GFK steht für glasfaserverstärkten Kunststoff. Es ist der Verbundwerkstoff, der durch Verstärkung von ungesättigtem Polyesterharz mit Glasfaser entsteht — und mit Abstand der meistverwendete Verbundwerkstoff der Industrie.
Zur Terminologie
Derselbe Werkstoff trägt je nach Land und Branche unterschiedliche Namen. Die Unterschiede sind sprachlicher, nicht technischer Natur:
| Begriff | Bedeutung | Hinweis |
|---|---|---|
| GFK | Glasfaserverstärkter Kunststoff | Standard im deutschsprachigen Raum |
| GRP | Glass Reinforced Plastic / Polyester | Britischer und europäischer Sprachgebrauch |
| Fiberglas | — | Umgangssprachlich; streng genommen der Name der Faser |
| GFRP / FRP | (Glass) Fibre Reinforced Plastic | US-amerikanische und akademische Literatur |
| CTP | Cam elyaf Takviyeli Polyester | Standardbegriff in der Türkei |
Steht in einer Spezifikation „GRP-Bootsrumpf“ oder „GFK-Bootsrumpf“, ist dasselbe gemeint.
Woraus GFK besteht
GFK hat zwei Hauptrohstoffe: ungesättigtes Polyesterharz und Glasfaser, dazu je nach Bedarf Gelcoat, Füllstoffe, Pigmente und Additive.
Glasfasertypen
- E-Glas: für elektrische Isolierung entwickelt, am weitesten verbreitet und am wirtschaftlichsten. Der überwiegende Teil des GFK wird mit E-Glas gefertigt.
- C-Glas: hohe Chemikalienbeständigkeit, eingesetzt in der Oberflächenlage von Tanks und Rohren.
- S-/R-Glas: hochfest, für Luftfahrt und Verteidigung.
- AR-Glas: alkalibeständig, für die Betonbewehrung.
Verstärkungsformen
- CSM (Schnittmatte): zufällig orientierte Kurzfasern. Günstig, formt sich gut an, richtungsunabhängig. Der Standard beim Handlaminieren.
- Roving-Gewebe: schweres Gewebe; baut schnell Dicke auf und ist fester als CSM.
- Multiaxialgelege (biaxial, triaxial): Fasern werden in flachen Lagen vernäht statt gewebt. Ohne Ondulation liefern sie die höchste Festigkeit — die Wahl für Infusion und Yachtrümpfe.
- Endlosroving: für Pultrusion und Faserwickeln.
Eigenschaften
Ein typisches Handlaminat (30 % Faseranteil) gegenüber Baustahl:
| Eigenschaft | GFK (Handlaminat) | Baustahl |
|---|---|---|
| Dichte | ~1,5–1,8 g/cm³ | 7,85 g/cm³ |
| Zugfestigkeit | ~100–200 MPa | ~400 MPa |
| Spezifische Festigkeit | Hoch | Mittel |
| Korrosion | Keine | Rostet ungeschützt |
| Wärmeleitfähigkeit | Sehr gering (isolierend) | Hoch |
| Elektrische Leitfähigkeit | Isolierend | Leitend |
Die Festigkeit steigt stark mit dem Fasergehalt. Die beim Handlaminieren üblichen 25–35 % werden bei der Vakuuminfusion zu 55–70 % — etwa die doppelte Festigkeit bei gleicher Wandstärke.
Einsatzgebiete
- Schifffahrt: Boots- und Yachtrümpfe, Decks, Aufbauten. Die überwiegende Mehrheit der in Serie gebauten Boote weltweit ist aus GFK.
- Bahn: Innenverkleidungen, Deckenmodule, WC-Kabinen, Wassertanks, Fensterrahmen.
- Wasser und Chemie: GFK-Rohre, Lagertanks, Kläranlagenbauteile, Kamine.
- Fahrzeug- und Landtechnik: Karosserie, Kabinenpaneele, Windleitbleche, Kotflügel.
- Bauwesen: Fassadenpaneele, Roste, Lichtplatten, Laufstege.
- Energie: Trafostationen, Kabelkanäle, Windkraftkomponenten.
Schwachstellen
Wie jeder Werkstoff hat GFK Grenzen: lokale Delaminationsgefahr bei Schlagbelastung, Oberflächenmattierung unter UV (durch Gelcoat und Lack beherrschbar), Leistungsverlust oberhalb 80–100 °C und schwieriges Recycling. Die Brennbarkeit ist ein Konstruktionsparameter — mit flammhemmendem Harz und Gelcoat lassen sich die strengsten Brandschutznormen erfüllen.
Recycling
Als Duroplast lässt sich GFK nicht aufschmelzen und neu formen. Aktuelle Ansätze sind mechanisches Mahlen (Wiederverwendung als Füllstoff), die Mitverwertung in Zementwerken (Energie- und Rohstoffrückgewinnung) sowie sich entwickelnde Solvolyse- und Pyrolyseverfahren. In Europa ist die Zement-Mitverwertung heute die verbreitetste industrielle Lösung.