Fibra di vetro: cos’è, caratteristiche e utilizzi

La fibra di vetro è un materiale altamente prestante, con alle spalle secoli di perfezionamento tecnico: fu prodotta per la prima volta nel 1893 dall'americano Edward D. Libbey, che riuscì a trasformare il vetro fuso in fili sottili. Si è riusciti in questo modo a superare la fragilità del vetro monolitico e a produrre filamenti dal diametro inferiore al decimo di millimetro, con notevoli proprietà di resistenza meccanica e resilienza.

Dalle fibre di vetro, così come dalle fibre di carbonio, dalle fibre organiche e dalle fibre minerali, si ottengono materiali compositi, vale a dire materiali strutturali avanzati che fondono al loro interno le migliori caratteristiche di più materiali e sono prodotti con tecnologie innovative che ne determinano le elevatissime caratteristiche fisico-meccaniche.

Fibre di vetro: processo produttivo

Le fibre di vetro sono ottenute da materie prime rinnovabili, facilmente reperibili in natura: caolino, allumina, silice. Vengono prodotte facendo reagire miscele di materiali inorganici in forni speciali a temperature molto alte, comprese tra i 1300° e 1600° C. Il materiale allo stato liquido viene estruso attraverso le filiere, fornetti in platino recanti alla base un numero prestabilito di fori del diametro di alcuni millimetri.

Il vetro fuso, colando attraverso i fori, assume la forma di sottili bastoncini, che vengono raccolti e lanciati su un fuso rotante ad altissima velocità, creando un rapido stiramento del vetro fuso. In tal modo si ottiene un filamento del diametro di pochi micron e dall’insieme dei filamenti si ricava un filo.

Quanto è resistente la fibra di vetro?

La fibra di vetro è un materiale notevolmente resistente che offre una serie di vantaggi in diversi settori. Grazie alla sua struttura fibrosa e alla combinazione di vetro e resina, la fibra di vetro mostra una straordinaria capacità di sopportare sollecitazioni meccaniche, come trazione, compressione e flessione. Questa caratteristica la rende un'opzione ideale per applicazioni che richiedono durata e robustezza, come nel settore dell'edilizia, dei trasporti e delle industrie manifatturiere. Inoltre, la fibra di vetro è altamente resistente alla corrosione chimica, all'umidità e alle intemperie, garantendo una lunga durata nel tempo. La sua versatilità e affidabilità ne fanno una scelta preferita per molte applicazioni in cui la resistenza e la durabilità sono fondamentali.

Cosa è la fibra di vetro alcali resistente?

La fibra di vetro è realizzata con vetro AR (alcali resistente), che è appositamente progettato per resistere all'aggressione degli agenti alcalini. Grazie al suo alto contenuto di ossido di Zirconio, superiore al 16% come specificato dalla UNI EN 15422, questo tipo di vetro offre una durabilità e resistenza elevate in ambienti alcalini. La fibra di vetro AR presenta un'elevata efficienza nel composito grazie a trattamenti di impregnazione speciali, mantiene costantemente le sue prestazioni nel tempo e ha un peso e spessore ridotti.

La resistenza agli alcali della fibra di vetro AR viene valutata mediante un processo di invecchiamento artificiale accelerato, che prevede l'immersione del materiale in una soluzione ad alto contenuto alcalino. Al termine di questo processo, viene misurata la resistenza alla trazione del materiale e confrontata con la resistenza iniziale, per determinare la percentuale residua di resistenza agli alcali.

Esempi di materiali compositi ottenuti dalle fibre di vetro

Le fibre di vetro permettono la produzione di materiali compositi che trovano utilizzo nei più diversi settori, tra cui aerospaziale, nautico e automobilistico. Al loro interno le fibre di vetro sono associate a matrici diverse, principalmente resine sintetiche, poliammidiche o epossidiche. Dalle fibre di vetro si ottengono, per esempio:

• Vetroresina (o GFRP). Materiale composito ultraleggero, realizzato per la prima volta in Italia negli anni ’20. Presenta notevoli proprietà di resistenza meccanica, leggerezza, resistenza e durabilità;
• Tessuto in fibra di vetro. Usato spesso in combinazione con altri materiali, può subire speciali trattamenti di finitura superficiale, come la caramellizzazione, che ha lo scopo di eliminare le sostanze organiche presenti nei filati di vetro;
• Fibra di vetro isolante. Nota anche come lana di vetro, è usata per isolare sia dal caldo sia dal freddo e permette di minimizzare il fabbisogno energetico: la richiesta di energia termica viene ridotta fino a dieci volte rispetto a un'abitazione standard.

Fibra di vetro o fibra di carbonio?

La fibra di vetro e la fibra di carbonio sono spesso prese in considerazione per utilizzi simili: la scelta tra uno e l’altro dipende in larga parte dalle caratteristiche di cui il progetto necessità. Si differenziano in base ad alcuni parametri:

• Rigidità. La fibra di vetro tende ad essere più flessibile della fibra di carbonio, è circa 15 volte meno costosa ed è privilegiata per le applicazioni che non richiedono una grande rigidità, come serbatoi di stoccaggio, isolamento degli edifici, caschi protettivi e pannelli della carrozzeria;
• Forza. Nonostante la fibra di carbonio presenti un’elevata resistenza alla trazione se combinata con le giuste resine epossidiche, la fibra di vetro raggiunge resistenze meccaniche prossime alla resistenza teorica del legame covalente;
• Durata. La capacità della fibra di vetro di resistere a maggiori sollecitazioni è direttamente correlata alla sua flessibilità, proprietà presente in misura decisamente minore nella fibra di carbonio, che infatti presenta una resistenza molto più limitata;
• Convenienza. I materiali in fibra di vetro sono utilizzati in una gamma molto più ampia di applicazioni e richiedono un processo di produzione molto più semplice di quello della fibra di carbonio, con il risultato che i prezzi sono molto più bassi.

Gavazzi: filati in fibra di vetro per prodotti di qualità

Azienda tessile fondata nel 1881, con una lunga storia di produzioni di qualità e filosofia di servizio al cliente, Gavazzi Tessuti Tecnici è oggi una realtà industriale di primo piano nel settore tessile tecnico italiano e internazionale, con una presenza consolidata all’interno di mercati altamente innovativi. Per i suoi prodotti realizza un’accurata selezione delle materie prime, individuando i migliori filati in fibra di vetro presenti sul mercato per produrre reti apprettate, nastri in fibra di vetro e rivestimenti murari.

Reti per rinforzo strutturale

Gavazzi produce reti in fibra di vetro alcali-resistente tessute a giro inglese, tela e altre tipologie di armatura: reti fibrorinforzate che possono essere utilizzate come armatura all’interno dei diversi sistemi per il rinforzo strutturale con rete in fibra di vetro.

Nastri in fibra di vetro

A disposizione presso Gavazzi varie tipologie di nastro in fibra di vetro, basalto e aramidica: si tratta di prodotti ad elevate prestazioni, tessuti con armatura a tela, e che possono essere sottoposti a trattamenti termici per rinforzarne le proprietà fisiche e meccaniche.

Rivestimenti murali

Gavazzi propone un’ampia gamma di tessuti in fibra di vetro di alto standard qualitativo ed eccellente durabilità, che possono essere utilizzati per la finitura delle pareti interne, nel rispetto delle più severe norme per la prevenzione incendio.

Quanto dura la fibra di vetro?

La durata della fibra di vetro dipende da diversi fattori, come la qualità del materiale, le condizioni ambientali e la destinazione d'uso. In generale, la fibra di vetro è nota per la sua durabilità e resistenza agli agenti corrosivi e ai fattori climatici. In applicazioni industriali, può durare per decenni senza degradarsi significativamente. Tuttavia, è importante notare che la fibra di vetro può subire danni nel tempo a causa di usura, esposizione a sostanze chimiche aggressive o stress meccanici.

La fibra di vetro è pericolosa?

La fibra di vetro in passato è stata oggetto di preoccupazione per il suo potenziale impatto sulla salute. Tuttavia, numerosi studi scientifici approfonditi condotti dall'International Agency for Research on Cancer (IARC) e da altre istituzioni hanno concluso che la fibra di vetro in sé non è classificata come cancerogena per gli esseri umani.

Durante l'installazione e la manipolazione di materiali in fibra di vetro possono generarsi particelle fini che potrebbero causare irritazione agli occhi, alla pelle e alle vie respiratorie. È quindi fondamentale l'utilizzo di dispositivi di protezione personale per evitare l'esposizione diretta.