El formigó fa temps que s’utilitza com a material de construcció per la seva gran resistència a la compressió, bona durabilitat i baix cost. Tanmateix, el seu conegut taló d’Aquil·les és la seva fragilitat i la seva resistència a la tracció limitada. Això es va resoldre força fàcilment fa aproximadament un segle mitjançant les barres de reforç d’acer (lateral) d’acer en el costat de tensió de les estructures de formigó. El rebar d'acer és funcionalment eficaç i relativament barat, per la qual cosa fa un bon treball en la majoria dels casos. No obstant això, la barraca d’acer té la seva pròpia debilitat: susceptibilitat a la corrosió (oxidació) quan s’exposa a sals, productes químics agressius i humitats. A mesura que es corroeix, el rebar d’acer s’infla i augmenta la càrrega de tracció sobre el formigó, que comença a esquerdar-se i generar obertures que generen un deteriorament més i més ràpid de l’acer i el formigó. Això requereix una reparació i un manteniment costosos i, si es permet avançar prou, pot comprometre la integritat de l'estructura. Al llarg de les dècades s’han introduït nombrosos recobriments i penetrants per ajudar a segellar la humitat del formigó, i el rebar propi s’ha millorat amb recobriments epoxi o amb l’acer d’acer inoxidable. Però no sempre és possible prevenir la corrosió a llarg termini. A més, la inclinació del rebar d’acer per conduir camps elèctrics i magnètics fa que sigui indesitjable en formigó especificat per a aplicacions de generació d’energia, d’imatge mèdica / científica, nuclear i elèctrica / electrònica.
Proposta de valor FRP
Hi ha moltes raons per les quals el rebar de polímer reforçat amb fibra (FRP) té sentit en algunes estructures de formigó. Per començar, la barra de material compost no es molla ni es corroeix, per la qual cosa és ideal per a immersions periòdiques o a llarg termini en aigua dolça o salmorra en aplicacions com parets de retenció, piles, xalets, molls, caissons, cobertes, apilats, mamparres, canals, plataformes fora de mar, piscines i aquaris. També és immune a la sal de les carreteres i altres productes químics de desgreixament, cosa que la converteix en una elecció més duradora i amb menys manteniment per a carreteres i ponts, estructures d’aparcament, pistes d’aeroports, barreres de Jersey, parets de retenció i fonaments, voradors, parapets i lloses en grau. A més, ofereix una gran resistència a una gran quantitat d’altres substàncies químiques que es troben a les plantes de tractament d’aigües residuals, llocs de residus sòlids, plantes petroquímiques, fàbriques de pasta i paper, canonades, dipòsits, torres de refrigeració i xemeneies, així com l’entorn alcalí del formigó.
Un altre avantatge és que la resistència a la tracció de la barra posterior de FRP és normalment d’1,5 a 2 vegades superior a l’acer, per la qual cosa és un bon contrapeso a l’alta resistència a la compressió del formigó. També proporciona una excel·lent resistència a la fatiga, fent-la adequada per a situacions de càrrega cíclica (com a carreteres i ponts). D'altra banda, la barraca composta és una quarta part del pes de l'acer de rendiment comparatiu. Aquí hi ha diversos avantatges pràctics. Hi ha menys desgast als treballadors de la construcció que han de portar-lo i instal·lar-lo i menys necessitat de grues i altres equips de lleva pesada. Es pot tallar fàcilment amb eines de tall comunes, sense danyar les fulles de serra. Es pot efectuar un major desplaçament per càrrega de camió sense superar els límits legals de càrrega. Per a ponts i estructures similars, la major relació força-pes proporciona una major capacitat de càrrega per a una estructura determinada o possibles oportunitats per reduir la mida i el pes de tota l'estructura. El rebar compost compost també és útil en aplicacions sensibles al pes, on els sòls tenen pobres propietats de càrrega, en llocs sísmicament actius o en zones sensibles al medi ambient on no és desitjable traslladar equips pesats.
Per a aplicacions sensibles electromagnèticament, tant el vidre (el reforç de barres compost més comú) com el polímer són inherentment no conductius, de manera que no transmeten corrent, no atrauen llamps ni interferiran amb el funcionament dels dispositius elèctrics propers. Això fa que sigui una elecció més segura en plantes de fosa d'alumini i coure, centrals nuclears, estructures militars especialitzades, torres aeroportuàries, torres de transmissió elèctriques i telefòniques, sots que contenen equips elèctrics o telefònics, hospitals amb equipament per ressonància magnètica (RMN) i equips de peatge. matrius de detecció i cabines de recollida. Com que el composit reforçat amb vidre és igual de pobre a la transmissió tèrmica, pot ser útil per mantenir el control climàtic en edificis, cobertes i soterranis.
Tot i que el cost inicial de la barraca composta és generalment superior al rebar d’acer estàndard i és aproximadament comparable a la barra d’acer recoberta epoxi, quan es considera a base de cost de cicle de vida (LCC), pot ser força econòmic, particularment per a aplicacions de formigó no pretensat. per a flexions, cizallaments i càrregues compressives que normalment requereixen reparació i manteniment freqüents o quan hi ha altres problemes amb el metall. Per tots aquests motius i molt més, el rebar compost compost ha començat a guanyar-se lentament al mercat d'enginyeria civil.
Sense regs, ni progressos
El rebar compost es va iniciar al Japó a la dècada dels vuitanta, amb reforços de fibra de carboni i aramida en matrius termoestables i es va estendre lentament a projectes al Canadà durant els primers anys 90, segons John Busel, dels compositors nord-americans Fabricants Assn. (ACMA, Arlington, Va.) Però, en realitat, no es va enlairar, va recordar fins que a finals de la dècada de 1990 es van elaborar i publicar les especificacions per a la reparació de composites. Busel, director de la Iniciativa de Creixement Composites d’ACMA, va ser durant 12 anys el secretari i, a continuació, el president del Comitè 440 del American Concrete Institute (ACI, Farmington Hills, Mich.) - FRP Reinforcement, durant el temps que el grup va desenvolupar les seves especificacions innovadores i disseny. guia per a la rebar FRP.
"Crear productes que no són compatibles amb proves i investigacions només no funciona amb enginyers civils", explica Busel. "Es necessiten moltes dades per convèncer-les, i l'obtenció necessita temps". Davant d’aquesta realitat, el Comitè 440 es va constituir a principis dels anys 90 i va trigar gairebé una dècada a desenvolupar la primera edició, publicada el 1999, actualitzada el 2006, amb una altra actualització prevista el 2012. “Ara teniu uns estàndards que els arquitectes, els enginyers. i els contractistes poden posar-se en els seus plans a nivell mundial ", afirma Busel, remarcant que" l'ACI 440.1R s'ha demostrat ser un dels guies d'especificació més coneguts i més utilitzats al món i valia la pena tota la feina ".
"L'ACI 440 ha estat una associació molt dinàmica i activa", assenyala el company de Busel, Doug Gremel, de fa temps. "No hem discriminat cap investigació arreu del món. Si podem agafar-lo i incorporar-lo als nostres codis, ho fem ”. Gremel: el director de Non-Metallic Reinforcing de Hughes Brothers Inc., un director de la filial de HughesAslan Pacific Ltd.(ambdós de Seward, Neb.) i la presidenta del comitè de direcció d’Omaha, composite Insulated Concrete Systems LLC amb seu a Neb.
Malgrat aquest creixent conjunt de ciències i experiència a mitjans de finals dels anys noranta, el creixement de l'ús del FRP rebar va ser lent. La primera instal·lació nord-americana no va aparèixer fins al 1996 al pont McKinleyville / Buffalo Creek al comtat de Brooks, W. Va. El FRP rebar finalment va obtenir tracció a Amèrica del Nord després de la seva inclusió en el codi de pont de la carretera canadenc, on es va convertir en la solució predeterminada de lluitar contra la corrosió provocada pel mal temps del Canadà. Al seu torn, això va conduir a l'Associació Americana de Carreteres de l'Estat i Funcionaris de Transport (AASHTO) per desenvolupar especificacions per a l'ús de les cobertes de formigó i les baranes de trànsit de vidre FRP (GFRP). A partir d’aquell moment, els enginyers i especificadors del Departament de Transport (DoT) dels Estats Units tenien una guia de disseny pròpia per acompanyar-se amb l’ACI 440. Com a resultat, Busel, Canadà i els Estats Units tenen junts gairebé 400 ponts amb FRP en barra d’alguns aspectes. la seva construcció. Les instal·lacions europees creixen, però a un ritme més lent.
Gremel -el seu patró, Hughes Brothers, és un proveïdor global de FRP rebar- assegura que les normes formen el marc objectiu per a l'assegurament de la qualitat. "Hem de proporcionar certificats de lots de producció com a evidència de que qualsevol" execució de molins "de rebar compleix o supera les propietats indicades en els estàndards ASTM", afirma. "Estem fent mòduls de tracció i tensió de tensió en tots els lots que executem, igual que els nois d'acer".
L’avanç de la comunitat d’enginyeria civil cap a la comoditat amb FRP rebar podria ser lent, però no ha descoratjat la persecució de nous enfocaments per a la seva fabricació que podrien, com indiquen els exemples següents, fer que la propera generació de composites rebar sigui una alternativa molt més atractiva per a l’acer. .
