Los conocedores del negocio de la construcción atribuyen la invención del refuerzo compuesto a los años 60 del siglo pasado. Durante este período, se iniciaron estudios activos de sus propiedades en los Estados Unidos y la Unión Soviética.
Sin embargo, a pesar de la edad bastante avanzada, este material aún no es familiar para la mayoría de los desarrolladores. Este artículo lo ayudará a llenar el vacío de conocimiento sobre el refuerzo de fibra de vidrio, sus propiedades, ventajas y desventajas.
De paso, notamos que este material es muy controvertido. Los fabricantes lo elogian en todos los sentidos y los constructores prácticos desconfían. Los ciudadanos comunes miran a esos y a otros, sin saber en quién creer.
¿Qué es una barra de refuerzo compuesta, cómo se produce y dónde se utiliza?
En resumen, la estructura del refuerzo compuesto se puede describir como "fibra en plástico". Se basa en hilos resistentes al desgarro de carbono, vidrio o basalto. La rigidez de la varilla compuesta la proporciona una resina epoxi que envuelve las fibras.
Para una mejor adherencia al hormigón, se enrolla un hilo fino en las varillas. Está hecho del mismo material que el eje principal. El cordón crea un relieve helicoidal, como uno de acero. La resina epoxi se endurece en una cámara de secado. A la salida de él, el refuerzo compuesto se extrae ligeramente y se corta. Algunos fabricantes rocían arena sobre las varillas de plástico antes de que el polímero se endurezca para mejorar la adherencia al concreto en áreas lisas.
El área de aplicación del refuerzo de fibra de vidrio no se puede llamar muy amplia. Se utiliza como unión flexible entre el revestimiento de fachada y el muro de carga, y también se coloca en losas de carreteras y encofrados de tanques. En los marcos que refuerzan cimientos de tiras y pisos de concreto, el refuerzo de plástico no se usa con tanta frecuencia.
No se recomienda instalar varillas compuestas en losas de piso, dinteles y otras estructuras de tracción. La razón es la mayor flexibilidad de este material.
Propiedades físicas del refuerzo compuesto
El módulo de elasticidad del compuesto polimérico es significativamente menor que el del acero (de 60 a 130 frente a 200 GPa). Esto significa que donde el metal entra en juego, evitando que el concreto se agriete, el plástico continúa doblándose. La resistencia a la tracción de una varilla de fibra de vidrio es 2,5 veces mayor que la de una de acero.
Los principales parámetros de resistencia del refuerzo compuesto están contenidos en la tabla No. 4 GOST 31938-2012
Aquí vemos las principales clases de material compuesto: ASK (compuesto de fibra de vidrio), ABC (fibra de basalto), AUK (carbono), AAK (compuesto de aramida) y AKK (combinado – vidrio + basalto).
Los menos duraderos, pero los más baratos son el refuerzo de fibra de vidrio y el compuesto de basalto. El material más fiable y, al mismo tiempo, más caro se fabrica sobre la base de fibra de carbono (AUC).
Volveremos a las propiedades de resistencia del material cuando lo comparemos con el metal.
Mientras tanto, considere otras características de este material:
- Las cualidades positivas del compuesto incluyen su inercia química. No teme a la corrosión ni a las sustancias agresivas (ambiente alcalino de hormigón, agua de mar, productos químicos de carretera y ácidos).
- El peso del refuerzo de plástico es 3-4 veces menor que el del acero. Esto genera ahorros en transporte.
- La baja conductividad térmica del material mejora las características de ahorro de energía de la estructura (no hay puentes fríos).
- Las barras de refuerzo compuestas no conducen electricidad. En las estructuras donde se utiliza, no hay cortocircuitos en el cableado ni corrientes parásitas.
- El plástico compuesto es magnéticamente inerte y radiotransparente. Esto permite su uso en la construcción de estructuras, donde debe excluirse el factor de blindaje de las ondas electromagnéticas.
No se puede doblar una varilla de fibra de vidrio a 90 grados en un sitio de construcción
Desventajas de las barras de refuerzo compuestas:
- Imposibilidad de doblar con un radio pequeño en condiciones de construcción. La varilla doblada debe solicitarse al fabricante con anticipación.
- La imposibilidad de soldar el marco (menos el relativo, ya que incluso para el refuerzo de acero, la mejor forma de unir es tejiendo, no soldando).
- Resistencia a bajas temperaturas. Bajo fuerte calor y fuego, la estructura de hormigón reforzada con varillas mixtas se derrumba. La fibra de vidrio no teme a las altas temperaturas, pero el plástico que la une pierde su resistencia cuando se calienta por encima de los +200 C.
- Envejecimiento. Menos común de todos los polímeros. Los herrajes no metálicos no son una excepción. Sus fabricantes sobreestiman la vida útil hasta 80-100 años.
Tejer con bridas de plástico o alambre de acero es el único método posible para ensamblar el marco.
¿Qué refuerzo es mejor el metal o la fibra de vidrio?
Uno de los principales argumentos a favor del PRFV frente al refuerzo metálico es el precio más bajo. Sin embargo, al mirar las etiquetas de precios de los almacenes de metal, verá que este no es el caso. El costo del metal es en promedio un 20-25% más bajo que el del material compuesto.
El motivo de la confusión es que los vendedores de plástico tienen en cuenta el llamado diámetro "equivalente". La lógica aquí es la siguiente: el refuerzo no metálico es más resistente a la tracción que el acero de construcción. Por lo tanto, una barra de polímero con un diámetro más pequeño resistirá la misma carga que una barra de acero más gruesa. En base a esto, se extrae la conclusión: para reforzar la estructura, se necesita menos plástico que metal. De ahí que aparezca el precio "más bajo".
Para una comparación razonada de un compuesto con un metal, se requiere un documento reglamentario. Esa orientación ya está disponible hoy. Este es el Apéndice "L" de la orden del Ministerio de Construcción de Rusia No. 493 / pr con fecha 08.07. 2016 Nov.
En el párrafo L.2.3. oscuro para los desarrolladores ordinarios, pero muy interesante para los profesionales, existen dos factores de reducción para todos los tipos de refuerzo compuesto.
Por ejemplo, considere la fibra de vidrio más común (ASK):
- Bajo la acción de una carga continua, su resistencia a la tracción debe multiplicarse por 0,3. Es decir, en lugar de 800 MPa, obtenemos 240 MPa (800×0,3 = 240).
- Si la estructura funciona al aire libre, el resultado obtenido debe multiplicarse por otro 0,7 (240 MPa x 0,7 = 168 MPa).
Tabla de factores reductores para refuerzo compuesto
Tabla con factores teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento
Además, como exige la norma, los 168 MPa obtenidos deben dividirse por el factor de seguridad (factor de seguridad), igual a 1,5. Como resultado, obtenemos 112 MPa.
Ahora es posible comparar correctamente la resistencia del refuerzo de plástico y de metal. Tomemos como ejemplo el acero de construcción de grado A500. Su resistencia máxima a la tracción, teniendo en cuenta el factor de seguridad, es de 378 MPa. Obtuvimos solo 112 MPa para el compuesto de fibra de vidrio.
Nuestro pequeño estudio ilustra claramente una tabla de reemplazo real, y no teórico, de igual resistencia del refuerzo de acero con material compuesto. Se puede utilizar a la hora de elegir y comprar.
Después de mirar a través de esta tabla, es fácil ver que el plástico para un reemplazo equivalente de metal requiere no menos, sino más metal. Solo el material de fibra de carbono (AUC) más caro supera al acero de igual diámetro.
Gama y precio del refuerzo compuesto
El más demandado en la obra es el refuerzo compuesto de fibra de vidrio. Hemos resumido su surtido y precios medios en una tabla.
Puede obtener información de la tabla a continuación sobre cuánto pesa el refuerzo de plástico de diferentes diámetros.
Venden material en bobinas de 200, 100 y 50 metros y en forma de varillas de cualquier longitud.
Conclusiones y Recomendaciones
Teniendo en cuenta el factor precio (un compuesto igual a la resistencia del acero costará más), no podemos recomendar el refuerzo compuesto para un uso generalizado en la construcción privada.
Para el refuerzo de vigas, losas de piso, vigas de carga, columnas y diafragmas de refuerzo, los expertos recomiendan encarecidamente no instalarlo. Es posible utilizar una armadura de este tipo como constructiva. Se puede utilizar para reforzar cimentaciones de losas.
Cimentación de losa con marco de refuerzo de fibra de vidrio
Para fortalecer las rejillas de pilotes y los cimientos de tiras, es mejor comprar varillas de acero.
