Barra de refuerzo compuesta
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 17 de septiembre de 2018; las comprobaciones requieren 14 ediciones .Refuerzo compuesto ( es decir , barras de refuerzo de plástico reforzadas con fibra, barras de refuerzo de FRP ): varillas no metálicas hechas de fibras de vidrio , basalto , carbono o aramida impregnadas con un aglutinante de polímero termoestable o termoplástico y curadas. El refuerzo hecho de fibras de vidrio se llama fibra de vidrio (FRP), de fibras de basalto - basalto-plástico (ABP), de fibras de carbono - fibra de carbono. Para la adhesión al hormigón, se forman nervaduras especiales en la superficie del refuerzo compuesto durante el proceso de producción o se aplica una capa de arena.
Beneficios
Alta fuerza específica La resistencia específica de ASP es 10 veces mayor que la resistencia específica del refuerzo de acero AIII. Resistencia a la corrosión El refuerzo compuesto no está expuesto al agua y las sales, por lo que su uso puede estar justificado por el uso en el refuerzo de estructuras expuestas al agua, especialmente marina, y otros ambientes agresivos. Baja conductividad térmica y eléctrica. No crea puentes fríos. No interfiere con las ondas de radio . No crea corrientes inductoras ni campos magnéticos. Alta transportabilidad Las barras de refuerzo compuestas de pequeño diámetro se transportan en bobinas. material respetuoso con el medio ambiente No daña el medio ambiente, no es tóxico cuando se descompone. No absorbe sustancias radiactivas. Mismo coeficiente de dilatación térmica que el hormigón. Cuando la temperatura ambiente cambia, se expande y contrae junto con las estructuras de concreto, evitando grietas y grietas.Desventajas
Rigidez baja
El módulo de elasticidad ( ) del refuerzo compuesto es 4 veces menor que el del refuerzo de acero (45 GPa para ASP versus 200 GPa para AIII). La baja rigidez del refuerzo compuesto no permite aprovechar su potencial de alta resistencia al reforzar el hormigón. De acuerdo con la cláusula 6.1.14 del Código de Reglas SP 63.13330.2012, la deformación máxima del hormigón durante el trabajo de tracción es de aproximadamente . Con tal deformación ( ) , la tensión en el ASP según la ley de Hooke ( ) será de 45 GPa * 0.0002 = 9 MPa, que es aproximadamente el 1% de la resistencia a la tracción del ASP.
Con una carga comparativa de hormigón armado con armadura mixta y hormigón armado con armadura de acero, con las mismas deformaciones del hormigón armado, según la ley de Hooke, la tensión en la armadura mixta será 4 veces menor que en la armadura de acero. En este sentido, para dar al hormigón la misma resistencia , el coeficiente de refuerzo (la relación entre las áreas de refuerzo y el hormigón) para el refuerzo compuesto debe ser 4 veces mayor que para el refuerzo de acero.
La baja rigidez de algunos tipos de armaduras compuestas limita drásticamente su uso en la construcción.
Falta de plasticidad
El refuerzo compuesto no tiene plataforma de fluencia y la falla por tracción es frágil. En este sentido, es imposible cambiar la forma del refuerzo sin calentar.
Baja resistencia al calor
ASP pierde sus propiedades de carga a 150°C, ABP - a 300°C (el refuerzo de acero funciona hasta 500°C).
Alta nocividad
Al cortar ASP, se forma polvo, que consiste en las agujas de fibra de vidrio más finas. Contamina el lugar de trabajo, las herramientas y los equipos de protección. Existe un alto riesgo de astillas de vidrio, daños en los ojos y las vías respiratorias.
Refuerzo de fibra de vidrio
La barra de refuerzo de fibra de vidrio (FRP) es una barra de refuerzo compuesta hecha de fibra de vidrio, que le da resistencia, y resinas termoendurecibles, que actúan como aglutinante. Una de las ventajas del refuerzo de fibra de vidrio es su bajo peso y alta resistencia. Al tener alta resistencia y resistencia a la corrosión, es una alternativa a los accesorios metálicos. Se considera que la principal ventaja del refuerzo de polímero de vidrio es su alto límite de impacto destructivo, casi 2,5 veces mayor que el del acero [1] .
Barras de refuerzo de basalto
La barra de refuerzo de basalto y plástico (ABP) es una barra de refuerzo compuesta hecha de fibra de basalto y resina. Una diferencia significativa entre este material de construcción y los mencionados anteriormente es su mayor resistencia a los ambientes agresivos. Sin embargo, a pesar de la alta resistencia al fuego de la fibra de basalto, la resistencia al calor del refuerzo de basalto no difiere de la fibra de vidrio, ya que la matriz polimérica no puede soportar temperaturas superiores a 160°C.
Aplicación
El refuerzo compuesto se utiliza en la construcción industrial y civil para la construcción de edificios residenciales, públicos e industriales, en la construcción de casas de campo y de poca altura para su uso en estructuras de hormigón, para paredes de mampostería en capas con conexiones flexibles, para reparar las superficies de hormigón armado y ladrillo. estructuras, así como cuando se trabaja en invierno, el momento en que se introducen aceleradores de endurecimiento y aditivos anticongelantes en el mortero de mampostería, lo que provoca la corrosión del acero de refuerzo.
En la construcción de carreteras , se utiliza para la construcción de terraplenes, pavimentación, para elementos viales que están expuestos a la acción agresiva de agentes anticongelantes, para elementos viales mixtos (como " hormigón asfáltico - rieles"). También se utiliza para reforzar taludes de carreteras, en la construcción de puentes (carretera, calzada de estructuras de vano, soportes tipo sofá), para protección de taludes, en forma de rejillas en la base asfáltica.
En Rusia, el uso de refuerzo compuesto aumenta cada año. Existen grandes empresas de diseño y construcción que utilizan masivamente el refuerzo compuesto en la construcción. Esto se ve facilitado por la aparición de documentos reglamentarios: GOST 31938-2012, SNiP 52-01-2003, SP.
PKA y ANK-S se utilizan en suelo reforzado, gaviones , en la fijación de labores mineras con anclajes de fibra de vidrio, fijación de suelo a lo largo de la ruta de la excavación del túnel, en micropilotes de anclaje de inyección perforada con tracción de acero o refuerzo compuesto no metálico, fijados en el pozo por inyección de mortero de cemento.
El refuerzo de fibra de vidrio se recomienda para uso como refuerzo de trabajo en estructuras de concreto utilizadas en áreas con sismicidad de 7 a 9 puntos.
Para elementos de carga de pasadores sumergibles y perforados, es posible utilizar ANK en lugar de los siguientes tipos de acero de refuerzo: - acero de refuerzo laminado en caliente de perfil periódico de clase AIII (A 400), AIV (A 600) , AV (A 800) según GOST 5781; - acero de refuerzo templado termomecánicamente de un perfil periódico de la clase At400s, At500s, At600, At600s, At800 según GOST 10884; - acero de refuerzo de un perfil de tornillo de acuerdo con TU-14-2-686-86, TU-14-1-5492-2004.
ANK se puede usar para fortalecer la base del suelo debajo de varias estructuras de construcción, incl. bajo alcantarillas colocadas en el cuerpo de terraplenes para varios propósitos.
Tecnologías de fabricación
El método de "trusión con aguja"
NIIZhB ha desarrollado un nuevo método de fabricación por unión por hilatura de barras de refuerzo compuestas de un perfil periódico: el método de fusión por aguja.
Con este método de producción, la varilla, que consta de hilos fibrosos impregnados con un aglutinante polimérico, primero se divide en partes separadas, se pasa a través de canales separados y luego se vuelve a conectar con trenzado en espiral y tensión simultánea del haz de bobinado que está incrustado en la fibra. paquete. Los autores obtuvieron patentes para la tecnología de producción de refuerzo.
El refuerzo realizado por el método de fusión de agujas tiene altas propiedades de anclaje en el entorno del hormigón, fijación confiable del devanado en espiral en la barra de potencia, así como altas propiedades físicas y mecánicas.
Método de planettrusión
Tecnología para la fabricación de armaduras no metálicas por el método de brochado sin trefilado.
Método de extrusión por tracción
La tecnología de formación y curado de fibras de varilla impregnadas con un aglutinante de polímero estirando a través de un sistema de hileras con una sección transversal gradualmente decreciente. [2]
Características del refuerzo compuesto
| Características | Refuerzo metálico clase A-III (A400) GOST 5781-82 | Refuerzo metálico clase A-VI (A1000) GOST 5781-82 | Refuerzo compuesto no metálico (ASP - fibra de vidrio, ABP - plástico de basalto)
GOST31938-2012 [1] |
|---|---|---|---|
| Material | Acero 35GS, 25G2S, 32G2Rps | 22H2G2AYU, 22H2G2R, 20H2G2SR | ASP: fibras de vidrio con un diámetro de 13-16 micrones unidas por un polímero;
ABP - fibras de basalto con un diámetro de 10-16 micras unidas por un polímero |
| Gravedad específica | Según los códigos de construcción | Según los códigos de construcción | Más ligero que el refuerzo de metal |
| Resistencia a la tracción, MPa | 590 | 1230 | 600-1200 - ASP (a medida que aumenta el diámetro, la resistencia a la tracción disminuye, por ejemplo, ASP8-1200, ASP16-900, ASP20-700)
700-1300 - ABP |
| Módulo de elasticidad, MPa | 200 000 | 200000 | 45 000-ASP
60 000-ABP |
| Extensión relativa, % | catorce | 6 | 2,2-ASP y ABP |
| La naturaleza del comportamiento bajo carga (dependencia "tensión-deformación") | Línea curva con límite elástico bajo carga | Línea curva con límite elástico bajo carga | Recta con dependencia elástico-lineal bajo carga hasta rotura |
| Coeficiente de dilatación lineal αх×10 -6 °C -1 | 13-15 | 13-15 | 9-12 |
| Densidad, t/m³ | 7.85 | 7.85 | 1,9-ASP y ABP |
| Resistencia a la corrosión en ambientes agresivos | Se descompone con la liberación de productos de corrosión. | Se descompone con la liberación de productos de corrosión. | Material inoxidable del primer grupo de resistencia química. |
| Conductividad térmica | Térmicamente conductivo | Térmicamente conductivo | Baja conductividad térmica |
| Conductividad eléctrica | Conducto electrico | Conducto electrico | No conductor - dieléctrico |
| Perfiles producidos | 6-80 | 6-80 | Rusia: 4-20. Proveedores extranjeros 6-40 |
| Longitud | Varillas de 6-12 m de largo (tamaño unificado - debido al requisito de transporte) | Varillas de 6-12 m de largo (tamaño unificado - debido al requisito de transporte) | Cualquier longitud según los requisitos del cliente. |
| Amabilidad con el medio ambiente | Respetuoso del medio ambiente | Respetuoso del medio ambiente | Respetuoso con el medio ambiente: no emite sustancias nocivas y tóxicas. |
| Durabilidad | Según los códigos de construcción | Según los códigos de construcción | Durabilidad proyectada de al menos 80 años. |
| Reemplazo del refuerzo de acuerdo a las propiedades físicas y mecánicas (excepto el valor del alargamiento bajo carga) |
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| Sustitución del refuerzo por alargamiento bajo carga (mismo alargamiento bajo la misma carga, dentro de los límites de deformación elástica del acero de refuerzo) |
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Véase también
Notas
- ↑ Uso de refuerzo compuesto de fibra de vidrio para la cimentación . Consultado el 5 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 5 de octubre de 2017.
- ↑ Frolov N. P. Capítulo II. Tecnología de refuerzo de fibra de vidrio // Refuerzo de fibra de vidrio y estructuras de hormigón de fibra de vidrio. - 1ª ed. - M. : Stroyizdat, 1980. - S. 20. - 104 p.
Enlaces
- GOST 31938-2012 [2] Barra de refuerzo de polímero compuesto para reforzar estructuras de hormigón. Especificaciones generales
- GOST 5781-82 Acero laminado en caliente para reforzar estructuras de hormigón armado. Especificaciones