Forum Schwimmbadbau und Saunabau

[Schwimmbadbau / Saunabau]

Glasfaserverstärkter Kunststoff, kurz GFK, ist ein Faser-Kunststoff-Verbund aus einem Kunststoff (z. B. Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyamid) und Glasfasern.

GFK ist auch unter der Bezeichnung Fiberglas bekannt. Fiber kommt hier aus dem Englischen (fibre, amerikanisch: fiber) und bedeutet Faser. Er ist der am häufigsten eingesetzte langfaserverstärkte Kunststoff.

Eigenschaften und Anwendungsgebiete
Glasfaserverstärkter Kunststoffe sind, insbesondere im Kombination mit thermoplastischen Matrixsystemen ein kostengünstiger Faser-Kunststoff-Verbund. In mechanisch hochwertigen Anwendungen findet sich der glasfaserverstärkte Kunststoff ausschließlich in der Form von Endlosfasern in Geweben und UD-Bändern.

Verglichen mit Faser-Kunststoff-Verbunden aus anderen Vertärkungsfasern hat der glasfaserverstärkte Kunststoff einen relativ niedrigen Elastizitätsmodul. Selbst in Faserrichtung liegt er unter dem von Aluminium. Bei hohen Steifigkeitsanforderungen ist glasfaserverstärkter Kunststoff daher nicht geeignet. Ein großer Vorteil der Glasfaser, im Verbund mit einer Kunststoffmatrix, liegt jedoch in der hohen Bruchdehnung. Dieser Vorteil kann der Glasfaserverbund besonders in Blattfedern und ähnlichen Bauteilen zur Wirkung bringen.

Bei Einsatz einer geeigneten Matrix zeigt der glasfaserverstärkte Kunststoff ein ausgezeichnetes Korrosionverhalten, auch in aggressiver Umgebung. Dies macht den glasfaserverstärkten Kunststoff zu einem geeigneten Werkstoff für Behälter im Anlagenbau oder auch für Bootsrümpfe. Die, verglichen mit kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, hohe Dichte kann bei diesen Anwendung ohne Einschränkungen akzeptiert werden.

Die gute elektrische Isolationswirkung, bei geeignetem Matrixsystem, macht den glasfaservertärkten Kunststoff zu einem geeigneten Werkstoff der Elektrotechnik. Besonders Isolatoren, die hohe Lasten übertragen müssen, werden aus glasfaservertärktem Kunststoff gefertigt.
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Hierzu Ausführungen von Herr Dipl.-Ing. P.Plaschke
(Leitender Verarbeitungsingenieur a.D. der Vosschemie)

Zitat: "Was sind Osmose - Schäden?”

* Osmose - Schäden an GFK-Oberflächen zeigen sich in Gestalt von zuerst kleinen, etwa Stecknadelkopfgroßen, später bis zu Fingernadel - großen Erhebungen der Feinschicht ( des Gelcoats ). Der Blaseninhalt besteht aus einer wässrigen Lösung, die unter anderem mit Bestandteilen des Mattenbinders und der Haftmittel - Substanz ( Schlichte ) von der Glasfaden-Oberfläche angereichert ist. Diese Lösung hat das Bestreben, sich mit immer mehr Wasser zu verdünnen. Dabei wandert Wasser in Form von Wasserdampf durch die Feinschicht, kondensiert im Blaseninneren und führt so zu einem ständig steigenden Platzbedarf. Die Blase unter der Feinschicht wächst und dehnt sich zur Feinschichthin aus. Der Blaseninhalt greift dabei die Glasharzschicht an und beeinträchtig die Festigkeit im Glas - Harz - Bereich. Eine Beseitigung der Osmoseschäden sollte daher nicht aufgeschoben werden, um tiefgreifende Schäden zu vermeiden. ..."

* "... Die Osmose - Schäden sind bereits 1974 systematisch untersucht worden. Anlass waren Schäden in stark beheizten (30°C) GFK - Schwimmbecken.

Die Versuche haben gezeigt, dass bei ordnungsgemässer Verarbeitung und Härtung:

a) zu dünne Deckschicht (unter 0,25 mm) zu beschleunigtem Versagen führen, weil sie eine stärkere Wasserdampfwanderung durch diese Schicht hindurchlassen.

b) auf der Harzseite durch Austausch der Standartharze (Orthopthalsäureharze) gegen höherwertige Harzqualitäten eine stark verbesserte Wasserbeständigkeit erreicht werden kann.

c) auf der Glasseite statt Glasmatten mit Emulsionsbinder zumindest solche mit Pulverbinder verwendet werden müssen, wenn frühzeitiges Versagen des Laminates (Schichtstoff aus Glas und Harz) vermieden werden soll. Innerhalb der pulvergebundenen Matten zeigen Qualitäten mit einer speziellen Glasfadenausrüstung (Haftschlichte) die besten Ergebnisse. ..."

"Tempern" - richtig angewendet, kann es die Qualität verbessert

Tempern-Zusammenhänge zwischen Aushärtungstemperatur und mechanischen Eigenschaften bei Epoxyharzen. Wer schon einmal mit Epoxy gearbeitet hat, kennt dessen starke Abhängigkeit von der Temperatur; ist es zu warm, fängt das Haz im Topf an zu "kochen", bei Kälte wird es nur langsam oder überhaupt nicht hart. Die ideale Arbeitstemperatur (übrigens auch für den Verarbeiter!) liegt zwischen 15- und 20 ° C. In diesem Bereich benötigen normale "RT" (Raumtemperatur) - Systeme ca. 7 bis 30 (!) Tage bis zum Erreichen ihrer Endfestigkeit. Vorher sind die mechanischen Eigenschaften noch nicht vollständig entwickelt. Beschleunigen läßt sich dieser Vorgang durch das kontrollierte Zuführen von Wärme, das sogenannte "Tempern" oder "Post-Curing". Bei den meisten Epoxyharzen verkürzt sich dadurch nicht nur die Aushärtungszeit, sondern es kommt auch zu einem deutlichen Festigkeitszuwachs.

Warum Tempern?
Jedes ausgehärtete Laminierharz, ganz gleich ob Polyester oder Epoxy, unterliegt einer gewissen Erweichung bei höheren Temperaturen. Polyester fängt bei ca. 80-100 ° C an, wieder weich zu werden, Epoxy unter Umständen bereits bei 50-60 ° C. Tempern erhöht die Wärmefestigkeit (HDT=Heat Deflection Temperature) des Harzes ganz erheblich. Außerdem schrumpfen Laminierharze bei nachträglicher Erwärmung mehr oder weniger, wodurch es zu der gefürchteten "Strukturierung" einer einstmals perfekten Oberfläche durch die darunterliegenden Gewebe- und Sandwichlagen kommen kann. Auch diese Volumenveränderung des Harzes kann durch gezieltes Tempern verhindert werden. Zwei gewichtige Gründe sprechen also für das Tempern von Epoxy-Laminaten: -das Oberflächenfinish bleibt erhalten. -das Lamitat behält auch bei hohen Temperaturen seine Festigkeit.

Je stärker und harzreicher ein Epoxylaminat ist, desto größer ist bereits die Wärmefreisetzung innerhalb des Laminates, die erheblich zu dessen Aushärtung beiträgt; dünne Laminate sind also wesentlich "wärmebedürftiger" als dickere, wovon besonders die dünnen Laminate aus hochfesten Carbon- oder Aramidfasern unter Vakuumdruck betroffen sind. Mit einer Erhöhung der Härterzugabe ist die Aushärtung bei Epoxy - anders als bei Polyester - bekanntlich nicht voranzutreiben. Auch die Wahl eines schnelleren Härters bringt nicht die Ideallösung, da sich die Topfzeiten dramatisch verkürzen, die Endaushärtung aber leider kaum beschleunigt wird.

Abschlußbetrachtung
Ein sorgfältig getempertes Schwimmbecken ist - auch bei Wassertemperaturen über 30 °C - praktisch unempfindlich gegen Schäden durch Erwärmung. Das trifft nicht nur auf das Erscheinungsbild der Außenhaut, sondern auch auf die Festigkeit des Laminates zu.

Nach allen Untersuchungen liegen die meisten Schadensfälle mit sogenannter Osmose (die meist keine wirkliche ist) aber in der Verwendung von falschen,
zu billigen Harzen.

Fast nur beim Einsatz von Isophtalsäureharzen statt zertifizierten Ortophtalsäuren, sind die Schäden ausgeufert, denn diese Gelcoats sind offiziell nicht beständig gegen Meerwasser oder Chlor oder Brom Chemikalien.

Nach allen Untersuchungen liegen die meisten Schadensfälle mit sogenannter Osmose (die meist keine wirkliche ist) aber in der Verwendung von falschen,
zu billigen Harzen.

Fast nur beim Einsatz von Isophtalsäureharzen statt zertifizierten Ortophtalsäuren, sind die Schäden ausgeufert, denn diese Gelcoats sind offiziell nicht beständig gegen Meerwasser oder Chlor oder Brom Chemikalien.
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Nach allen Untersuchungen liegen die meisten Schadensfälle mit sogenannter Osmose (die meist keine wirkliche ist) aber in der Verwendung von falschen,
zu billigen Harzen.

Fast nur beim Einsatz von Isophtalsäureharzen statt zertifizierten Ortophtalsäuren, sind die Schäden ausgeufert, denn diese Gelcoats sind offiziell nicht beständig gegen Meerwasser oder Chlor oder Brom Chemikalien.

Nach allen Untersuchungen liegen die meisten Schadensfälle mit sogenannter Osmose (die meist keine wirkliche ist) aber in der Verwendung von falschen,
zu billigen Harzen.

Fast nur beim Einsatz von Isophtalsäureharzen statt zertifizierten Ortophtalsäuren, sind die Schäden ausgeufert, denn diese Gelcoats sind offiziell nicht beständig gegen Meerwasser oder Chlor oder Brom Chemikalien.
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[lexa00]

hallo admin,
hallo interessierte,

Leider sind die Ausführungen zur Osmose nicht ganz korrekt.
Das Zitat endet ist hinter <i>.... ( Haftschlichte ) die besten Ergebnisse. ...."</i> welches aus Urhebergründen zu mit " Zitat Ende" zu kennzeichnen ist.

Im dem nun nachfolgenden Text, der nicht von Herr P. Plaschke stammt, kann der Eindruck erweckt werden, das tempern das "Allheilmittel" gegen Osmose, welche übrigens nur bei Polyesterharzen auftritt, ist.
Dem ist nicht so.
Ein Polyesterlaminat härtet auch bei Raumtemperatur vollkommen aus, wenn es lange genug ohne Wasserberührung ist, also " trocken steht".
Polyesterharz wird bei 80°C 3 Stunden getempert, oder bei jeweils 10°C weniger die doppelte Zeit. Das heißt bei 20°C muss das Laminat 192 h ( = 8 Tage ) " trocken stehen".

Ein Orthophtalsäure Harz ist ein Standartharz, welches ( trotz tempern ) nur bis ca. 24° C Duaerwasserstabil ist.
Isopthalsäureharz kommt nicht über 27° C Dauerwasserstabilität hinaus, auch nicht durch tempern !
Ein Neopentylglykol-Terephtalsäure Harz ist hingegen bis 30° C Dauerwasserstabil.Tempern ändert da auch nichts dran.
Neopentglykol-Isophthalsäure Harze sind bis 60° C Dauerwasserstabil.
Bisphenol Epoxy und Vinylesterharze sind bis 80° Dauerwasserstabil.

Auf die Chemische Beständigkeit gehe ich hier nicht weiter ein.

Epoxydharze werden getempert ( auf max. 60° C erwärmt ) um eine schnellere Aushärtung zu erreichen. In der Regel dauert die vollkommene Aushärtung ( bis zur vollen Nutzbarkeit ) bei 20° C 7 Tage.

Nach der vollständigen Aushärtung von Polyester-, oder Epoxyharzdlaminaten können diese nicht mehr " verflüssigt " oder " elastischer" gemacht werden, auch nicht durch Wärme. Es findet dann eine mechanische oder termische Zerstörung statt. Gleiches gilt beim Einsatz von Lösungsmitteln, dann erfolgt eine chemische Zerstötung.

Jedes Laminat "schrumpft" bei der Aushärtung. Bei Polyesterharzen sind es ca. 7%, bei Epoxydlaminaten sind es 2%. Das geschied ob getempert wird oder nicht.

Bei beiden Laminaten führt eine Härterüberdosierung zur negativen Beeinflussung der Haltbarkeit bzw allgemeiner erwarteter Eigenschaften.
Bei Polyesterharz ist das nicht so dramatisch. Die Härterzugabe kann im Bereich von 1% bis 6% nach Masse gehen.

Den Text unter " Abschlußbetrachtung" würde ich löschen, weil dieser so nicht richtig ist.

Wer interesse am vollständigen Text hat, dem schicke ich gerne eine Kopie des mir vorliegenden Originales zu.
Es gibt nur noch vereinzelt Originaldrucke über diese Ausführungen.

lexa00