¿Se pueden utilizar barras de refuerzo de PRFV en lugar de acero? Entendiendo el problema

La varilla de acero casi se ha duplicado en precio y muchos tienen una pregunta razonable: ¿se puede reemplazar con un análogo de fibra de vidrio? Veamos las características principales de ambos tipos y descubramos la respuesta exacta a esta pregunta.

Materia y algo de teoría

Para estructuras no sometidas a esfuerzos, se utilizan barras de refuerzo А240, А400, А500, А500С.

• A240 es un refuerzo liso que se utiliza como auxiliar. Se requiere refuerzo liso como abrazaderas para vigas de celosía y anclajes de malla de refuerzo de trabajo.
• A400, A500, A500S son armaduras de trabajo que perciben las fuerzas de tracción del peso muerto de las estructuras y las cargas externas.

Si hablamos del refuerzo A500, para su producción se utilizan aleaciones con un contenido de carbono de más del 0,6%. Esta figura indica que la flexibilidad y soldabilidad de este refuerzo es limitada.

A500C contiene la mitad de carbono, lo que significa que es más plástico, se dobla bien y se suelda bien. Por esta razón, el refuerzo A500C se utiliza principalmente en construcciones de poca altura. El prefijo "C" significa que los accesorios están soldados. El perfil de este refuerzo se realiza en forma de media luna para mejorar la adherencia al hormigón; las nervaduras longitudinales no se cruzan con las laterales. También se le llama refuerzo de sección periódica.

El refuerzo compuesto consta de varillas de vidrio, basalto, carbono o fibras sintéticas impregnadas con un aglutinante polimérico. Las muestras hechas de carbono o fibras sintéticas pueden descartarse debido al alto costo: no se utilizan en la construcción privada. Detengámonos en la opción más asequible y extendida: el refuerzo de fibra de vidrio.

El refuerzo de fibra de vidrio se divide en varios tipos:

• accesorios con un perfil periódico (clásico);
• arenoso;
• con perfil periódico y capa arenosa.

Se aplica una capa de arena para mejorar la adherencia al hormigón.

A modo de comparación, tomemos el refuerzo de acero y fibra de vidrio A500 con la misma sección transversal de 12 mm.

Opciones de comparación

Hagamos una reserva de inmediato: no consideraremos parámetros puramente de marketing como la durabilidad, resistencia a la corrosión, respeto al medio ambiente, conductividad eléctrica, conductividad térmica, resistencia al fuego y otros indirectos caracteristicas. Consideremos los parámetros principales, se podría decir, fundamentales: estos son la resistencia, la rigidez y el alargamiento.

Todas las estructuras de soporte se calculan según dos grupos de estados límite. Primero: el cálculo de la estructura para resistencia y estabilidad. Segundo: deflexión, deformación y apertura de fisuras. En pocas palabras, el cálculo se reduce a la determinación de dos valores: 1 - resistencia a cargas externas o fuerza; 2 - resistencia a la deformación o elasticidad. Es decir, una estructura monolítica se considera confiable si se cumplen dos parámetros simultáneamente.

Fuerza

Para el refuerzo A500, la resistencia a la tracción es de 500 MPa. Para el refuerzo de fibra de vidrio, esta cifra es de 1200 MPa. A juzgar por estos números, el refuerzo de fibra de vidrio es dos veces más fuerte que el acero. A los fabricantes de compuestos les gusta hablar de ello. Pero no hay absolutamente ninguna necesidad de una resistencia tan extrema, porque funcionará en una estructura de hormigón en solo un 20-30%. Esto se puede comparar con la carrocería de un automóvil: si aumenta el grosor del acero tres veces, de un milímetro a tres, ¿tendrá sentido? Sí, la fuerza del cuerpo se triplicará, pero ¿tiene sentido? En una estructura de hormigón, todo es igual.

Rigidez o elasticidad

Pero el siguiente indicador, la rigidez, indicará directamente la diferencia entre los dos materiales. La rigidez es la capacidad de un material para resistir el cambio de forma mientras mantiene el volumen. Rigidez de los accesorios metálicos: 200.000 MPa; para fibra de vidrio - 55.000 MPa. Esto significa que el metal es casi 4 veces más duro que la fibra de vidrio. Pero este es un problema real para el compuesto, ya que para el refuerzo el indicador principal es la elasticidad o rigidez. Es decir, el refuerzo debe ser más elástico que el hormigón. Y con tales valores, la rigidez del refuerzo de fibra de vidrio se acerca a la rigidez del propio hormigón. En palabras simples: el refuerzo de plástico prácticamente no agrega rigidez a la estructura monolítica. Y en este punto surge una pregunta razonable: ¿para qué sirve?

Extensión relativa

Ahora sobre el alargamiento relativo. Para los herrajes metálicos, esta cifra es del 0,25%; para fibra de vidrio - 2%. Esto significa que una estructura monolítica reforzada con plástico es capaz de deformarse en un 2%. El hormigón simplemente no puede soportar tal deformación. Como ejemplo, considere una viga monolítica de 3 metros de largo. Si le da una carga máxima desde arriba, entonces la fila inferior de refuerzo entrará en funcionamiento. Con un alargamiento relativo del 0,25%, la expansión de las grietas será de 7,5 mm y la viga se doblará un poco. Con un alargamiento relativo del 2%, la expansión de las grietas será de 60 milímetros. Al mismo tiempo, la viga se doblará aún más y aparecerán grandes grietas en ella. El hormigón no puede mantener la estabilidad frente a tales deformaciones.

Conclusión

Como se escribió anteriormente, si el refuerzo no pasa al menos uno de los dos parámetros (resistencia y rigidez), ¡entonces es absolutamente imposible usarlo! El refuerzo de acero pasa tanto en resistencia como en rigidez; fibra de vidrio, solo en términos de resistencia.

El refuerzo de fibra de vidrio se puede utilizar como ataduras flexibles para revestir mampostería, al reforzar soleras, áreas ciegas y caminos de jardín. Aquí es donde termina el alcance de su aplicación.

Fuente: canal de YouTube Project LLC ( https://youtu.be/mVu9NcbrbEM).

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