Podsumowanie artykułu w formie audio 🎧 – praktyczny przewodnik
(Kliknij, aby odsłuchać)
Kraty pomostowe od lat były domeną stali – materiału mocnego, ale podatnego na korozję i wymagającego konserwacji. Obecnie coraz częściej zastępuje się je kratami kompozytowymi GRP (Glass Reinforced Plastic), znanymi też jako TWS (Tworzywo Wzmocnione Szkłem) lub FRP (Fiberglass Reinforced Plastic). Kraty GRP wykonane są z żywic poliestrowych wzmocnionych włóknem szklanym, często z dodatkiem warstwy antypoślizgowej z korundu (tlenku glinu). Taka konstrukcja łączy w sobie lekkość tworzywa sztucznego i wytrzymałość włókna szklanego. W niniejszym artykule, udowadniamy, że kraty kompozytowe GRP przewyższają kraty stalowe pod niemal każdym względem. Zaprezentujemy kluczowe zalety krat GRP – od odporności chemicznej i mechanicznej po bezpieczeństwo użytkowania – oraz konkretne przykłady zastosowań, gdzie wybór krat kompozytowych jest zdecydowanie lepszy.
Jedną z największych przewag krat GRP nad stalowymi jest odporność na korozję. Kraty wykonane z kompozytu nie rdzewieją i nie wymagają ochronnych powłok antykorozyjnych, nawet w trudnych warunkach środowiskowych. W praktyce oznacza to, że deszcz, wilgoć, słona woda morska czy agresywne chemikalia nie naruszą struktury kraty kompozytowej, podczas gdy krata stalowa uległaby korozji (nawet jeśli jest ocynkowana) i wymagała kosztownej konserwacji lub wymiany. Żywice poliestrowe stosowane w kratownicach GRP – zwłaszcza żywice izoftalowe lub winyloestrowe – zapewniają wysoką odporność chemiczną na wiele substancji, co czyni te kraty idealnym rozwiązaniem w środowiskach agresywnych, takich jak oczyszczalnie ścieków, rafinerie, zakłady chemiczne czy obszary nnadmorskie. W miejscach tych tradycyjna stal musiałaby być wykonana ze stali nierdzewnej lub kwasoodpornej która jest znacznie droższa lub regularnie malowana, aby przetrwać – kraty GRP wytrzymują bez takich zabiegów.
Warto dodać, że odporność chemiczna krat kompozytowych może być dostosowana poprzez dobór rodzaju żywicy. Przykładowo żywica izoftalowa zapewnia bardzo dobrą odporność na warunki atmosferyczne, wodę morską i wiele chemikaliów, natomiast w środowiskach szczególnie agresywnych (silne kwasy, zasady) stosuje się żywice winyloestrowe o jeszcze wyższej odporności chemicznej. Można też dopasować formułę żywicy do konkretnych potrzeb projektu, tak aby krata wytrzymała kontakt z wszystkimi substancjami chemicznymi obecnymi w danym zakładzie. Ta niepodatność na korozję przekłada się bezpośrednio na bezpieczeństwo – krata nie osłabnie z upływem lat z powodu rdzy. Dla porównania, wypadki w przemyśle często wiążą się z zarwaną, skorodowaną kratą stalową; w jednym z przypadków w oczyszczalni ścieków doszło do załamania przerdzewiałej kraty stalowej pod pracownikiem, co uwidoczniło potrzebę zastąpienia jej kratą z kompozytu.
Mogłoby się wydawać, że materiał z tworzywa sztucznego nie dorówna stali pod względem wytrzymałości mechanicznej. Jednak kraty GRP zaskakująco dorównują stalowym pod względem wytrzymałości użytkowej, zwłaszcza gdy weźmiemy pod uwagę stosunek wytrzymałości do masy. Włókno szklane zatopione w żywicy tworzy kompozyt o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie, przy znacznie niższej masie własnej niż stal. W rezultacie kraty kompozytowe mają lepszy stosunek wytrzymałości do wagi niż kraty stalowe. Typowa krata GRP grubości 38 mm jest w stanie przenieść obciążenia rzędu 500 kg/m² (0,5 t/m²) przy standardowych rozpiętościach, a w zależności od warunków podparcia możliwe są nawet większe obciążenia punktowe bez uszkodzeń. Co ważne, kompozyt nie ulega trwałemu odkształceniu – pod obciążeniem krata GRP lekko się ugina (jest sprężysta), po czym powraca do pierwotnego kształtu. Stal natomiast, choć sztywniejsza, w momencie przekroczenia pewnej granicy (granicy plastyczności) odkształci się trwale, powodując wygięcia lub ubytki płaskiej powierzchni. Pewna elastyczność krat GRP jest zresztą zaletą: krata potrafi absorbować energię udaru, np. gdy upadnie na nią ciężki przedmiot – zamiast pęknąć czy trwale się wgnieść, ugnie się i wróci do formy. Dzięki temu kompozytowe pomosty są odporne na uderzenia i wibracje, co przekłada się na mniejsze ryzyko uszkodzeń podczas eksploatacji.
Trwałość krat GRP jest potwierdzona wieloletnimi obserwacjami. W sprzyjających warunkach użytkowych żywotność dobrze wykonanej kraty kompozytowej może sięgać kilku dekad, nawet 30–40 lat, czyli porównywalnie lub lepiej niż ocynkowanej kraty stalowej, która z czasem będzie ulegać korozji. Istneją platformy naftowe na których kraty GRP leżą już od ponad 40 lat i ciągle zachowują swoją funkcjonalność. W tym czasie stalowe podesty wymagałyby zapewne wielokrotnej wymiany lub kosztownych remontów antykorozyjnych. Kraty GRP nie wykazują istotnego starzenia się pod wpływem promieniowania UV, wilgoci, zmiennych temperatur czy nawet okresowego kontaktu z substancjami chemicznymi – ich właściwości użytkowe pozostają stabilne przez lata. Można zatem powiedzieć, że inwestycja w kraty kompozytowe to trwałe rozwiązanie, które odwdzięcza się długą, bezawaryjną eksploatacją.
Kolejną istotną zaletą krat GRP jest ich niższa masa w porównaniu do odpowiedników stalowych. Kompozyt zbrojony włóknem szklanym charakteryzuje się mniejszym ciężarem jednostkowym, co przekłada się na szereg praktycznych korzyści. Lżejsze elementy są łatwiejsze w transporcie i montażu — wiele czynności, które przy zastosowaniu krat stalowych wymagałyby użycia ciężkiego sprzętu lub zespołu pracowników, w przypadku krat GRP można wykonać ręcznie lub z pomocą lekkiego wyposażenia.
Dzięki temu proces instalacji staje się szybszy i tańszy — panele można łatwo przenieść na miejsce montażu i zamocować przy użyciu specjalnych łączników i śrub. Mniejsza waga to także mniejsze obciążenie konstrukcji wsporczych, co może mieć znaczenie w projektach wymagających optymalizacji nośności. W skali dużych inwestycji pozwala to zaoszczędzić czas oraz koszty robocizny i sprzętu.
Lekkość idzie w parze z łatwością obróbki. Kraty GRP można przycinać i wiercić zwykłymi narzędziami ręcznymi (szlifierka kątowa z tarczą diamentową, piła do metalu, wiertarka), bez iskrzenia i bez potrzeby spawania. Gdy zachodzi konieczność dopasowania kształtu kraty na miejscu budowy – np. wycięcia otworu na rurę lub skrócenia panelu – można to zrobić szybko na placu budowy, czego nie da się powiedzieć o stali (cięcie i spawanie stali wymaga specjalistycznego sprzętu, a po wykonaniu modyfikacji – ponownego zabezpieczenia antykorozyjnego przeciętych krawędzi). Dzięki kratom GRP unikamy także tzw. gorących prac – instalacja nie wymaga użycia palników ani spawarek, co bywa istotne np. w strefach zagrożonych wybuchem lub w pomieszczeniach, gdzie nie można wprowadzić otwartego ognia. Łatwość montażu i obróbki kompozytu nie tylko przyspiesza prace, ale też zwiększa bezpieczeństwo (mniej ciężkiego sprzętu, mniej niebezpiecznych operacji).
Warto podkreślić, że mimo niskiej masy własnej kraty GRP zachowują wystarczającą sztywność konstrukcyjną w typowych zastosowaniach. Projektanci zalecają, by ugięcie elastyczne takiej kraty pod obciążeniem nie przekraczało L/200 rozpiętości (czyli 0,5% długości przęsła) – to standard zapewniający odczucie stabilności podestu i ochronę struktury kraty przed długotrwałym nadmiernym wygięciem. Dzięki odpowiedniemu rozplanowaniu podpór i doborowi grubości kraty, kryterium to jest spełniane. Przykładowo panel kraty formowanej GRP o grubości 38 mm może osiągnąć rozpiętość około 0,9–1,0 m przy standardowym obciążeniu użytkowym (ok. 1,5 kN/m²) zachowując dopuszczalne ugięcie. Jeśli potrzebne są większe rozpiętości lub obciążenia, dostępne są grubsze kraty (np. 50 mm) bądź stosuje się dodatkowe belki podporowe – możliwości optymalizacji jest wiele. Mimo nieco większej sprężystości, dobrze zaprojektowany pomost z krat GRP będzie stabilny i bezpieczny dla użytkowników, a przy tym o wiele lżejszy i łatwiejszy w montażu niż stalowy odpowiednik.
Bezpieczeństwo użytkowników to priorytet przy wyborze kraty podłogowej, a na tym polu kompozyty GRP wyróżniają się pozytywnie. Po pierwsze, kraty GRP zapewniają wyższą antypoślizgowość niż większość krat stalowych. Standardowa krata stalowa ma gładkie płaskowniki lub ewentualnie ząbkowane krawędzie, które jednak wciąż mogą być śliskie w kontakcie z olejem, błotem czy lodem. Natomiast kraty kompozytowe często produkowane są od razu z myślą o zapobieganiu poślizgom – górna powierzchnia może być wykonana w formie chropowatej faktury lub pokryta zatopionym ziarnem korundu (utwardzonego tlenku glinu) o określonej granulacji. Taka szorstka powłoka gwarantuje doskonałą przyczepność obuwia, nawet gdy krata jest mokra czy zaolejona. W testach antypoślizgowych wysokiej jakości kraty GRP osiągają najwyższą klasę R13 odporności na poślizg (według normy DIN EN 16165), co oznacza bezpieczne użytkowanie nawet w środowisku mokrym lub zatłuszczonym. Dla porównania, wiele nawierzchni stalowych plasuje się niżej w tej skali. Brytyjskie testy według normy BS 7976-2 również potwierdziły “doskonały” poziom antypoślizgowy krat GRP pokrytych grysikiem korundowym. Krótko mówiąc, kompozytowe kraty pomostowe minimalizują ryzyko poślizgnięcia się pracowników, nawet w trudnych warunkach pogodowych czy w zakładach, gdzie na podłodze mogą pojawić się ciecze.
Po drugie, kraty GRP są materiałem dielektrycznym, czyli nie przewodzą prądu elektrycznego. To ogromna zaleta w porównaniu do stali, która jest doskonałym przewodnikiem. W środowiskach, gdzie istnieje ryzyko porażenia (np. w pobliżu rozdzielnic elektrycznych, szaf sterowniczych, trakcji kolejowej czy na oczyszczalniach, gdzie pracuje sprzęt elektryczny w wilgotnym otoczeniu), zastosowanie krat stalowych wymaga uziemiania konstrukcji i nadal stwarza potencjalne zagrożenie. Krata kompozytowa z natury izoluje elektrycznie, dzięki czemu zwiększa poziom bezpieczeństwa pracowników – nawet przypadkowe dotknięcie gołym przewodem do kratownicy nie spowoduje groźnego zwarcia. Co więcej, materiał GRP jest niemagnetyczny i nie iskrzy przy uderzeniach, co ma znaczenie np. w strefach zagrożonych wybuchem (iskra od uderzenia metalu o metal to potencjalne źródło zapłonu). Z tych powodów kraty z tworzywa sztucznego wzmacnianego szkłem są często wybierane w zakładach przemysłu elektronicznego, energetycznego oraz w kopalniach i rafineriach, gdzie bezpieczeństwo przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe jest szczególnie istotne
Po trzecie, warto wspomnieć o zachowaniu w warunkach pożaru i temperatury. Stal co prawda nie pali się, ale w pożarze szybko się nagrzewa i traci wytrzymałość (ugięcia, a nawet zawalenie się rozgrzanej konstrukcji stalowej to znane zjawisko). Kompozyty GRP są tworzywami termoutwardzalnymi, które mogą być formułowane z dodatkami uniepalniającymi. Dobrej jakości kraty GRP mają właściwości ognioodporne – wiele z nich spełnia wymagania klasy palności Bfl-s1 (trudno zapalne, z minimalnym zadymieniem) według normy PN-EN 13501-1. Oznacza to, że w razie pożaru krata kompozytowa nie będzie gwałtownie podtrzymywać ognia, co daje cenny czas na ewakuację i akcję ratunkową. Ponadto, kompozyt ma niski współczynnik przewodzenia ciepła w porównaniu do stali – nie nagrzewa się tak szybko, a także nie powoduje oparzeń przy dotknięciu w wysokiej temperaturze ani uczucia zimna w niskiej (stalowa krata zimą może być oblodzona i bardzo zimna w dotyku, podczas gdy GRP dzięki izolacyjności jest bardziej przyjazna dla użytkownika). Zakres typowych temperatur pracy krat GRP od około -60°C do +100°C (a w przypadku specjalnych żywic nawet wyżej) jest w zupełności wystarczający dla większości zastosowań przemysłowych i zewnętrznych. W rezultacie kraty kompozytowe oferują bezpieczne użytkowanie w szerokim zakresie warunków, chroniąc zarówno przed poślizgnięciem, porażeniem prądem jak i przed skutkami pożaru.
Oprócz cech czysto technicznych, kraty kompozytowe GRP oferują szereg dodatkowych atutów użytkowych. Jednym z nich jest estetyka i dowolność kolorystyczna. Kompozytowe kratownice mogą być wytwarzane w praktycznie dowolnym kolorze – pigment dodawany jest do żywicy już na etapie produkcji, dzięki czemu gotowy produkt ma jednolitą barwę w całym przekroju. Standardowo dostępne są np. kraty zielone, szare, żółte, czarne i inne, a na życzenie możliwe jest wykonanie krat w kolorach spoza palety standardowej (np. barwy firmowe, wyróżniające się kolory bezpieczeństwa itp.). Co istotne, kolor jest trwały – nie blaknie szybko pod wpływem UV i nie odpryskuje, bo nie jest to farba na powierzchni, lecz integralna część materiału. Dzięki temu kraty GRP przez lata zachowują estetyczny wygląd i nie wymagają odnawiania powłoki malarskiej (jak to ma miejsce w przypadku malowanej stali, gdzie farba z czasem się ściera lub łuszczy). Możliwość barwienia kraty ma też walor praktyczny: pozwala wizualnie oznaczać strefy w zakładzie (np. kraty żółte jako strefy niebezpieczne, pomarańczowe dla ciągów komunikacyjnych, zielone w oczyszczalniach dla wkomponowania w otoczenie itp.). Kraty stalowe zazwyczaj są dostępne tylko jako ocynkowane (srebrnoszare) lub pomalowane na ograniczoną liczbę kolorów, które i tak wymagają odnawiania – w tej kategorii kompozyt wygrywa pod względem estetyki i możliwości personalizacji.
Inną zaletą jest fakt, że materiał GRP nie ma wartości złomowej. Stal często pada ofiarą kradzieży z placów budowy czy infrastruktury (złomiarze wycinają stalowe kraty lub elementy, by sprzedać na złom). Kompozytowe kraty nie interesują złodziei, bo nie da się ich sprzedać na surowiec wtórny. To oznacza większe bezpieczeństwo infrastruktury – ryzyko zniknięcia zainstalowanej kraty jest mniejsze, a tym samym mniejsze potencjalne straty dla właściciela obiektu.
Wreszcie, warto wspomnieć o kwestiach ekologicznych i higienicznych. Z punktu widzenia ekologii, stal jest co prawda w pełni recyklingowalna, natomiast długowieczność krat GRP sprawia, że rzadziej trafiają one do wymiany, więc w cyklu eksploatacji zużywają mniej zasobów na produkcję nowych elementów. Mniej konserwacji to też mniej farb, rozpuszczalników i odpadów poprodukcyjnych. W zastosowaniach specjalnych, np. w przemyśle spożywczym czy wodociągowym, kraty kompozytowe mogą spełniać rygorystyczne normy higieniczne – wielu producentów posiada certyfikaty typu Atest PZH dopuszczające ich wyroby do użycia w zakładach spożywczych. Brak korozji oznacza również brak ryzyka zanieczyszczenia produktu rdzawymi odpryskami, co bywa istotne np. w browarach, mleczarniach czy na basenach. Te wszystkie drobne atuty uzupełniają obraz kraty kompozytowej jako rozwiązania nowoczesnego, wszechstronnego i przyjaznego w użytkowaniu.
Biorąc pod uwagę powyższe zalety, łatwo wskazać liczne obszary zastosowań, w których zdecydowanie lepiej sprawdzają się kraty kompozytowe zamiast stalowych. Oto kilka przykładów:
Oczywiście powyższa lista nie wyczerpuje wszystkich zastosowań – kraty kompozytowe GRP z powodzeniem zastępują stalowe wszędzie tam, gdzie liczy się odporność na warunki zewnętrzne, bezpieczeństwo i niska waga. W większości typowych aplikacji przemysłowych i konstrukcyjnych kompozyt sprawdza się lepiej, natomiast stal pozostaje ewentualnie konkurencyjna jedynie w bardzo specyficznych warunkach (np. ekstremalnie wysokie temperatury przekraczające zakres pracy żywic lub obciążenia ponadnormatywne, gdzie wymagana jest specjalna kratownica – choć i tu istnieją wzmocnione kraty GRP o wysokiej nośności). W około 90% przypadków spotykanych w praktyce inżynierskiej, wybór krat kompozytowych okazuje się optymalny.
Kraty GRP (TWS) to nowoczesne rozwiązanie, które pod każdym niemal względem przewyższa tradycyjne kraty stalowe. Są odporne na korozję i chemikalia, wytrzymując lata w środowiskach, gdzie stal szybko by rdzewiała. Dzięki niskiemu ciężarowi ułatwiają transport i montaż, obniżając koszty prac instalacyjnych. Zapewniają wysoką wytrzymałość i trwałość, dorównując stali pod kątem nośności, a przewyższając ją w relacji wytrzymałości do masy – jednocześnie pozostają sprężyste i odporne na udary bez trwałych odkształceń. Podnoszą poziom bezpieczeństwa w zakładzie dzięki antypoślizgowej powierzchni (np. warstwa korundu dająca klasę R13 antypoślizgowości) oraz izolacyjności elektrycznej i ognioodporności kompozytu. Są niemal bezobsługowe – nie wymagają malowania ani zabezpieczania, nie gniją, nie rdzewieją, przez co w dłuższej perspektywie okazują się tańsze w użytkowaniu niż pozornie tańsze kraty stalowe (oszczędzamy na konserwacji i wymianach). Dodatkowe atuty, takie jak możliwość doboru koloru, łatwe docinanie na wymiar, brak wartości złomowej czy odporność na UV, czynią z krat GRP rozwiązanie bardzo wszechstronne i przyjazne eksploatacyjnie.
Podsumowując, argumenty za wyższością krat kompozytowych GRP są mocne i liczne. Doświadczenie przemysłowe z całego świata potwierdza, że tam gdzie wprowadzono kraty z tworzywa sztucznego wzmacnianego włóknem, zredukowano problemy z korozją, poprawiono bezpieczeństwo pracy i obniżono koszty utrzymania infrastruktury. W dzisiejszych czasach, gdy dostępne są tak dopracowane materiały kompozytowe, stalowe kratownice pomostowe wydają się przestarzałe. Wybór krat GRP to inwestycja w nowoczesność, trwałość i bezpieczeństwo, która szybko się zwraca. Niezależnie czy mówimy o platformie offshore, zakładzie chemicznym czy pieszej kładce w parku – kraty GRP dostarczają przewagi, których stal nie jest w stanie zapewnić, udowadniając swoją wyższość w praktyce. Można śmiało stwierdzić, że kraty kompozytowe to przyszłość w wielu branżach – lekkie, wytrzymałe i odporne rozwiązanie, które rozwiązuje problemy dręczące użytkowników krat stalowych od dekad.
