Sectorul constructiilor reprezinta una dintre cele mai infloritoare piete pentru desfacerea materialelor compozite, la nivel global. Aceasta este concluzia celor mai recente studii realizate in domeniul respectiv si reflecta cu mare acuratete capacitatea industriei in cauza de a se constitui in principalul motor economic al sustenabilitatii. Desi evolutia cererii este eterogena inclusiv pe acest segment de materiale, in perioada recesiunii consemnandu-se, de exemplu, o diminuare a livrarilor in statele dezvoltate ale lumii din America de Nord si Europa, precum si o consolidare continua a vanzarilor din China, se poate afirma ca, la nivel general, prognozele de evolutie pe termen mediu si lung in ceea ce priveste potentialul financiar al segmentului respectiv raman optimiste. Cresterea, in opinia expertilor, va avea loc pe toate meridianele lumii si se va concretiza, in principal, prin lansarea de noi combinatii eficiente de materiale - noi si reciclate - ce vor avea o rata de utilizare tot mai pronuntata, in pofida rezervelor formulate de unii experti si justificate prin inoportunitatea inlocuirii solutiilor clasice.Avantaje multiple in raport cu metodele uzuale de constructie
Piata de profil s-a dezvoltat in ultimii ani cu o rata medie de 5%, cele mai multe aplicatii fiind inregistrate in sectorul industrial si comercial. Dintre materialele de baza, s-au remarcat, in principal, masele plastice ranforsate cu fibra de sticla (FRP), care sunt folosite pe scara larga in domeniul constructiilor datorita avantajelor suplimentare pe care le asigura in raport cu solutiile traditionale. Principalele beneficii sunt legate de masa redusa, cu efect direct asupra costurilor (deoarece scad semnificativ cheltuielile cu structura portanta), rezistenta ridicata la coroziune si oxidare (asigurand imbunatatiri nete din punct de vedere al durabilitatii, cu deosebire in ceea ce priveste constructiile din otel si lemn), costurile reduse de exploatare (generate de mentenanta limitata si cheltuielile mai mici cu operatiunile de intretinere si reparatii) etc. In plus, gratie masei lor limitate, astfel de materiale pot fi manipulate cu mai putin efort, ceea ce duce la o scadere a costurilor de instalare. De asemenea, compozitele din gama FRP ofera o mare libertate de exprimare arhitectilor si proiectantilor, facilitand obtinerea unor forme complexe.
Arhitectii sunt in favoarea cresterii gradului de utilizare a compozitelor
In contextul cresterii gradului lor de utilizare, a devenit esentiala angrenarea unui tehnician specializat in materiale compozite inca din fazele incipiente ale proiectelor, pentru a asigura o planificare corecta, o analiza obiectiva si o selectare riguroasa a solutiilor potrivite. Pentru a reflecta cat de important este acest aspect, se poate lua in considerare exemplul unui acoperis. Teoretic, prin folosirea unor solutii moderne, este posibila reducerea la jumatate a greutatii structurii respective, cu conditia implicarii unui designer din domeniu inainte de dimensionarea elementelor de suport. In caz contrar, orice interventie ulterioara devine inutila, intrucat calculele au fost deja realizate pornind de la o premisa eronata, generata inclusiv de automatismele prost intelese care domina inca mentalitatea sau modul de lucru al multor proiectanti contemporani. Cu toate acestea, imbunatatirile, mai ales in planul abordarii, nu intarzie sa se faca simtite, in special in cadrul ansamblurilor finantate de companii care inteleg importanta unor astfel de aspecte si le acorda atentia cuvenita. Urmatorul pas este reprezentat de folosirea compozitelor pentru realizarea elementelor structurale de constructii. Deja s-a ajuns la performante notabile in ceea ce priveste deschiderile dintre doi stalpi, ce pot ajunge pana la dimensiuni imposibil de atins prin folosirea materialelor clasice. Estimarile curente indica faptul ca arhitectii vor adopta cu mult mai multa usurinta decat inginerii aceste alternative tehnice, intrucat le ofera o libertate de exprimare fara precedent.
Rezistenta la foc si anduranta la actiunea factorilor agresivi de mediu
Un exemplu reprezentativ de design revolutionar este constituit de ansamblurile rezidentiale cu structura monovolumica sau monococa, placate cu multiple straturi de sisteme prafabricate compozite de tip FRP, avand proprietati de intarziere a focului. O astfel de constructie a fost premiata in urma cu putina vreme la o competitie ce s-a desfasurat in SUA, pentru executia formelor propuse de arhitecti fabricantul de materiale compozite folosind o matrita din spuma, realizata pe baza modelului tridimensional propus de designerii proiectului. Masuratorile realizate de experti au relevat faptul ca imobilul respecta toate cerintele impuse de standardele internationale in materie de rezistenta, prezentand suplimentar proprietati net imbunatatite de reactie la foc. De asemenea, analiza de elemente finite a mai aratat o anduranta deosebita atat la factorii agresivi de mediu, cat si la miscarile telurice. Un alt exemplu reprezentativ din aceeasi categorie este cel de placare cu materiale FRP imitand piatra naturala. Sistemele sunt fabricate prin acoperirea structurii de suport cu un strat de ciment polimeric sub care este prevazuta o rasina poliesterica avand rolul de a imbunatati rezistenta la foc. Stabilitatea ansamblului este asigurata prin armarea suplimentara cu fibra de sticla. Dupa finalizarea procesului de productie, pentru a obtine designul dorit, se aplica operatiuni de finisaj prin sablare.
Constructii durabile realizate in maximum trei zile
Inclusiv sistemele actuale de compartimentare au inceput sa fie concurate, cu mai mult sau mai putin succes, de materialele compozite, care s-ar putea dovedi a fi solutii potrivite pentru anumite aplicatii. Astfel, au fost dezvoltate paneluri hibride fabricare prin pultrudare - proces opus extrudarii prin care materialul este tras si nu impins - care sunt ranforsate cu fibra de sticla si acoperite de rasini speciale. Practic, tehnologia respectiva presupune folosirea unui amestec de 50% rasina reciclata, 25% ranforsare de in si 25% fibre din sticla borosilicatica. Cele doua foi astfel fabricate sunt conectate printr-o tesatura speciala ale carei noduri se plaseaza la distante prestabilite si asigura prezenta aerului in interstitiu. Dimensiunile standard ale unui asemenea panou sunt de 1.200 mm x 1.800 mm, masuratorile indicand valori imbunatatite de termo - fonoizolare. Tot pe segmentul panourilor compozite au mai fost patentate si alte inovatii, cum ar fi sistemele FCP (pe baza de fibre) destinate realizarii in perioade foarte scurte a unor constructii extrem de durabile. Practic, structurile astfel obtinute prezinta o eficienta energetica sporita si sunt foarte ieftine, avand in vedere ca la realizarea lor nu se folosesc materiale traditionale, cum ar fi betonul, lemnul sau otelul. In ceea ce priveste timpul de executie, acesta se situeaza intre una si trei zile. Panourile FCP sunt autoportante, fiind executate din folii de inalta rezistenta datorita armarii cu fibra de sticla, impregnata cu rasina epoxidica rezistenta la foc. Miezul este realizat din spuma poliuretanica, pentru o buna izolare termica. Materialul poate fi folosit la executia peretilor de interior/exterior, stalpilor, grinzilor, sistemelor de acoperis etc. Toate elementele din cadrul unei constructii se sustin reciproc, calculele de rezistenta demonstrand posibilitatea eliminarii multor elemente de suport. Furnizorul pune la dispozitia partenerilor piese prefabricate avand prevazute golurile pentru instalarea usilor si ferestrelor, precum si componente cu design special.
Stalpi cu o portanta deosebita, fabricati prin metoda pultrudarii
O aplicatie de succes a sistemelor FRP este cea de executie a elementelor de suport pulverizate cu un material pe baza de rasina poliesterica pentru sustinerea peretilor si a acoperisurilor. Economiile obtinute sunt semnificative, iar produsul finit are o calitate superioara, permitand realizarea unor elemente turnate din beton in conformitate cu specificatiile constructorului. Panourile compozite sau de alt tip se monteaza pe ramele executate din stalpii respectivi cu ajutorul unor organe de asamblare din otel, pentru a se garanta integritatea produsului si stabilitatea dimensionala. Libertatea asigurata arhitectilor este maxima, putand fi realizate forme multiple, cum ar fi pereti completi, dotati cu aperturile necesare instalarii ferestrelor, avand prevazute traseele instalatiei electrice, precum si toate componentele necesare montajului termosistemului. Experienta a demonstrat ca, folosind o astfel de tehnologie, o echipa formata din cinci specialisti poate realiza o constructie cu o suprafata desfasurata de aproximativ 180 mp intr-o singura zi. Avantajul este dat, in principal, de masa scazuta a materialului, rezistenta sporita a acestuia si pretul competitiv, comparabil cu acela aferent stalpilor din lemn. Spre deosebire de produsele similare fabricate prin extrudare, stalpii pultrudati incorporeaza suvite continue de fibra pe intreaga lungime a elementului. Procesul de fabricatie consta in trecerea materiei prime printr-o baie de rasina, dupa care aceasta este trasa printr-o matrita cu forma dorita, prin aplicarea unei forte de 10 tone. Astfel, se obtine un produs de o mare rezistenta, comparabila cu aceea a componentelor din otel folosite pentru a fortifica betonul precomprimat.
Panouri din polipropilena cu insertie de fibre lemnoase
Pentru executia unor imobile ieftine si eficiente din punct de vedere energetic au fost dezvoltate sistemele compozite pe baza de lemn si mase plastice din gama WPC. Acestea permit o punere in opera extrem de rapida, iar structura lor pe baza de polipropilena armata cu fibre de ciment se adapteaza cu succes inclusiv la zonele cu o activitate seismica reprezentativa. Profilele WPC cu functii portante beneficiaza de o ranforsare suplimentara din metal sau insertie din fibra de sticla, avand functia de a contracara curgerea masei plastice atunci cand aceasta este in stare fluida, precum si de a spori rigiditatea acesteia. In ceea ce priveste lemnul utilizat in compozitie, acesta provine dintr-o vegetatie cu viteza mare de crestere, avand o disponibilitate ridicata (pentru a evita riscurile ecologice), precum si capacitatea de a se integra perfect in materiale compozite pe baza de termoplastice reciclate. Pentru a demonstra fiabilitatea acestei solutii, vreme de mai multi ani au fost realizate teste complexe, in vederea determinarii celor mai bune formule structurale, tehnici de extrudare, metode de insertie a ranforsarilor si de orientare a fibrelor (experimentele au relevat, de exemplu, faptul ca doar fibrele orientate pe o anumita directie au capacitatea de a asigura o inalta rezistenta la incovoiere). Concluzia la care s-a ajuns este ca, din punct de vedere tehnic, este posibil ca procentul de fibre sa ajunga pana la 85%. Cea mai ieftina constructie realizata prin intermediul acestor materiale are o suprafata de 85 mp si un pret de 21.000 de euro. Acestea sunt doar cateva exemple ce reflecta evolutia tehnologica in domeniul materialelor compozite care, pe zi ce trece, devin tot mai competitive atat din punct de vedere al performantelor tehnice, cat si al costurilor.
Piata de profil s-a dezvoltat in ultimii ani cu o rata medie de 5%, cele mai multe aplicatii fiind inregistrate in sectorul industrial si comercial. Dintre materialele de baza, s-au remarcat, in principal, masele plastice ranforsate cu fibra de sticla (FRP), care sunt folosite pe scara larga in domeniul constructiilor datorita avantajelor suplimentare pe care le asigura in raport cu solutiile traditionale. Principalele beneficii sunt legate de masa redusa, cu efect direct asupra costurilor (deoarece scad semnificativ cheltuielile cu structura portanta), rezistenta ridicata la coroziune si oxidare (asigurand imbunatatiri nete din punct de vedere al durabilitatii, cu deosebire in ceea ce priveste constructiile din otel si lemn), costurile reduse de exploatare (generate de mentenanta limitata si cheltuielile mai mici cu operatiunile de intretinere si reparatii) etc. In plus, gratie masei lor limitate, astfel de materiale pot fi manipulate cu mai putin efort, ceea ce duce la o scadere a costurilor de instalare. De asemenea, compozitele din gama FRP ofera o mare libertate de exprimare arhitectilor si proiectantilor, facilitand obtinerea unor forme complexe.
Arhitectii sunt in favoarea cresterii gradului de utilizare a compozitelor
In contextul cresterii gradului lor de utilizare, a devenit esentiala angrenarea unui tehnician specializat in materiale compozite inca din fazele incipiente ale proiectelor, pentru a asigura o planificare corecta, o analiza obiectiva si o selectare riguroasa a solutiilor potrivite. Pentru a reflecta cat de important este acest aspect, se poate lua in considerare exemplul unui acoperis. Teoretic, prin folosirea unor solutii moderne, este posibila reducerea la jumatate a greutatii structurii respective, cu conditia implicarii unui designer din domeniu inainte de dimensionarea elementelor de suport. In caz contrar, orice interventie ulterioara devine inutila, intrucat calculele au fost deja realizate pornind de la o premisa eronata, generata inclusiv de automatismele prost intelese care domina inca mentalitatea sau modul de lucru al multor proiectanti contemporani. Cu toate acestea, imbunatatirile, mai ales in planul abordarii, nu intarzie sa se faca simtite, in special in cadrul ansamblurilor finantate de companii care inteleg importanta unor astfel de aspecte si le acorda atentia cuvenita. Urmatorul pas este reprezentat de folosirea compozitelor pentru realizarea elementelor structurale de constructii. Deja s-a ajuns la performante notabile in ceea ce priveste deschiderile dintre doi stalpi, ce pot ajunge pana la dimensiuni imposibil de atins prin folosirea materialelor clasice. Estimarile curente indica faptul ca arhitectii vor adopta cu mult mai multa usurinta decat inginerii aceste alternative tehnice, intrucat le ofera o libertate de exprimare fara precedent.
Rezistenta la foc si anduranta la actiunea factorilor agresivi de mediu
Un exemplu reprezentativ de design revolutionar este constituit de ansamblurile rezidentiale cu structura monovolumica sau monococa, placate cu multiple straturi de sisteme prafabricate compozite de tip FRP, avand proprietati de intarziere a focului. O astfel de constructie a fost premiata in urma cu putina vreme la o competitie ce s-a desfasurat in SUA, pentru executia formelor propuse de arhitecti fabricantul de materiale compozite folosind o matrita din spuma, realizata pe baza modelului tridimensional propus de designerii proiectului. Masuratorile realizate de experti au relevat faptul ca imobilul respecta toate cerintele impuse de standardele internationale in materie de rezistenta, prezentand suplimentar proprietati net imbunatatite de reactie la foc. De asemenea, analiza de elemente finite a mai aratat o anduranta deosebita atat la factorii agresivi de mediu, cat si la miscarile telurice. Un alt exemplu reprezentativ din aceeasi categorie este cel de placare cu materiale FRP imitand piatra naturala. Sistemele sunt fabricate prin acoperirea structurii de suport cu un strat de ciment polimeric sub care este prevazuta o rasina poliesterica avand rolul de a imbunatati rezistenta la foc. Stabilitatea ansamblului este asigurata prin armarea suplimentara cu fibra de sticla. Dupa finalizarea procesului de productie, pentru a obtine designul dorit, se aplica operatiuni de finisaj prin sablare.
Constructii durabile realizate in maximum trei zile
Inclusiv sistemele actuale de compartimentare au inceput sa fie concurate, cu mai mult sau mai putin succes, de materialele compozite, care s-ar putea dovedi a fi solutii potrivite pentru anumite aplicatii. Astfel, au fost dezvoltate paneluri hibride fabricare prin pultrudare - proces opus extrudarii prin care materialul este tras si nu impins - care sunt ranforsate cu fibra de sticla si acoperite de rasini speciale. Practic, tehnologia respectiva presupune folosirea unui amestec de 50% rasina reciclata, 25% ranforsare de in si 25% fibre din sticla borosilicatica. Cele doua foi astfel fabricate sunt conectate printr-o tesatura speciala ale carei noduri se plaseaza la distante prestabilite si asigura prezenta aerului in interstitiu. Dimensiunile standard ale unui asemenea panou sunt de 1.200 mm x 1.800 mm, masuratorile indicand valori imbunatatite de termo - fonoizolare. Tot pe segmentul panourilor compozite au mai fost patentate si alte inovatii, cum ar fi sistemele FCP (pe baza de fibre) destinate realizarii in perioade foarte scurte a unor constructii extrem de durabile. Practic, structurile astfel obtinute prezinta o eficienta energetica sporita si sunt foarte ieftine, avand in vedere ca la realizarea lor nu se folosesc materiale traditionale, cum ar fi betonul, lemnul sau otelul. In ceea ce priveste timpul de executie, acesta se situeaza intre una si trei zile. Panourile FCP sunt autoportante, fiind executate din folii de inalta rezistenta datorita armarii cu fibra de sticla, impregnata cu rasina epoxidica rezistenta la foc. Miezul este realizat din spuma poliuretanica, pentru o buna izolare termica. Materialul poate fi folosit la executia peretilor de interior/exterior, stalpilor, grinzilor, sistemelor de acoperis etc. Toate elementele din cadrul unei constructii se sustin reciproc, calculele de rezistenta demonstrand posibilitatea eliminarii multor elemente de suport. Furnizorul pune la dispozitia partenerilor piese prefabricate avand prevazute golurile pentru instalarea usilor si ferestrelor, precum si componente cu design special.
Stalpi cu o portanta deosebita, fabricati prin metoda pultrudarii
O aplicatie de succes a sistemelor FRP este cea de executie a elementelor de suport pulverizate cu un material pe baza de rasina poliesterica pentru sustinerea peretilor si a acoperisurilor. Economiile obtinute sunt semnificative, iar produsul finit are o calitate superioara, permitand realizarea unor elemente turnate din beton in conformitate cu specificatiile constructorului. Panourile compozite sau de alt tip se monteaza pe ramele executate din stalpii respectivi cu ajutorul unor organe de asamblare din otel, pentru a se garanta integritatea produsului si stabilitatea dimensionala. Libertatea asigurata arhitectilor este maxima, putand fi realizate forme multiple, cum ar fi pereti completi, dotati cu aperturile necesare instalarii ferestrelor, avand prevazute traseele instalatiei electrice, precum si toate componentele necesare montajului termosistemului. Experienta a demonstrat ca, folosind o astfel de tehnologie, o echipa formata din cinci specialisti poate realiza o constructie cu o suprafata desfasurata de aproximativ 180 mp intr-o singura zi. Avantajul este dat, in principal, de masa scazuta a materialului, rezistenta sporita a acestuia si pretul competitiv, comparabil cu acela aferent stalpilor din lemn. Spre deosebire de produsele similare fabricate prin extrudare, stalpii pultrudati incorporeaza suvite continue de fibra pe intreaga lungime a elementului. Procesul de fabricatie consta in trecerea materiei prime printr-o baie de rasina, dupa care aceasta este trasa printr-o matrita cu forma dorita, prin aplicarea unei forte de 10 tone. Astfel, se obtine un produs de o mare rezistenta, comparabila cu aceea a componentelor din otel folosite pentru a fortifica betonul precomprimat.
Panouri din polipropilena cu insertie de fibre lemnoase
Pentru executia unor imobile ieftine si eficiente din punct de vedere energetic au fost dezvoltate sistemele compozite pe baza de lemn si mase plastice din gama WPC. Acestea permit o punere in opera extrem de rapida, iar structura lor pe baza de polipropilena armata cu fibre de ciment se adapteaza cu succes inclusiv la zonele cu o activitate seismica reprezentativa. Profilele WPC cu functii portante beneficiaza de o ranforsare suplimentara din metal sau insertie din fibra de sticla, avand functia de a contracara curgerea masei plastice atunci cand aceasta este in stare fluida, precum si de a spori rigiditatea acesteia. In ceea ce priveste lemnul utilizat in compozitie, acesta provine dintr-o vegetatie cu viteza mare de crestere, avand o disponibilitate ridicata (pentru a evita riscurile ecologice), precum si capacitatea de a se integra perfect in materiale compozite pe baza de termoplastice reciclate. Pentru a demonstra fiabilitatea acestei solutii, vreme de mai multi ani au fost realizate teste complexe, in vederea determinarii celor mai bune formule structurale, tehnici de extrudare, metode de insertie a ranforsarilor si de orientare a fibrelor (experimentele au relevat, de exemplu, faptul ca doar fibrele orientate pe o anumita directie au capacitatea de a asigura o inalta rezistenta la incovoiere). Concluzia la care s-a ajuns este ca, din punct de vedere tehnic, este posibil ca procentul de fibre sa ajunga pana la 85%. Cea mai ieftina constructie realizata prin intermediul acestor materiale are o suprafata de 85 mp si un pret de 21.000 de euro. Acestea sunt doar cateva exemple ce reflecta evolutia tehnologica in domeniul materialelor compozite care, pe zi ce trece, devin tot mai competitive atat din punct de vedere al performantelor tehnice, cat si al costurilor.
Optimal perspectives for fiberglass reinforced composite materials
The construction sector is one of the most dynamic markets for the distribution of composite materials at the global level. This is the conclusion of the most recent studies in the field and reflects with great precision the capacity of the industry to be the main driver of sustainability. Although developments are heterogeneous including that segment, the overall medium and long-term forecasts of the financial potential of the sector remains optimistic. The increase, according to the experts, will take place all over the world and will mainly result in the launch of new efficient combinations of materials - new and recycled - which will have an increasing utilization rate, despite reserves of some experts and justified by the inopportunity of replacing the classical solutions. The market has grown in recent years with an average rate of 5%, with most applications being registered in the industrial and commercial sectors. Among the basic materials, glass fiber reinforced plastics (FRP), which are widely used in the construction field, have registered a remarkable increase due to the additional advantages this material provides compared to traditional solutions. The main benefits are related to reduced mass with direct effect on costs (because it significantly reduces the costs related to load bearing structure), high resistance to corrosion and oxidation (providing net improvements, especially in steel and wood constructions), low operating costs (resulting from limited maintenance and repair costs) etc. In addition, due to their low mass, such materials can be handled with less effort, which leads to a decrease in installation costs. Also, FRP composites offer great freedom of expression to architects and designers, facilitating complex forms. In this favorable context, it has become essential to engage a specialized technician in composite materials from the early stages of projects to ensure proper planning, objective analysis and rigorous selection of the right solutions. The next step is the use of composites for building structural elements.
The construction sector is one of the most dynamic markets for the distribution of composite materials at the global level. This is the conclusion of the most recent studies in the field and reflects with great precision the capacity of the industry to be the main driver of sustainability. Although developments are heterogeneous including that segment, the overall medium and long-term forecasts of the financial potential of the sector remains optimistic. The increase, according to the experts, will take place all over the world and will mainly result in the launch of new efficient combinations of materials - new and recycled - which will have an increasing utilization rate, despite reserves of some experts and justified by the inopportunity of replacing the classical solutions. The market has grown in recent years with an average rate of 5%, with most applications being registered in the industrial and commercial sectors. Among the basic materials, glass fiber reinforced plastics (FRP), which are widely used in the construction field, have registered a remarkable increase due to the additional advantages this material provides compared to traditional solutions. The main benefits are related to reduced mass with direct effect on costs (because it significantly reduces the costs related to load bearing structure), high resistance to corrosion and oxidation (providing net improvements, especially in steel and wood constructions), low operating costs (resulting from limited maintenance and repair costs) etc. In addition, due to their low mass, such materials can be handled with less effort, which leads to a decrease in installation costs. Also, FRP composites offer great freedom of expression to architects and designers, facilitating complex forms. In this favorable context, it has become essential to engage a specialized technician in composite materials from the early stages of projects to ensure proper planning, objective analysis and rigorous selection of the right solutions. The next step is the use of composites for building structural elements.
