Die Armierung ist zwar hauptsächlich für die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Steifigkeit, Schlagfestigkeit etc.) verantwortlich, beeinflusst aber beispielsweise auch das elektrische Verhalten und ist insgesamt ein wesentlicher Qualitätsfaktor.
Die gebräuchlichsten Verstärkungsmaterialien sind Glasfaser, Kohlefaser und Aramidfaser.
Ein wesentlicher Konstruktionsparameter ist auch die Ausrichtung der Armierung bzw. des Faserverlaufs.
Die Fiberline Building Profiles A/S setzt verschiedene Arten von Rovings, komplexen Geweben und Matten ein.
Bei der Auswahl sind u.a. auch auftretende Querbelastungen sowie ausreichende Lochleibung und Ausreißfestigkeit zu berücksichtigen.
Deshalb werden nicht nur homogen ausgerichtete Rovings, Matten und Gewebe, sondern auch solche mit Querfasern verwendet. Matten und Gewebe mit Faserausrichtungen zwischen 45° und 90° sorgen in erster Linie für erhöhte Ausreißfestigkeit und Querbelastbarkeit.
Durch entsprechende Kombination verschiedener Armierungsmaterialien lässt sich der Profilaufbau gezielt auf die jeweiligen Anforderungen abstimmen.
Types of rowing
Type of mat
Wenn sich ein Profil in einer korrosiven Umgebung befinden soll, wird ein „Oberflächenschleier“ verwendet. Dies kann eine dünne Glasfasermatte, eine dünne thermoplastische Polyestermatte oder eine Acrylmatte sein, die auf die gesamte Profiloberfläche aufgebracht wird, um die Glasfasern vor Korrosion und anschließender Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Profils zu schützen.
Der Pultrusionsprozess erfordert, dass eine bestimmte Anzahl der Fasern in Richtung der Pultrusion ausgerichtet ist, aber die Verstärkung kann ansonsten abhängig von der Belastung auf unzählige Arten strukturiert werden.
Die Matrix dient sozusagen als der Kitt, der die Armierung zusammenhält, und zwar in der für die Festigkeit entscheidenden exakten Position im Profil. Durch das Matrixmaterial sind die chemischen, elektrischen und thermischen (Brandsicherheit) Eigenschaften des Profils beeinflussbar.
Für das Pultrusionsverfahren haben sich drei Matrixtypen besonders bewährt:
Wegen ihrer guten Allround-Eigenschaften die gebräuchlichste Matrix.
Ungesättigte Polyesterharze lassen sich in drei Hauptgruppen einteilen: Orthopolyester, Isopolyester und Vinylester.
Isopolyester zeichnet sich gegenüber Orthopolyester durch erhöhte Schlagzähigkeit und Flexibilität sowie Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit aus.
Vinylester ergibt nochmals verbesserte Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit. Da er in der Bruchdehnung sowohl Ortho- als auch Isopolyester überlegen ist, verwendet man ihn, wenn besonders hohe Schlag- und Dauerfestigkeit gefordert sind.
Hauptsächlich bei kohlefaserverstärkten Profilen kommt Epoxidharz zur Erzielung hoher Festigkeit, Dauerfestigkeit und Temperaturbeständigkeit sowie guter elektrischer Eigenschaften zum Einsatz.
Phenolharz besticht vor allem durch hohe Temperatur- und Feuerbeständigkeit sowie geringe Rauchentwicklung und Flammenausbreitungsgeschwindigkeit bei Brandeinwirkung.
Unter der Bezeichnung Additive werden drei Arten von Zusätzen zusammengefasst: Füllstoffe zur Kostenreduktion sowie verfahrenstechnische und funktionsverbessernde Additive. Alle drei Arten beeinflussen stets auch die mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Brandsicherheit der Profile.
Diese Additive begünstigen den Pultrusionsprozess, u.a. die Formeigenschaften des Profils vor dem Aushärten, und damit auch Aussehen und Eigenschaften des fertigen Produkts.
Beispielsweise reduziert das so genannte Low-Profile-Additiv das Schrumpfen beim Aushärten, baut Eigenspannungen ab, verhindert Mikrorissbildung und verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Dauerfestigkeit des Profils. Außerdem erleichtert es die präzise Einhaltung von Fertigungstoleranzen.
Bestimmte anwendungstechnische Anforderungen lassen sich z.B. durch Beimengung von Pigmenten oder brandhemmenden Additiven erfüllen. Letztere ergeben selbstverlöschende Eigenschaften und reduzieren die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit.
Ab einer gewissen Menge verschlechtern funktionsverbessernde Additive die mechanischen Eigenschaften des Profils.
Siehe auch Qualitätscodex im Fiberline Bemessungshandbuch.
Zur Herstellung besonders billiger Profile kann man einen Teil des Armierungs- und Matrix-Materials durch Füllstoff ersetzen, wobei sich allerdings sowohl die mechanischen Eigenschaften als in den meisten Fällen auch die Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit verschlechtern. Fiberline Konstruktionsprofile enthalten grundsätzlich keine kostenreduzierenden Additive bzw. Füllstoffe.
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