Czym jest polimer wzmacniany włóknami (FRP)?

Definicja

Polimer wzmacniany włóknami (FRP) to materiał kompozytowy, który zawiera mocne włókna w żywicy polimerowej. Włókna dają wytrzymałość i sztywność. Żywica łączy włókna w całość. Szkło, węgiel, aramid i bazalt to częste włókna. Epoksyd, żywica winyloestrowa i poliestrowa to częste żywice.

FRP w betonie

Zbrojenie FRP jest alternatywą dla stali zbrojeniowej w konstrukcjach betonowych, w których stal koroduje. FHWA wymienia następujące właściwości zbrojenia FRP:

• Zalety: wysoka wytrzymałość wzdłużna, brak korozji, niemagnetyczność, wysoka wytrzymałość zmęczeniowa oraz niska przewodność cieplna i elektryczna. Gęstość wynosi około jednej piątej do jednej czwartej gęstości stali.
• Wady: wysoki koszt, brak uplastycznienia przed kruchym zerwaniem, niska wytrzymałość poprzeczna i niski moduł sprężystości. Promieniowanie ultrafioletowe może je uszkodzić. Uszkodzenie od ognia zależy od żywicy i otuliny betonu.

Badanie FHWA modelowało ciągle zbrojoną nawierzchnię betonową. Użyto modułu 40 GPa dla prętów z włókna szklanego (GFRP) i 200 GPa dla prętów stalowych. Są to wartości modelowe, a nie wartości normowe. Badanie wykazało niższe naprężenie betonu przy prętach GFRP dzięki ich niższemu modułowi.

FRP przykleja się też do powierzchni istniejącego elementu betonowego jako zbrojenie uzupełniające. ACI 440.2R-17 to wytyczne ACI dla takich systemów. ACI 440.1R-15 to wytyczne ACI dla prętów FRP w nowym betonie.

FRP na lotniskach

FAA AC 150/5300-13B zaleca, aby w płycie do kalibracji kompasu nie używać materiałów magnetycznych, takich jak stal zbrojeniowa. Dopuszcza niemetalowe dyble, na przykład z włókna szklanego. Nie wymienia prętów zbrojeniowych FRP. AC 150/5370-10H wymienia w specyfikacji rur do kanałów deszczowych i przepustów rury z włókna szklanego, wykonane z termoutwardzalnej żywicy wzmacnianej włóknem szklanym.