Pros y contras del refuerzo de fibra de vidrio. Pros y contras, reseñas de desarrolladores sobre refuerzo compuesto. Accesorios de plástico: opiniones de clientes.

Estructuras de hormigón armado Tradicionalmente se refuerza con una varilla de metal, pero una opción alternativa, el refuerzo de fibra de vidrio, se está volviendo cada vez más popular. Sustituye al acero por sus altas prestaciones y características técnicas. La creciente popularidad de los herrajes de plástico también se explica por su bajo precio en comparación con sus homólogos de metal.

Descripción

La producción y las características del llamado refuerzo compuesto para monolitos y estructuras de hormigón están reguladas por GOST 31938-2012 desarrollado según ISO 10406-1:2008. Se enrolla un hilo de carbono de alta resistencia sobre una base hecha de fibra de vidrio especialmente preparada. Mejora la adherencia al hormigón por su perfil en espiral.

El elemento principal del compuesto. refuerzo de fibra de vidrio Es un barril formado por fuertes fibras dispuestas paralelas entre sí, unidas por una resina polimérica sinterizada a alta temperatura. El cañón está cubierto con una estructura fibrosa que se aplica mediante pulverización o enrollado en dos direcciones.

Según SNiP 52-01-2003, el uso de refuerzo de fibra de vidrio moderno es posible como reemplazo completo del refuerzo metálico. Cada fabricante indica especificaciones técnicas por sus productos, que se pueden utilizar en paredes, techos, sótanos y otros estructuras de concreto. Es obligatorio proporcionar certificados de calidad basados ​​en exámenes e informes de pruebas en laboratorios.

tipos

El refuerzo de fibra de vidrio se clasifica según los tipos de materiales utilizados en la producción. Se trata de materias primas no metálicas de origen mineral o artificial. La industria ofrece los siguientes tipos:

• El compuesto de vidrio (FRP) es una mezcla tratada térmicamente de fibra de vidrio y resinas poliméricas ubicadas longitudinalmente.
• El refuerzo de basalto o compuesto de basalto (BCP) está hecho de fibras de basalto interconectadas por resinas orgánicas.
• El refuerzo de fibra de carbono o refuerzo de compuesto de carbono (AUK) tiene mayor resistencia y está hecho de compuestos de hidrocarburos. Es más caro que el compuesto.
• El aramidocomposite (AAC) se basa en fibras de poliamida como hilos de nailon.
• Compuesto combinado (ACC): basado en una varilla de fibra de vidrio, sobre la cual se enrolla firmemente plástico de basalto. Este tipo no es un refuerzo de basalto-plástico, que es con el que se confunde, ya que lleva una varilla de fibra de vidrio.

Índice	TSA	BPO	ALCA	AAK
Resistencia a la tracción, MPa	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Módulo de elasticidad a la tracción, GPa	45-50	50-60	130-150	70
Resistencia a la compresión última, MPa	300	300	300	300
Resistencia máxima en corte transversal, MPa	150	150	350	190

Oferta de fabricantes gran elección Refuerzo de fibra de vidrio en espesor. Esto permite fabricar tanto una malla delgada de 4 mm como un marco de refuerzo resistente con un diámetro de 32 mm para estructuras portantes. Se suministra en forma de varillas cortadas o bobinas de hasta 100 m de longitud.

Este material está disponible en dos tipos de perfiles:

• Condicionalmente suave. Elaborado a partir de una varilla principal recubierta con una capa de arena fina de cuarzo, que mejora la adherencia a la mezcla de hormigón;
• Periódico. Está hecho de una varilla sobre la cual se enrolla firmemente un hilo de fibra de vidrio, lo que da como resultado que aparezcan nervaduras de anclaje en la varilla que la sujetan de forma segura en el espesor del hormigón.

Ventajas y desventajas

Refuerzo de fibra de vidrio nuevo Material de construcción, que está ganando popularidad, tiene características que permiten su uso para estructuras portantes. Sus ventajas incluyen:

• Resistencia a la corrosión. La fibra de vidrio se puede utilizar en ambientes agresivos. Según este indicador, este material es 10 veces superior al metal.
• Baja conductividad térmica de 0,35 W/m∙⁰С, lo que permite aumentar el aislamiento térmico del monolito de hormigón y elimina el riesgo de puentes fríos. En comparación, la conductividad térmica del acero es de 46 W/m∙⁰С.
• Alto resistividad permite su uso en la construcción de puentes, estructuras ferroviarias, líneas eléctricas y otras estructuras donde exista riesgo de descarga eléctrica por alta tensión.
• Gravedad específica baja, que permite reducir la presión de las estructuras sobre la superficie del suelo y los cimientos. La densidad media de este material es de 1,9 kg/m³ y la del acero es cuatro veces mayor: 7,9 kg/m³.
• El coste del refuerzo con fibra de vidrio es casi 2 veces menor que con varillas de metal.
• Aplicación en un amplio rango de temperaturas. No pierde sus propiedades a temperaturas de -60 a +90⁰С.
• A diferencia del metal, la fibra de vidrio tiene un coeficiente de expansión térmica similar al del hormigón, por lo que un monolito con dicho refuerzo no se agrieta durante los cambios de temperatura.
• No se requiere malla de refuerzo para su instalación. maquina de soldar, basta con conectarlo con arneses y abrazaderas de plástico.

Como cualquier material, el refuerzo polimérico a base de fibra de vidrio tiene desventajas que se tienen en cuenta durante la operación:

• Resistencia insuficiente de la fibra de vidrio a las altas temperaturas; las resinas utilizadas para unir las fibras se encienden a una temperatura de 200⁰C. Para casas privadas o cuartos de servicio, esto no es un problema, pero en una instalación industrial, donde el monolito de concreto debe ser resistente al fuego, el uso de este refuerzo es inaceptable.

• Módulo elástico casi 4 veces menor en comparación con el acero.
• Al preparar la malla, es casi imposible doblar el compuesto en el ángulo deseado debido a su baja resistencia a la fractura; dichos elementos deben solicitarse en fábrica.
• Una de las desventajas del refuerzo compuesto de fibra de vidrio es que no permite un refuerzo rígido y su resistencia disminuye ligeramente con el tiempo.

Características

El refuerzo compuesto se evalúa según Parámetros técnicos. Este material tiene una densidad relativamente baja. Por tanto, el peso de un metro lineal de refuerzo de fibra de vidrio, dependiendo del diámetro, es de 20 a 420 g.

Accesorios de plastico tiene un paso de bobinado constante de 15 mm. Este es el valor óptimo para que cuando costo minimo material, proporcionar nivel alto Adhesión con mortero de hormigón.

Las características técnicas del refuerzo de fibra de vidrio se resumen en la tabla:

Densidad (kg/m³)	1.9
1200
Módulo de elasticidad (MPa)	55 000
Extensión relativa (%)	2.3
Relación estrés-tensión	Línea recta con dependencia elástico-lineal hasta la destrucción.
Expansión lineal (mm/m)	9-11
Resistencia a ambientes corrosivos	Alto, no se oxida
Conductividad térmica (W/m⁰С)	0.35
Conductividad eléctrica	Dieléctrico
Diámetro (mm)	4-32
Longitud	Longitud arbitraria según la petición del cliente.

Características de producción e instalación.

Cualquier tipo de refuerzo de fibra de vidrio se fabrica a partir de fibras crudas unidas con resinas poliméricas, a las que se les añade un endurecedor y un acelerador de endurecimiento. Todos los componentes los determinan los fabricantes en función de las tecnologías utilizadas, el tipo y la finalidad de los elementos que se reforzarán con el refuerzo fabricado de fibra de vidrio.

El material se produce en líneas de producción especiales. Primero, la fibra de vidrio se impregna con resina, endurecedor y acelerador de reacción. Después de esto, se pasa a través de un troquel, donde se exprime el exceso de resina. Aquí la fibra de vidrio se compacta y adquiere una forma, convencionalmente lisa o con nervaduras de anclaje y un diámetro tecnológicamente determinado.

En la siguiente etapa, se teje el refuerzo compuesto de fibra de vidrio: se enrolla sobre él un devanado adicional en forma de cuerda para aumentar la adherencia. Posteriormente se envía al horno, donde se fijan las resinas poliméricas y el endurecedor. Los productos resultantes se colocan en bobinas o se cortan en varillas de la longitud requerida.

Las varillas se sujetan con abrazaderas o abrazaderas de plástico. El borde de la malla de refuerzo debe retirarse del encofrado 50 mm, lo que creará una capa protectora de hormigón. Esto se hace con medios improvisados ​​​​o abrazaderas de plástico. Si la varilla sobresale del encofrado, se debe cortar con una sierra para metales o una amoladora con un disco de diamante o abrasivo.

Es imposible doblar el refuerzo de fibra de vidrio en el sitio sin un equipo especial. Una vez que la fuerza deja de actuar sobre la varilla, ésta vuelve a su forma original. Si lo ablandas con la temperatura y aún así lo doblas, perderá sus características de diseño. la unica salida– encargar elementos de fibra de vidrio precurvados en fábrica, en cuyo caso cumplirán plenamente los requisitos técnicos y operativos.

Conclusión

El refuerzo compuesto bien puede reemplazar la construcción metálica tradicional. Es superior al refuerzo de acero en muchos aspectos. Se utiliza en la construcción de muros, cimientos y otros elementos estructurales a partir de bloques y ladrillos, y se utiliza cada vez más para reforzar monolitos macizos de hormigón.

El uso de refuerzo compuesto de fibra de vidrio reduce significativamente el peso de los elementos estructurales, lo que permite ahorros adicionales en la base. Las restricciones sobre el uso de este material incluyen los requisitos seguridad contra incendios en separado empresas industriales, en otros casos es la mejor alternativa metal.

A pesar de que el refuerzo de materiales compuestos se ha utilizado en Europa, EE. UU. y algunos otros países para reforzar estructuras monolíticas de hormigón desde los años 70 del siglo pasado, para nosotros sigue siendo un material nuevo y poco utilizado. Sin embargo, en últimos años, gracias al deseo de las empresas constructoras privadas de introducir en producción tecnologías modernas, el refuerzo de fibra de vidrio se utiliza cada vez más.

Inicialmente, el refuerzo de fibra de vidrio, debido a su alto costo, se usaba solo para estructuras monolíticas sujetas a condiciones de operación difíciles. Pero el desarrollo gradual de la industria química y de la industria de materiales de construcción ha llevado a precios más bajos y a una mayor disponibilidad de fibra de vidrio.

La ampliación de la producción y el ámbito de aplicación del refuerzo con refuerzo compuesto implicó el desarrollo y aprobación de GOST 31938-2012, que determina las condiciones de fabricación, apariencia, dimensiones y procedimiento para las pruebas de laboratorio de productos de este tipo.

¿Qué es el refuerzo de fibra de vidrio?

Estructuralmente, en sección transversal, es un haz de hilos hechos de fibra de vidrio, fibra de carbono, basalto y algunos otros polímeros, recubiertos en la parte superior con resinas viscosas. Esta estructura proporciona una resistencia a la tracción más de tres veces mayor que la del acero (se proporciona una comparación detallada del refuerzo compuesto y metálico).

Clasificación

Dependiendo del tipo de materia prima utilizada en la fabricación, el refuerzo de PVC para cimentaciones se divide en:

• compuesto de vidrio - ASC;
• compuesto de carbono – AUK;
• basalto - ABK;
• combinado – ACC.

Además, las varillas de polímero varían en diámetro de sección transversal de 4 a 32 mm y apariencia superficie, que puede ser lisa, ondulada o pulverizada.

Las entregas se realizan en forma de bobinas laminadas o de varillas de corte recto de hasta 12 metros de largo.

Especificaciones

La estructura estructural del refuerzo compuesto para cimientos lo convierte en un material de construcción único que se utiliza para la construcción de estructuras de hormigón monolíticas especialmente críticas. Los principales indicadores técnicos incluyen:

• menor resistencia a la tracción para ASC 800 MPa, AUK 1400 MPa, ABK 1200 MPa;
• resistencia máxima durante las pruebas de compresión para todos los tipos: al menos 300 MPa;
• la resistencia al corte transversal para ASK no es inferior a 150 MPa, AUK 350 MPa, ABK 250 MPa;
• el peso específico medio del refuerzo compuesto es de 1900 kg/m 3 ;
• La temperatura máxima de funcionamiento es de 60˚C.

Al comparar los indicadores de elasticidad, cabe señalar que el refuerzo de fibra de carbono es más de 2 veces mayor que el de fibra de vidrio y 1,5 veces mayor que el refuerzo compuesto de basalto.

Peso de los accesorios de plástico.

Costo de la varilla de fibra de vidrio.

El precio de los materiales de refuerzo poliméricos depende de la estructura y los componentes de la composición. El diseño de la varilla compuesta consta de un conjunto longitudinal de fibras de vidrio unidas entre sí con resina epoxi. La superficie puede permanecer lisa, tener un polvo rugoso o envolverse en espiral con una fibra de vidrio especial. El último método le permite obtener una superficie nervada que proporcionará una adhesión más confiable al concreto.

A diferencia del metal laminado, que en la mayoría de los casos se vende al peso, el precio del refuerzo de fibra de vidrio siempre se determina por metro lineal. Esto a menudo lleva a la idea errónea de que los materiales compuestos cuestan mucho más por tonelada que el acero.

Hay que entender que con un diámetro de 12 mm, una tonelada de metal contendrá 1.100 metros de varilla y plástico, 12.500 metros. Además, la alta resistencia del refuerzo de fibra de vidrio permite el uso de diámetros más pequeños cuando las mismas condiciones instalación Estas condiciones muestran que el coste de los polímeros no será mayor, sino menor, que el del metal laminado. Un estudio de las listas de precios de las empresas fabricantes mostró que el precio de los diámetros más populares, de 4 a 8 mm, está en el rango 8,50-27,20 rublos/m.

Pros y contras de usar fibra de vidrio.

Los expertos consideran que las principales ventajas del refuerzo compuesto son:

• resistencia a la corrosión y muchos productos químicos agresivos;
• alta resistencia, superando indicadores similares para metal;
• durabilidad, aumentando la vida útil de la estructura de 2 a 3 veces;
• bajo peso específico, facilitando la carga y el transporte;
• cálculo simple del refuerzo de fibra de vidrio para la base;
• posibilidad de uso cuando temperaturas negativas hasta -60˚C;
• respeto al medio ambiente de los componentes utilizados;
• accesibilidad y rentabilidad de uso;
• no hay restricción en la longitud de la varilla durante la instalación debido al suministro en bobinas;
• Propiedades dieléctricas y antimagnéticas.

Una seria desventaja del refuerzo compuesto es su resistencia reducida durante las pruebas de fractura. Dónde barras de metal Simplemente doble, la fibra de vidrio puede romperse, debilitando la confiabilidad de la estructura. Por tanto, dichos polímeros no se utilizan en la instalación y producción de elementos portantes y suelos, lo que limita su uso y supone una desventaja.

La temperatura máxima de calentamiento no permite el uso de refuerzo plástico con potencial de exposición prolongada a una llama abierta. En caso de incendio, dichos monolitos de hormigón se identificarán como dañados y deberán ser reemplazados.

Comparando los pros y los contras del refuerzo de fibra de vidrio, podemos concluir con confianza que estos materiales pueden y deben usarse para crear estructuras monolíticas confiables y duraderas.

Ámbito de aplicación

La fibra de vidrio es un excelente material para la instalación. cimientos cualquier tipo. El refuerzo compuesto se utiliza no solo en la construcción industrial, sino también en la privada. Especialmente si existe la posibilidad de un levantamiento elevado. agua subterránea y en suelos pantanosos. Este material es indispensable al realizar trabajos de refuerzo de bancos, durante la construcción de estructuras hidráulicas y en sitios con posible exposición a sustancias agresivas.

Se obtienen buenos resultados si se utiliza refuerzo plástico para fortalecer las superficies de las carreteras en áreas con alta humedad y en condiciones de permafrost. Se utiliza una varilla con un diámetro de 4 mm para reforzar mampostería de hormigón celular y bloques de hormigón celular, así como suelos en instalaciones industriales y comerciales.

Los expertos también reconocen la posibilidad de un uso conjunto eficaz de varillas de acero tradicionales y refuerzo compuesto como una ventaja del refuerzo compuesto. materiales plásticos. Con la ayuda de acero, se refuerzan las esquinas y uniones de las paredes y todos los tramos se refuerzan con plástico. Esto permite acelerar el montaje del marco sin comprometer la calidad de la estructura y ampliar las áreas de aplicación de los materiales.

Tecnología de refuerzo de cimientos.

Gracias al peso reducido del refuerzo de plástico y a la posibilidad de utilizar varillas de cualquier longitud, montar un marco de refuerzo es mucho más fácil que utilizar varillas de metal. La mayor resistencia del refuerzo polimérico para materiales de cimentación permite el uso de una sección transversal más pequeña.

Por ejemplo, el refuerzo de acero con un diámetro de 12 mm, que se utiliza a menudo para instalar cimientos en la construcción privada, se reemplaza por plástico de 8 mm y varillas de 10 mm por polímero de 7 mm.
Una tabla de cálculo que te ayudará a determinar exactamente qué diámetro se puede utilizar en cada caso individual.

Proceso tecnológico producción trabajo de instalación El uso de refuerzo plástico para la base se lleva a cabo en varias etapas, como se muestra en el video al final del artículo:

1. instalación de encofrado;
2. marcar el nivel de vertido de hormigón;
3. montaje del marco de refuerzo;
4. eliminación de encofrados.

Instalación de estructura de encofrado durante el refuerzo. base de tira El refuerzo de fibra de vidrio debe realizarse de acuerdo con el diseño para garantizar la configuración y dimensiones exactas de los elementos de cimentación. cuando fuera tablas de madera, aglomerado o madera contrachapada, se recomienda envolver los paneles en glassine. Esto guardará el material y lo reutilizará.

Después de eso adentro Al encerrar elementos, utilizando un nivel de agua, es necesario marcar el nivel superior del futuro monolito. Le permitirán navegar al verter hormigón y garantizar su distribución uniforme.

Montaje del marco de refuerzo.

La disposición de las armaduras y las dimensiones entre varillas individuales siempre están indicadas en el proyecto. Si usa refuerzo de fibra de vidrio en la base, puede cambiar el diámetro de las varillas por uno más pequeño, pero el diseño debe realizarse solo de acuerdo con el dibujo.

Esquema de refuerzo losa monolítica.

Inicialmente, es necesario desenrollar varillas de la longitud requerida de la bobina e instalarlas en soportes paralelos entre sí. A intervalos especificados, coloque puentes transversales sobre las cuerdas longitudinales. Ate el refuerzo en las intersecciones con alambre de atar o apriételo con abrazaderas de plástico apretadas (más sobre atar -). Como resultado, la fila inferior del marco estará lista para reforzar la base con refuerzo de fibra de vidrio.

Prepare postes verticales de la longitud requerida. La fila superior del marco se teje de manera similar a la fila inferior. Después del montaje, ambas filas se colocan una encima de la otra y, comenzando desde el borde, se conectan sus postes verticales, subiendo gradualmente fila superior guarniciones.

Después de ensamblar la estructura, se debe mover e instalar dentro de la cerca de encofrado, como se muestra en la foto.

Antes de instalar el marco de refuerzo, se vierte arena en el fondo de la zanja y se vierte con agua o se compacta. Se recomienda cubrir la superficie de arena compactada con material impermeabilizante o tela geotextil. Esto evitará que entre humedad en la base y aumentará su confiabilidad y vida útil.

En el proceso de instalación de una base de refuerzo de fibra de vidrio, hay que recordar que los bordes de las varillas no deben llegar a 5 cm del encofrado y del fondo de la zanja. Para garantizar esta condición, se pueden utilizar sujetadores de plástico especiales, como por ejemplo. “poste” y “estrella” o materiales pétreos densos y resistentes a la humedad.

Refuerzo de cinturón.

Verter mezcla de hormigón

La colocación de hormigón dentro del encofrado se realiza exactamente de la misma forma que cuando se utiliza refuerzo metálico. Sin embargo, se debe extremar la precaución, ya que la resistencia del refuerzo de fibra de vidrio puede resultar insuficiente en caso de fuertes impactos laterales. La compactación del hormigón con un vibrador o apisonador debe realizarse de tal forma que no dañe el marco instalado.

Refuerzo horizontal

Este método de utilizar refuerzo compuesto en la construcción se utiliza para la instalación. cimientos de losa. Su principal diferencia con las bases tipo tira es la ausencia de esquinas y zonas adyacentes. De hecho, toda la estructura está realizada en forma de dos grandes rejillas, ubicadas una encima de la otra. Todo el trabajo de montaje se lleva a cabo en el lugar de instalación, ya que mover un elemento ensamblado de un tamaño tan grande es bastante problemático.

Por lo tanto, inicialmente se coloca el número requerido de varillas longitudinales. Sobre ellos se colocan transversales y se teje una malla con alambre o abrazaderas. El segundo se teje directamente sobre él. Después de esto, la malla inferior debe elevarse sobre soportes sobre el fondo del pozo. A continuación, la malla superior se puede colocar sobre postes verticales instalados en las intersecciones del refuerzo.

Finalmente

La malla de fibra de vidrio para refuerzo en obras de construcción en nuestro país todavía se considera un material nuevo. Muchos constructores todavía creen que el uso de acero, cuyas propiedades se han estudiado durante mucho tiempo, permitirá obtener una estructura monolítica más fiable.

Sin embargo, numerosas pruebas y estudios han demostrado que los materiales compuestos son superiores al metal tradicional en resistencia, durabilidad y otras características. El plástico es más cómodo de usar y reduce el tiempo de instalación. Tampoco es susceptible a la corrosión, corrientes parásitas o bajas temperaturas.

Vídeo sobre el tema.

Refuerzo compuesto(hecho de plástico) en los últimos años ha competido a menudo con el acero convencional. Esto se debe a varias de sus ventajas. Pero este material también tiene sus inconvenientes y peculiaridades de su aplicación. A menudo la publicidad interfiere con una valoración objetiva de ambos, y hoy el artículo presentará las características de este material, hablará sobre sus tipos y áreas de aplicación.

Materiales para la producción.

Hoy en día, el mercado de refuerzo compuesto está representado por tres tipos:

• fibra de vidrio;
• basalto-plástico th;
• Fibra de carbon.

Refuerzo de fibra de vidrio

El primer tipo de refuerzo está fabricado en fibra de vidrio. Esta tecnología apareció en la URSS hace unos 50 años. Luego, el cableado impreso en radioelectrónica comenzó a ganar impulso y la textolita comenzó a usarse como material para tableros, cuando la base era tela y la composición de fijación era resina artificial. Más tarde, se utilizó fibra de vidrio en lugar de tela común, lo que amplió el uso de la fibra de vidrio.

Ha encontrado su lugar en la fabricación de aviones, muebles y artículos para el hogar y, a veces, incluso en la industria militar. Poco a poco empezó a utilizarse en la construcción y el refuerzo de fibra de vidrio se convirtió en excelente opcion para marcos de cimentación que funcionan en condiciones agresivas, por ejemplo, en agua.

Los materiales para la fibra de vidrio son vidrio y resina epoxica.

Este material no contiene fibra de vidrio, sino basalto. Su tecnología de fabricación es más sencilla que la del vidrio, porque la producción de vidrio requiere varios tipos de materias primas, y plástico de basalto- sólo basalto.

En comparación con el compuesto anterior, el plástico de basalto se diferencia más. módulo alto elasticidad y resistencia a la tracción, tiene menor conductividad térmica, pero un peso ligeramente mayor.

Plástico reforzado con fibra de carbono

Está fabricado con fibra de carbono y las mismas resinas, pero este material es caro. Esto se debe a la tecnología de producción de fibra de carbono, la base de dichos materiales. Proceso tecnológico requiere un estricto cumplimiento de los parámetros de temperatura y tiempo de procesamiento, ya que la materia prima son fibras orgánicas.

Los plásticos de fibra de carbono se utilizan activamente en la industria automotriz, la producción de artículos deportivos, la construcción de aviones y barcos y la ciencia.

El refuerzo de fibra de carbono es más resistente que la fibra de vidrio y tiene un módulo de elasticidad más alto, pero no está exento de inconvenientes. Así, la fragilidad de este material es grande, lo que no permite su uso en estructuras largas y tensionadas como los forjados.

Tecnología de producción de refuerzo compuesto.

Hay tres formas de fabricar barras de refuerzo compuestas. Ellos tienen nombres ingleses, que reflejan la esencia de la tecnología.

Trusión de aguja- Se trata de torcer fibras individuales en una con impregnación y trenzado simultáneos. Le permite reducir el costo del proceso debido a alta velocidad estas líneas tecnológicas. Dar el relieve característico del refuerzo se logra enrollando con hilos de perfil periódico. Cuanto más grueso sea el refuerzo, más numero mayor Se utilizan hilos. Por lo tanto, las varillas con una sección transversal de hasta 10 mm se envuelven con un hilo, de 10 a 18, con dos, y arriba, con cuatro. Los productos fabricados con este método tienen una buena adherencia al hormigón debido a su relieve, a pesar de que los materiales compuestos tienen un bajo coeficiente de adherencia.

Método plantrusiones Consiste en preformar la varilla principal y luego enrollarla en espiral en dos direcciones.

Mayoría vieja forma producción de refuerzo compuesto - pultrusión. Se trata de estirar la fibra moldeada, impregnada y ya endurecida a través de un sistema de troqueles que, a la temperatura de polimerización del plástico, finalmente dan al refuerzo la forma deseada y lo estiran. Este método es más baja velocidad producción y mayores costos.

Comparación de características de calidad.

Comparar diferentes tipos compuesto, y también compararlos con el acero, puede utilizar la siguiente tabla.

Además, el refuerzo compuesto tiene las siguientes propiedades: fragilidad, lo que lo diferencia peor del acero. Por esto, y también por su inestabilidad a las altas temperaturas, no se utiliza en estructuras que experimenten fuertes cargas de flexión y en lugares donde corren el riesgo de sufrir incendios.

Ventajas del material.

El refuerzo compuesto tiene una serie de ventajas sobre el acero estándar. Éstas incluyen:

• Mayor resistencia a la tracción. Puede ser varias veces mayor que el del acero.
• Resistencia a la corrosión. Los herrajes de plástico no se oxidan.
• Bajo coeficiente de transferencia de calor. A diferencia del metal, El plástico no crea puentes fríos..
• Los accesorios de plástico no funcionan como antena; después de todo, son dieléctricos y diamagnéticos. Por tanto, la probabilidad de interferencias de radio en estructuras con dicho refuerzo es cero.
• Gravedad específica baja. El refuerzo de acero es varias veces más pesado.
• El coeficiente de temperatura de expansión es el mismo que el del hormigón. Por lo tanto, se excluye la formación de grietas por este motivo.

Desventajas de los materiales compuestos.

Las ventajas de los materiales compuestos a menudo no se pueden aprovechar plenamente debido a las desventajas que aparecen en numerosos casos de aplicación. Esto es primero que nada:

• Bajo módulo de elasticidad. El refuerzo plástico no es rígido, su deformación elástica está en límites bajos (es decir, la capacidad de volver a su forma original después de que se retira la carga es menor).
• Fragilidad. Cuando se aplican fuerzas de flexión, dicho refuerzo no se dobla, sino que se rompe. En este sentido, es imposible doblarlo sin calentarlo.
• Resistencia a bajas temperaturas. La fibra de vidrio cuando alcanza los 150 grados pierde sus propiedades positivas y a 300 simplemente se colapsa, liberando sustancias tóxicas. Los plásticos reforzados con fibra de carbono tienen temperaturas límite y de funcionamiento más altas, ya que las carreteras y los polímeros utilizados en su fabricación son más caros, pero su fragilidad también es mayor que la de otros tipos. El acero puede trabajar hasta 600-750 grados antes de comenzar a ablandarse y derretirse.

Aplicación de refuerzo compuesto.

Los productos compuestos han demostrado su eficacia cuando se combinan cargas estáticas con un entorno agresivo, por ejemplo, en estructuras hidráulicas. A veces, dicho refuerzo se utiliza solo, a veces junto con acero, lo que ayuda a aprovechar las ventajas de ambos tipos y compensar las desventajas de cada uno.

Los productos de plástico en forma de malla reemplazan activamente a los de acero en mampostería con revestimiento, donde se proporciona un espacio de aire. La malla de acero se corroe gradualmente y, a veces, esto tiene consecuencias desastrosas (un trozo de revestimiento puede caerse). El compuesto no tiene tal inconveniente.

Reemplazo equivalente

Si miramos la tabla del capítulo anterior y especificaciones productos específicos, entonces la cuestión de la equivalencia se decide dependiendo de las condiciones bajo las cuales se utilizará la estructura de hormigón armado.

Sí, de hecho, en términos de resistencia a la tracción, el refuerzo de acero con una sección transversal de 12 mm se puede reemplazar con fibra de vidrio de 8 mm y el refuerzo de acero 18 con fibra de vidrio de 14. Pero todo esto es relevante cuando este refuerzo se necesita únicamente para mantener la estructura. de arrastrarse bajo carga. En pocas palabras, así es como se pueden hacer cimientos de tiras y losas.

Pero en situaciones en las que se produce una desviación, esta regla no funciona. Por lo tanto, para fabricar un dintel o una losa de piso, es necesario aumentar 4 veces el número de varillas; después de todo, el módulo de elasticidad del compuesto es la misma cantidad menor. Cuando la carga aumenta en medio de una losa reforzada con material compuesto, en realidad no estallará, pero se doblará más y el resultado puede ser que pedazos de concreto caigan sobre su cabeza.

El bajo límite elástico impide el uso de composites al reforzar pilares de hormigón. La resistencia a la compresión del hormigón es bastante alta, pero con cargas aumentadas en una unidad de área pequeña, especialmente si son desiguales, el módulo de elasticidad puede tener un impacto real en la resistencia a la falla.

Por el momento, el uso de refuerzo polimérico está regulado por SNIP 5201-2003, y se le han realizado cambios en el formulario factores de corrección para calcular dicho refuerzo en diferentes condiciones operación (Anexo L de 2012).

Detalles principales del producto

En los últimos años, el número de empresas que producen refuerzos compuestos (especialmente fibra de vidrio) se ha multiplicado, pero la calidad de sus productos deja mucho que desear. A continuación se muestran algunas formas de reconocer un matrimonio:

• Presta atención al color de los productos. Los herrajes de alta calidad de un lote son siempre del mismo color. Si no es así, entonces se ha violado régimen de temperatura en producción.
• No debe haber grietas ni delaminaciones. Son fáciles de ver en el corte.
• Las roturas de fibras reducen las características declaradas. También son visibles a simple vista.
• Perfil desigual (sinuoso). Lo más probable es que en la producción se utilizaran equipos viejos en los que se rompió la continuidad.

Ahora los requisitos para los materiales compuestos serán más estrictos. El acero laminado es cada vez más caro y los accesorios de plástico tienen todas las posibilidades de desplazar a los de acero de un segmento bastante grande del mercado. Sin duda, los fabricantes poco concienzudos se aprovechan de esto, por lo que conviene estar en guardia.

El mundo moderno está cambiando rápidamente y esto también se aplica al sector de la construcción: nuevas tecnologías y materiales. Hoy en día, el uso de refuerzo compuesto en la construcción no está muy extendido y razón principal Esto se debe a la falta de información y reseñas reales e independientes de los constructores. Después de todo, es mucho más común y confiable utilizar accesorios de metal viejos y en buen estado, cuyas características son bien conocidas y confirmadas por el tiempo.

Pero el refuerzo de materiales compuestos se utiliza en los países occidentales desde los años 70 y ha recibido una valoración bastante alta. Aunque ni siquiera allí pudo sacar el acero.

En nuestro país mucha gente todavía se pregunta: ¿qué es el refuerzo de fibra de vidrio? Y reciben mucha información, tanto fantásticamente elogiosa (por regla general, procedente de los propios fabricantes de refuerzos de plástico) como muy negativa (los fabricantes de refuerzos de acero tampoco necesitan competidores). Intentaremos analizar con calma e imparcialidad las ventajas y desventajas del refuerzo compuesto.

¿Cómo se producen las armaduras compuestas?

Comencemos con el hecho de que el término "refuerzo compuesto" combina todos los tipos de refuerzo no metálico producido sobre la base diferentes tipos Fibras que se utilizan como base de refuerzo de la varilla. Las fibras a partir de las cuales se produce el refuerzo pueden ser las siguientes:

• 1. fibra de basalto;
• 2. fibra de vidrio;
• 3. fibra de aramida.
• 4. fibra de carbono.

Así, los tipos de refuerzo compuesto, en función de las fibras aplicables, son los siguientes:

• 1. Refuerzo de basalto-plástico, generalmente negro (ABP);

• 2. Refuerzo de fibra de vidrio, de color amarillo claro, pero gracias a los aditivos colorantes, una amplia gama de colores (ASP);

• 5. Refuerzo combinado (a base de fibras de diferentes tipos).

Cualquier refuerzo compuesto se fabrica con el mismo equipo y la tecnología tampoco difiere. La única diferencia es el tipo de fibra. Actualmente, existen varios métodos de producción:

1. Un haz de fibras, habiendo formado previamente una varilla, la varilla de refuerzo principal, se impregna con resina epoxi y se extrae. Luego, el haz de fibras se pasa a través de los ejes, mientras que al mismo tiempo se enrolla sobre él un haz hecho de las mismas fibras utilizando resinas. En este proceso, el arnés realiza dos tareas: presiona firmemente las fibras de la varilla y sirve como nervaduras de refuerzo, lo que mejorará la adherencia del refuerzo y el hormigón en el futuro. Después de esto, el refuerzo pasa por la etapa de secado en horno y ahora el refuerzo está listo. Este método es el más antiguo; lo utilizan casi todos los fabricantes rusos de accesorios de plástico.

1. Sistema de alimentación de fibra (fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de basalto)

2.Baño de polímero (poliéster, resinas epoxi)

3. Dispositivo de preformado

4. morir

5.Zonas de calentamiento/enfriamiento del troquel

6.Máquina de tracción

7.Máquina cortadora

2. El segundo método se diferencia del primero sólo en que la cuerda se enrolla sobre la varilla con una fuerza muy fuerte y se presiona literalmente contra la varilla principal, como resultado de lo cual se forman nervaduras a partir de las fibras de la varilla misma; Estos accesorios son más duraderos que los fabricados con el primer método, ya que no hay riesgo de que se caigan las nervaduras. Sin embargo, es casi imposible encontrar accesorios similares de fabricación rusa, ya que la mayoría de la gente utiliza el primer método.

3. El tercer método también es similar al primero, sin embargo, la cuerda tensora aquí no forma nervaduras, sino que solo aprieta las fibras de la varilla hasta la polimerización en el horno. Para adherirse al hormigón, se aplica una capa de abrasivo (arena de cuarzo) al refuerzo. Este tipo de refuerzo tiene la peor adherencia al hormigón y, además, la vida útil más corta. El hecho es que la resina epoxi se destruye con bastante rapidez en el ambiente alcalino del hormigón, y los fabricantes en Rusia rara vez utilizan resinas de poliéster, que no temen a los álcalis.

4. Finalmente, refuerzo realizado mediante el método de pultrusión. En este caso, las fibras se forman en una varilla, se impregnan con resinas poliméricas y se pasan a través de troqueles con diferentes secciones, ordenados en orden descendente. Este método permite formar un relieve periódico (costillas) con alta precisión, gracias a lo cual se pueden utilizar como rosca (por ejemplo, como tirante para encofrados, con tuerca de fibra de vidrio o de acero). Los herrajes fabricados de esta manera se distinguen por su alta calidad, durabilidad y precio elevado. Además, estos accesorios casi nunca se producen en Rusia.

Si busca, puede encontrar a la venta un material completamente inusual: refuerzo compuesto con una cavidad interna. A pesar de su naturaleza exótica, el refuerzo de tubos merece atención; después de todo, gracias a la cavidad, el diámetro aumenta y, con la misma cantidad de fibras, el refuerzo con cavidad tiene un área de contacto mayor con el hormigón y, por lo tanto, mejor. adhesión.

Pros y contras del refuerzo compuesto

Como cualquier material de construcción, el refuerzo compuesto tiene sus ventajas y desventajas. Ventajas del refuerzo compuesto:

1. Peso: los accesorios no metálicos son casi como plumas en comparación con los metálicos. El peso del refuerzo compuesto es de 10 a 12 veces menor que el del refuerzo de acero de igual resistencia. Por ejemplo, 1 metro de refuerzo de plástico de 10 mm pesa 100 gramos y un refuerzo de acero del mismo diámetro pesa 617 gramos. Y el hecho de que el plástico se enrolle en bobinas permite cargar varias bobinas (la longitud de una bobina suele ser de 100 a 200 metros) de refuerzo en el maletero de un automóvil.

2. El refuerzo compuesto tiene una resistencia a la tracción impresionante: entre 2,5 y 3 veces más que el acero (por supuesto, esto significa cuando diámetro igual). Así, el refuerzo compuesto con un diámetro de 12 mm reemplaza al refuerzo de acero con un diámetro de 14-16 mm. De ahí que los constructores y fabricantes utilicen el término “reemplazo de igual resistencia”.

3. El coste del refuerzo compuesto hoy en día es menor que el del metal, aunque hace unos años era al revés. Además, el precio del refuerzo de acero crece constantemente, mientras que el precio del refuerzo compuesto sigue siendo casi el mismo.

4. Otra ventaja: el refuerzo compuesto se vende en bobinas de 100 a 200 metros, lo que permite reducir significativamente la cantidad de desechos al reforzar estructuras.

Pero no todo es tan color de rosa; también existen desventajas del refuerzo compuesto:

1. Los expertos consideran que la principal desventaja del refuerzo compuesto es su bajo módulo de elasticidad, 4 veces menor que el del acero, y esto con el mismo diámetro. Por supuesto, esto no es un inconveniente crítico; lo principal es hacer cálculos adicionales, y es mejor si lo hacen especialistas. O nuestra calculadora.

2. El refuerzo compuesto sólo se puede doblar en producción, a sitio de construcción No podrás doblarlo en ángulo. Es cierto que, por lo general, se necesitan pocos elementos en forma de varillas en ángulo y se pueden reemplazar con refuerzo de acero.

3. El refuerzo de fibra de vidrio no soporta altas temperaturas: a 100 grados deja de ser elástico y se rompe fácilmente.

4. La soldadura cuando se utiliza refuerzo compuesto es inaceptable, aunque algunos expertos lo consideran una ventaja. De hecho, cuando se refuerzan con refuerzo de acero o plástico, ambos se atan principalmente con alambre o bridas de plástico.

Existe una afirmación errónea de que la unión del refuerzo compuesto solo se puede realizar con bridas de plástico (abrazaderas). Por supuesto que esto no es cierto. Además, recomendamos tejer con alambre de acero horneado normal. El proceso de atar refuerzo compuesto no es diferente del atar refuerzo metálico. Y el objetivo es el mismo: fijar el marco hasta que el hormigón gane resistencia, entonces no importa en absoluto qué y cómo se tejió el refuerzo de fibra de vidrio.

Por cierto, es necesario decir algunas palabras sobre el corte de refuerzo compuesto. No todo el mundo sabe que es posible cortar, morder o volver a aserrar las armaduras de fibra de vidrio, pero esto no es en absoluto necesario. La mejor opción corte el composite con una amoladora. El hecho es que al morder o picar se crean microfisuras que, aunque no son visibles a simple vista, penetran profundamente en el núcleo. El agua y los álcalis entran en las grietas y, durante la congelación y descongelación, las grietas se expandirán y destruirán gradualmente el refuerzo.

¡Importante! Al cortar refuerzo compuesto, se deben tomar las medidas de seguridad necesarias: proteja sus ojos y órganos respiratorios, ya que el polvo fino de basalto o fibra de vidrio es extremadamente dañino.

¿Dónde se utiliza el refuerzo de fibra de vidrio?

El uso de refuerzo compuesto en la construcción está bastante extendido, aunque no muy extendido en Rusia. Se utiliza principalmente en la construcción de cimientos en la construcción de viviendas privadas, en la construcción de carreteras y en la producción de losas. A menudo se utiliza para crear conexiones flexibles entre Enladrillado, para mejorar las características de las paredes, etc.

Si tiene experiencia en el uso de refuerzo compuesto, ¡comparta los comentarios!

Ni un solo cimiento ni una sola estructura, ya sea una pared o el techo de una casa, un pilote o el tramo de un puente, no puede prescindir de un refuerzo incrustado en el hormigón. Actualmente, están apareciendo en el mercado materiales nuevos y a menudo exóticos, con supuestamente propiedades únicas y accesorios para cimientos de concreto no fue una excepción a esta lista.

Todos estamos acostumbrados a los herrajes metálicos estándar, que se fabrican en diferentes diámetros y se utilizan desde el siglo II. Pero en Últimamente Ha aparecido refuerzo de fibra de vidrio, cuyas revisiones parecen positivas, pero la experiencia de su uso durante solo unos años no lo confirma.
¿Qué es el refuerzo de fibra de vidrio? Se trata de varillas duraderas con una superficie acanalada con un diámetro de 4 a 20 milímetros, fabricadas con fibra de vidrio, materiales compuestos de basalto y destinadas a su uso en estructuras de hormigón en lugar de refuerzos de acero.

Las revisiones sobre el refuerzo de fibra de vidrio son las siguientes:

― mayor resistencia a la tracción (por ejemplo, un refuerzo con un diámetro de 8 mm es análogo a un metal de 12 mm);
- ligereza (5 veces más ligero que el metal);
- resistente a la corrosión;
- resistencia a ambientes agresivos;
- no conductividad corriente eléctrica(dieléctrico);
- bajo costo;
- no protege ni crea una pantalla para las ondas de radio.

Parecería que todo es muy bonito, pero las reseñas se parecen más a los puntos clave de los folletos publicitarios de los vendedores de este mismo accesorio que a revisiones tecnicas, que nos interesa principalmente.
Después de buscar en Internet y hacer algunos cálculos, tenemos una imagen ligeramente diferente de este producto, pero técnicamente probada y correcta.

Para investigar este problema necesitaremos los siguientes términos:
Modulos elasticos- caracteriza la capacidad de un cuerpo sólido para deformarse elásticamente bajo la influencia de una fuerza.
Fuerza de producción - estres mecanico bajo cuya influencia el cuerpo deformado ya no vuelve a su estado original.
Resistencia regulatoria- un valor ligeramente inferior al límite elástico, caracteriza la tensión estructural máxima para cálculos con este material.
Resistencia máxima a la tracción del hormigón.- el coeficiente máximo de alargamiento del hormigón al que no se abren grietas.

Intentemos entonces averiguar el funcionamiento de una viga con refuerzo de acero D12 mm.
El refuerzo de acero A500C con un diámetro de 12 mm tiene las siguientes características:
Módulo elástico 200 GPa
La resistencia estándar es de 500 MPa, que es ligeramente menor que el límite elástico del acero con el que está hecho el refuerzo.
Así, obtenemos valores aproximados de la carga máxima sobre una barra de refuerzo de 4500 kg. La resistencia a la tracción del refuerzo bajo esta carga será de aproximadamente 2,5 mm/m.

Los fabricantes de herrajes colocan en la documentación un cartel con un reemplazo equivalente de herrajes.
La documentación indica que el refuerzo de acero A500C con un diámetro de 12 mm corresponde a un refuerzo de fibra de vidrio o basalto con un diámetro de 10 mm.

Intentemos entonces descubrir el funcionamiento de una viga con dicho refuerzo D10 mm.
El refuerzo de fibra de vidrio o basalto con un diámetro de 10 mm tiene las siguientes características:
Módulo elástico 50 GPa
Resistencia estándar 2000 MPa.
Así, obtenemos valores aproximados de la carga máxima sobre una barra de refuerzo de 10.000 kg.
La resistencia a la tracción del refuerzo de basalto bajo una carga determinada será de aproximadamente 25 mm/m.
La resistencia a la tracción del refuerzo de basalto bajo una carga de 4500 kg es de aproximadamente 11 mm.
Para obtener la misma tensión que el acero (2,5 mm/m), necesitamos reducir la carga sobre la varilla a 1000 kg o aumentar el diámetro 2,1 veces hasta 21 mm.

El valor de la resistencia última a la tracción del hormigón es difícil de encontrar, ya que depende de una gran cantidad de condiciones, pero según algunos datos, el hormigón ordinario no mide más de 3 mm/m.
Por lo tanto, toda la ventaja de la alta resistencia del refuerzo se pierde debido al bajo módulo de elasticidad, es decir, un alto alargamiento bajo carga.
El hormigón simplemente se agrietará y explotará en el lugar donde se estira el refuerzo antes de que se rompa.
¿De qué concluimos? que un sustituto equivalente del refuerzo de acero D12 mm, clase A500C, es el refuerzo de fibra de vidrio o basalto con un diámetro superior a 20 mm.

Constructores y promotores nos preguntan Misma pregunta: ¿El refuerzo de basalto con un diámetro de 10 mm corresponde al refuerzo de acero con un diámetro de 12 mm? Voy a comprar refuerzo para una losa de cimentación monolítica, dijeron que basta con llevar 8 mm, porque corresponde a 10 mm de acero.
¿Es verdad?

Sí, lo hace, pero sólo en términos de resistencia a la tracción, pero antes de romperse, cualquier refuerzo se estira (alarga), mientras que el producto reforzado se deforma y luego se agrieta. y se alargan diferentes materiales de diferentes maneras, dependiendo del módulo de elasticidad (cuántas veces menor es el módulo de elasticidad, más se estira el material en las mismas condiciones). Así, el refuerzo de fibra de vidrio (FRP) se estirará aproximadamente cuatro veces más que el refuerzo de acero, con la misma sección transversal (diámetro) y la misma carga (cualquiera que sea en una estructura particular). Esto significa que para obtener las mismas deformaciones bajo las mismas cargas (preservando las propiedades del producto reforzado), el SPA debe colocarse aproximadamente cuatro veces más grande que el de acero (en sección transversal). Puede utilizar SPA de 20 mm en lugar de acero de 10 mm. O simplemente en lugar de una varilla de acero, coloque cuatro varillas SPA del mismo diámetro. O seis varillas SPA de 8 mm, en lugar de una de acero de 10 mm...
Sólo hay que tener en cuenta que algunos fabricantes indican el diámetro del spa con bobina, pero el diámetro real de trabajo es menor. Esto significa que al reemplazarlo, será necesario partir del diámetro real y colocar aún más spa.

Pros y contras del refuerzo de fibra de vidrio:

Ventaja principal- esto es solo la facilidad de transporte, la no corrosión, la resistencia a ambientes agresivos y la no conductividad de la corriente eléctrica (dieléctrico). Esto, por desgracia, probablemente sea todo.
Principal desventaja- Esto es lo que, no hemos encontrado dónde y cómo podemos utilizar todas estas ventajas, incluido el refuerzo, ya que no hay documentos reglamentarios para su uso, no está en GOST para producción, en SNiP para uso, no hay documentos reglamentarios, los métodos para calcular el porcentaje mínimo de refuerzo no están estandarizados, los requisitos no están estandarizados y las características de adherencia del refuerzo compuesto al concreto no están controlado de ninguna manera.
Y, en conclusión, el refuerzo de fibra de vidrio tiene un módulo de elasticidad bajo, baja resistencia al fuego de los productos reforzados con refuerzo compuesto, no es posible fabricar productos de refuerzo doblados en ángulo a partir del refuerzo en el estado de entrega o en el sitio de construcción (solo son posibles radios grandes), no es posible utilizarlo como racor comprimido, etc., etc.

Y por supuesto el precio, el refuerzo de fibra de vidrio es mucho más caro comparado con el acero:
1 m A500S con un diámetro de 12 mm - 30 rublos,
1 m de fibra de vidrio con un diámetro de 12 mm cuesta 50 rublos, y dado que es necesario utilizar un diámetro de más de 20 mm, el precio de dicho refuerzo será de 5 a 7 veces más caro que el del acero, lo que no es económico. factible o rentable.

Y finalmente, ofrecemos una descarga gratuita del informe del tercer simposio internacional que tuvo lugar del 9 al 11 de noviembre de 2011, Perspectivas para el uso del refuerzo compuesto.
Perspectivas de aplicación de barras FRP O.N. Leshkevich, Ph.D. tecnología. Ciencias, Subdirector de trabajo científico RUE "Instituto BelNIIS"

¡Está prohibida cualquier copia o uso de material sin un enlace directo al sitio!

Refuerzo de fibra de vidrio: desventajas y características.

Duración del vídeo 24:45

El vídeo muestra y explica qué es la armadura compuesta y metálica, sus datos físicos y técnicos y la imposibilidad de su uso en cimentaciones estructurales de hormigón.