La idea de reforzar las estructuras de los edificios con metal no es nueva. Incluso los antiguos griegos intentaron fortalecer el ladrillo con varillas de acero.
El punto débil de esta idea resultaron ser las juntas de mortero. A través de ellos, el agua penetraba en el macizo del muro, provocando la corrosión del refuerzo. Por lo tanto, la antigua invención no fue ampliamente aceptada.
El resurgimiento del refuerzo de acero se produjo después de la invención del cemento, sobre cuya base se creó el hormigón. Este material sólido y sólido combina perfectamente con el acero, protegiéndolo de la corrosión. El refuerzo incrustado en el hormigón, a su vez, mejora significativamente sus propiedades de resistencia.
El nuevo material, llamado hormigón armado, es mucho más resistente que su "progenitor" y tolera bien las fuerzas de tracción. El hormigón no reforzado quebradizo, por otro lado, pierde resistencia muy rápidamente cuando se estira y se cubre con una red de grietas.
Hoy en día, la barra de refuerzo se ha convertido en un verdadero "pan" de la construcción. Una cimentación monolítica y otras estructuras críticas no pueden prescindir de ella: vigas, arcos, columnas, dinteles y losas de piso.
En la actualidad, se producen dos tipos principales de refuerzo de construcción a partir de acero laminado en caliente:
- barra de metal lisa (redonda);
- barra redonda con superficie estriada.
La gama de este material es bastante amplia, ya que no solo se utilizan diferentes grados de acero en su producción, sino también diferentes diámetros y tamaños de refuerzo.
El principal "estándar de refuerzo" – GOST 5781-82 contiene docenas de requisitos relacionados con la resistencia de las varillas, sus características geométricas, las condiciones de prueba y el marcado.
Además del estándar especificado, los accesorios de construcción también se producen de acuerdo con el GOST 52544-2006 actualizado. Regula solo dos clases de accesorios: A500s y B500s. La diferencia entre los dos estándares no es fundamental y se refiere a la forma del corrugado del refuerzo: el antiguo es circular, el nuevo tiene forma de hoz o mixto. Los requisitos de resistencia no han cambiado.
La armadura con corrugación anular tiene un alto coeficiente de adherencia al hormigón. Por tanto, se suele utilizar en estructuras masivas.
La armadura de hoz y corrugación mixta es resistente a cargas explosivas. Por lo tanto, se usa con mayor frecuencia para fortalecer las estructuras tónicas.
Clasificación y variedades
Todos los accesorios de construcción se dividen en clases según sus características de resistencia:
- A1 (A240);
- A2 (A300);
- A3 (A400);
- A4 (A600);
- A5 (A800);
- A6 (A1000).
El número después de la letra A indica el límite elástico del acero (la carga máxima de tracción en Newtons por mm2) que la probeta puede soportar. En el camino, notamos que el refuerzo suave es solo de clase A1. Corrugado (perfil periódico) cubre los grados de A2 a A6.
Algunas palabras sobre el propósito de las nervaduras, que se aplican al refuerzo durante el laminado. Sirven para mejorar la adherencia de la barra de acero al hormigón. Dos nervaduras corren a lo largo de los lados del refuerzo a lo largo de toda su longitud, mientras que las otras son protuberancias transversales cortas. Están hechos en forma de mitades de líneas helicoidales (una con un acercamiento a la izquierda, la otra con un acercamiento a la derecha).
La gama de armaduras de construcción, además del índice, puede contener letras que denoten las siguientes calidades de acero:
- "T" – endurecido térmicamente (por ejemplo, A600t);
- "En" – reforzado por una capucha;
- "C" – accesorios que se pueden soldar;
- "K" – resistente a la corrosión.
Para la fabricación de accesorios se utilizan aceros al carbono (3-5 sp), así como aleados con manganeso y silicio (25G2S, 35GS).
Además de la clasificación por resistencia, clase de acero y forma de la superficie, el refuerzo de construcción se subdivide:
- por tecnología de producción (alambre, cuerda y varilla);
- por funciones desempeñadas (tensado y no tensado);
- con cita previa (distribución, instalación y trabajo);
- por el método de instalación (tejido y soldado).
Un indicador importante es el diámetro del refuerzo. Se tiene en cuenta al calcular la carga de tracción permitida que puede soportar una estructura de hormigón armado.
Surtido
Hay 20 diámetros básicos de varilla (de 6 mm a 80 mm). Hasta 22 diámetros, el paso de surtido es de 2 mm (6,8,12,14,16,18,20,22). Luego están las varillas de 25 y 28 mm (paso 3 mm).
De 32 a 40 mm, la graduación es de 4 mm. Para diámetros de 45 a 60 mm, el paso pasa por 5 mm (50,55) y luego por 10 mm (70,80). Las longitudes estándar de las barras de refuerzo oscilan entre 6 y 12 m.
El refuerzo de alambre tiene un total de cuatro tamaños de sección transversal: 3,4,5 y 6 mm. No se produce en forma de varillas separadas, sino en bobinas-bobinas de gran tamaño.
Para las necesidades de construcción, el refuerzo de la primera a la cuarta clase (A1-A4) se usa con mayor frecuencia. Los grados superiores se utilizan para estructuras especialmente críticas: puentes, túneles, aeródromos, minas.
Respecto a las tallas más habituales, se puede decir lo siguiente:
- Para el refuerzo de vigas y paneles se utiliza un diámetro de 12 mm (mínimo), y el máximo no debe superar los 32 mm.
- Para las columnas, se permite tomar barras de refuerzo con un espesor de 14 mm (mínimo) y un máximo de 36 mm (el número de barras en una sección es de al menos 4 piezas);
- El refuerzo de trabajo para la cimentación debe tener un espesor de al menos 10 mm. Su tamaño máximo no está limitado por las normas.
En la construcción individual, las barras de refuerzo bajas en carbono con un diámetro de 10 a 16 mm se utilizan con mayor frecuencia.
En la siguiente tabla puede ver cuántos metros de barras de refuerzo de diferentes diámetros hay por 1 tonelada . Aquí también se indica el peso del refuerzo (1 metro lineal).
diámetro de la barra, mm Número de metros en 1 tonelada Peso de 1 metro lineal en kg Barra de refuerzo 6.0 4505 0.2220 Barra de refuerzo 8.0 2534 0.3946 Barra de refuerzo 10.0 1622 0,6165 Varilla 12.0 1126 0,88 Barra de refuerzo 14.0 827,5 1.208 Varilla 16.0 633,6 1,58 Varilla 18.0 500,6 1,99 Barra de refuerzo 20.0 405,5 2,466 Varilla 22.0 335,1 2,98 Varilla 25.0 259,5 3.853 Varilla 28.0 206,9 4.83 Varilla 32.0 158,4 6.31 Varilla 36.0 125,2 7,99 Varilla 40.0 101,4 9,86
Estos datos son convenientes de usar al pedir metal y calcular el refuerzo de estructuras.
Fibra de vidrio para refuerzo de hormigón
En los últimos años, el refuerzo compuesto se ha utilizado activamente en la construcción, cuya base es la fibra de vidrio duradera y liviana.
Este material tiene muchas ventajas sobre el acero:
- resistencia a la corrosión y ambientes químicos agresivos;
- alta resistencia a la tracción;
- bajo peso (6-8 veces más ligero que el acero);
- pequeña conductividad térmica;
- excelentes cualidades dieléctricas;
- Magnetoinertness y radio transparencia.
Los surtidos de refuerzo de acero y compuestos (diámetros y longitudes) son similares. Al mismo tiempo, en términos de características de resistencia, el compuesto es notablemente superior al metal. Los fabricantes declaran que, en términos de características de resistencia, el refuerzo de FRP es superior al metal. Al mismo tiempo, el precio del material compuesto es un 20-25% más caro que el del acero.
En todos los sitios web de los vendedores de este material, puede encontrar una tabla de reemplazo de metal a plástico de igual resistencia:
No.
refuerzo
FRP
Diámetro,
mm
Peso r.m.
(kg)
Refuerzo de
acero
Diámetro,
mm
Peso r.m.
(kg)
una
ASP-3
3
0,018
5A-III
5
0,187
2
ASP-4
4
0,02
6A-III
6
0,260
3
ASP-6
6
0,05
8A-III
ocho
0.395
4
ASP-7
7
0,07
10A-III
10
0,617
5
ASP-8
ocho
0,08
12A-III
12
0,888
6
ASP-10
10
0,12
14A-III
14
1.210
7
ASP-12
12
0,20
16A-III
dieciséis
1.580
ocho
ASP-14
14
0,26
18A-III
Dieciocho
2.000
9
ASP-16
dieciséis
0,35
20A-III
veinte
2.470
10
ASP-18
Dieciocho
0,46
22A-III
22
2.985
once
ASP-20
veinte
0,51
25A-III
25
3.846
En aras de la objetividad, hay que decir lo siguiente. Es posible hablar de un reemplazo rentable del refuerzo de acero por uno compuesto solo cuando la estructura está experimentando cargas a corto plazo. En la práctica, esta situación es muy rara.
La mayoría de los elementos de construcción: columnas, vigas, losas de piso trabajan bajo carga constante. La situación aquí es completamente diferente. Puede entenderse mejor examinando el Apéndice "L" de la orden del Ministerio de Construcción de Rusia No. 493 / pr con fecha 08.07. 2016 año.
Coeficientes estándar que reducen la resistencia del refuerzo compuesto
En el párrafo L.2.3. existe un factor de reducción para todo tipo de accesorios de plástico. Para fibra de vidrio bajo carga constante, es 0.3. Esto significa que su fuerza en condiciones reales de trabajo será igual a 800 x 0,3 = 240 MPa.
El segundo factor de reducción de esta norma tiene en cuenta las condiciones de trabajo al aire libre y es igual a 0,7 (para accesorios ASK). Multiplicando 240 MPa por él, obtenemos 168 MPa. Además, el margen de seguridad para el refuerzo de acuerdo con la norma debe ser de al menos 1,5. Por lo tanto, 168 debe dividirse por 1,5. El resultado es solo 112 MPa.
Ahora puede comparar correctamente la resistencia a la tracción de la fibra de vidrio y el metal. Para el acero A500 es de 378 MPa y para el refuerzo ASK de 112 MPa, que es más de 3 veces menor. Por lo tanto, no se puede hablar de un reemplazo de igual resistencia del refuerzo de acero por un compuesto de menor diámetro.
Precios estimados
El precio de las armaduras de acero tiene una tendencia constante al alza, ya que su producción requiere altos costos de energía. Hasta la fecha, los precios aproximados de las barras de refuerzo de acero son los siguientes:
Acero А500С, longitud de barra 6 metros
Diámetro, mm
Precio por 1 tonelada, frote.
Precio por 1 metro lineal, frote.
6
33 000
7,50
ocho
33.200
13.10
10
31,600
19,50
12
30600
27.18
14
30.200
36,44
dieciséis
30 100
47,55
Dieciocho
29,900
59,80
veinte
29800
73,83
22
29800
89.25
25
29800
115,00
28
29800
144,40
32
29800
189,24
36
30 100
240, 60
40
30 100
298, 00
Cualquiera que quiera ahorrar dinero debe prestar atención a la lista de precios, en la que los vendedores ofrecen accesorios de construcción de longitud no medida (de 6 a 11,7 metros). Es en promedio un 10-15% más barato que lo medido y no es inferior en calidad.
Precios medios de mercado de las varillas corrugadas compuestas (fibra de vidrio):
Diámetro
(mm)
Precio
por 1 m / p, frotar.
AKS 6
11,6
AKS 7
15,9
AKS 8
18,0
AKS 10
26,1
AKS 12
36,9
AKS 14
47,8
AKS 16
59,0