FRP (fibre reinforced polymer) คือพลาสติกที่เสริมด้วยใยแก้ว ใยแก้วทำหน้าที่รับแรง ส่วนเรซินโพลีเอสเตอร์หรือไวนิลเอสเตอร์ยึดใยให้อยู่กับที่และปกป้องจากน้ำและสารเคมี FRP ไม่มีเหล็ก แป FRP จึงเป็นสนิมไม่ได้ FRP ยังเรียกว่า GRP หรือไฟเบอร์กลาสคอมโพสิต
ใยแก้ว: ส่วนที่รับแรง
แปใช้ใยแก้วชนิด E-glass ซึ่งเป็นใยเสริมแรงที่พบบ่อยและประหยัดที่สุด เส้นใยนับพันที่เล็กกว่าเส้นผมถูกรวมเป็นมัดโรวิ่ง วิ่งตรงตลอดความยาวของโปรไฟล์ แผ่นใยสุ่มหรือใยทอใกล้ผิวช่วยให้รับแรงขวางและไม่แตกตามแนวเส้นใย ใยแก้วมักมีน้ำหนักมากกว่าครึ่งหนึ่งของโปรไฟล์
เรซิน: ส่วนที่ปกป้อง
โพลีเอสเตอร์เป็นเรซินที่ใช้บ่อยที่สุด ในพื้นที่ที่สารเคมีรุนแรง เช่น โรงชุบหรือโรงบำบัดน้ำเสีย จะใช้ไวนิลเอสเตอร์ซึ่งทนกรดและด่างได้ดีกว่า สารเติมแต่งผสมตามความจำเป็น เช่น สารกันยูวีสำหรับกลางแจ้ง สารหน่วงไฟในพื้นที่ที่มีข้อกำหนดด้านอัคคีภัย และสี หลายโปรไฟล์ยังมีแผ่นผิวบาง ๆ ที่ทำให้ชั้นเรซินด้านนอกหนาและปิดสนิท
โปรไฟล์ FRP ขึ้นรูปแบบพัลทรูชันอย่างไร?
- ม้วนโรวิ่งหลายร้อยม้วนป้อนเส้นใยพร้อมกัน
- เส้นใยผ่านอ่างเรซิน
- ตัวนำจัดเส้นใยและแผ่นใยให้เป็นรูปหน้าตัด เช่น กล่อง 100 × 50 มม.
- แม่พิมพ์เหล็กที่ให้ความร้อนทำให้เรซินแข็งตัว ได้โปรไฟล์แข็ง
- เครื่องดึงลากโปรไฟล์ต่อเนื่องและเลื่อยตัดตามความยาว
เพราะเส้นใยวิ่งตามความยาว โปรไฟล์พัลทรูชันจึงแข็งแรงมากตามแนวยาว แต่อ่อนกว่ามากในแนวขวาง ซึ่งเหมาะกับแปที่รับการดัดตามแนวยาว และเป็นเหตุผลที่น็อตที่ร้อยผ่านกล่องต้องมีปลอกด้านในและห้ามขันแน่นเกินไป
ทำไม FRP ไม่เป็นสนิม?
สนิมคือเหล็กที่ทำปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจน เกลือ แอมโมเนีย และไอกรดเร่งให้เร็วขึ้น FRP ไม่มีเหล็ก จึงไม่มีอะไรเป็นสนิม แต่การไม่เป็นสนิมไม่ได้แปลว่าทนทุกอย่าง โพลีเอสเตอร์ทนน้ำเค็ม แอมโมเนีย กรดเจือจาง และยาฆ่าเชื้อในฟาร์มส่วนใหญ่ได้ ส่วนด่างเข้มข้น กรดไฮโดรฟลูออริก ตัวทำละลายแรง หรือสารเคมีร้อนต้องใช้ไวนิลเอสเตอร์และชั้นป้องกันผิวพิเศษ
FRP เทียบกับเหล็ก อะลูมิเนียม และไม้
| คุณสมบัติ | FRP พัลทรูชัน | เหล็กโครงสร้าง | อะลูมิเนียม | ไม้ |
|---|---|---|---|---|
| ความหนาแน่น (ตัน/ลบ.ม.) | 1.9 – 2.1 | 7.85 | 2.7 | 0.5 – 0.9 |
| โมดูลัสยืดหยุ่น (GPa) | 20 – 25 | ประมาณ 200 | ประมาณ 70 | 8 – 14 |
| สนิม ผุ | ไม่ | เป็นสนิม | กัดกร่อนในด่าง เกลือ | ผุ ปลวก |
| นำไฟฟ้า | ไม่ | นำ | นำ | ไม่นำเมื่อแห้ง |
| นำความร้อน | น้อย | ดี | ดีมาก | น้อย |
สองแถวสำคัญที่สุด FRP หนักประมาณหนึ่งในสี่ของเหล็กที่ปริมาตรเท่ากัน SF-100 ยาว 6 ม. หนักประมาณ 11.7 กก. FRP แข็งตึงน้อยกว่าเหล็กประมาณแปดถึงสิบเท่า แม้กำลังรับแรงดึงตามแนวเส้นใยจะใกล้เคียงเหล็กโครงสร้างทั่วไป ดังนั้นแป FRP แทบไม่หักบนหลังคาทั่วไป แต่จะแอ่นถ้าเลือกขนาดเล็กไป จึงต้องเลือกตามการแอ่นตัวและสูงกว่ากล่องเหล็กที่ระยะเท่ากัน
ควรรู้อะไรเพิ่มอีก?
- FRP ไม่นำไฟฟ้า จึงปลอดภัยกว่าเหล็กเมื่ออยู่ใกล้สายไฟหรือตู้ไฟ
- นำความร้อนน้อย ไม่ร้อนจัดกลางแดดเหมือนเหล็ก
- FRP เป็นพลาสติกและติดไฟได้ ในพื้นที่ที่มีข้อกำหนดด้านอัคคีภัยให้ใช้เรซินหน่วงไฟ
- หลังโดนแดดตรงหลายปี ผิวอาจซีดและหยาบ สารกันยูวีและแผ่นผิวช่วยชะลอ
- ตัดและเจาะได้ด้วยเครื่องมือทั่วไปที่ใช้ใบคาร์ไบด์หรือเพชร สวมหน้ากากและถุงมือเพราะฝุ่นใยแก้วทำให้คัน
อ่านเพิ่ม: FRP อยู่กลางแจ้งได้นานแค่ไหน
คำถามที่พบบ่อย
FRP ย่อมาจากอะไร?
FRP ย่อมาจาก fibre reinforced polymer (พลาสติกเสริมเส้นใย) FRP ที่ใช้ทำแปคือเรซินโพลีเอสเตอร์หรือไวนิลเอสเตอร์เสริมใยแก้ว เรียกอีกชื่อว่า GRP หรือไฟเบอร์กลาสคอมโพสิต
FRP คอมโพสิตเป็นสนิมไหม?
ไม่ สนิมคือเหล็กที่ถูกออกซิไดซ์ FRP มีแค่ใยแก้วและเรซิน แอมโมเนีย ไอเกลือ หรือกรดเจือจางจึงทำให้เป็นสนิมไม่ได้
FRP หนักเท่าไรเมื่อเทียบกับเหล็ก?
FRP พัลทรูชันมีความหนาแน่นประมาณ 1.9 – 2.1 ตัน/ลบ.ม. ส่วนเหล็ก 7.85 ตัน/ลบ.ม. ที่ปริมาตรเท่ากัน FRP จึงหนักประมาณหนึ่งในสี่
FRP แข็งตึงเท่าเหล็กไหม?
ไม่ โมดูลัสยืดหยุ่นประมาณ 20 – 25 GPa เทียบกับเหล็กประมาณ 200 GPa แป FRP จึงเลือกขนาดตามการแอ่นตัว