta, är dess användning i vatten, vid strandpromenader, broar över vatten och andra ocean-front applikationer mycket effektivare än med stål.

En annan anledning till att pultruderade glasfiberprodukter är överlägsna stål är vikten. Pultruderade produkter kan väga upp till 75%mindre än stål och har visat sig kraftigt minska den totala vikten av slutprodukter när glasfiber används.

Detta innebär att transportera och bygga med glasfiberprofiler är lättare, snabbare och billigare än stål. Dessutom, den låga vikten innebär att fordon som tillverkas med hjälp av glasfiber i stället för stål har en sänkt bränsleförbrukning som spar pengar åt konsumenterna, samtidigt som det minskar inverkan på miljön.

Glasfiber produkter kan tillverkas för att passa en rad säkerhetsåtgärder på ett sätt som stål inte kan. Under pultruderingsprocessen kan glasfiberprofilerna förstärkas med brandhämmande och motståndskraftiga egenskaper.

Denna process resulterar i produkter som uppfyller även de strängaste brandsäkerhetskraven, vilket gör dem idealiska för användning i tillämpningar som bostadsbyggande där strikta brandregler finns.

Exempel på Användning

Tack vare dess många fördelar används pultruderade glasfiberprofiler inom en rad branscher som en ersättning för stålprodukter. Glasfiberprodukter revolutionerar bro och tunnelbyggnationer, höghuskonstruktioner, marina och hamnapplikationer för att nämna några.

Ett utmärkt exempel på när glasfiber ersätter stål kan hittas i olika kommersiella konstruktioner. Byggställningar är ett exempel på detta. Medan stålbyggställningar fortfarande är vanligast så ökar glasfiberbyggställningar i popularitet tack vare sin stabilitet, låga vikt samt motståndskraft mot oxidation och korrosion.

Brokonstruktioner drar också nytta av styrkan i glasfiberprofilerna. Glasfiber broar är lättare, enklare att montera och mer hållbara än traditionella broar tillverkade av stål och trä.

I själva verket visar sig glasfiberprofiler vara så överlägset stål att äldre stålkonstruktioner börjar ersättas med glasfiber delar.

Till exempel har Ohio Department of Transportation (ODOT) nyligen godkänt ett system för stålersättning för Anthony Wayne Trail Bridge i Toledo som har glasfiber komponenter som ersätter stål. Efter omfattande forskning fann ODOT att glasfiber var en överlägsen produkt och valde att under kontrollerade former ersätta stålet helt.

Slutsats

Efter att ha tittat på fördelarna med att använda pultruderad glasfiber jämfört med stål, så är det ingen överraskning att glasfiber snabbt vinner mark över traditionella material i nästan alla branscher.

Dess låga materialkostnad, låga vikt, dess motstånd mot utmanande miljöer och överlägsna prestandaegenskaper innebär att de bara kommer att fortsätta bana väg för fortsatt tillväxt.

I Nordamerika förväntas pultruderade produkter uppleva fortsatt tillväxt tack vare utbyggnaden av 5G nätet och de industrier som nämns ovan. Infrastruktur och byggande kommer att vara de stora tillväxtsektorerna. Produkter i pultruderade glasfiber kommer att ha stor betydelse för 5G-infrastrukturen. Vi i Europa ligger långt efter och har mycket att ta igen.

Vindkraft och andra företag för grön energislutanvändning driver på tillväxten med ett behov av effektivare processer. Förbättringar i automatiserad verksamhet ger pultruderingsföretagen en större möjlighet att delta i olika projekt i partnerskap med gröna företag samtidigt som de minskar den totala kostnaden för de produkter som produceras.

Eftersom AI och maskininlärningstekniker fortsätter att förbättra produktionsprecisionen och minska ineffektiviteten i pultruderingsprocessen, kommer den gröna industrin med största sannolikhet att hitta nya möjligheter att inkludera dessa tillverkningsprocesser i sin dagliga verksamhet.

För alla projekt som kräver stål och trä, är det värt att titta på glasfiber som ett alternativ istället.