Barras reforzadas de fibrade vidrio

Descripción.

Las barras reforzadas de fibra de vidrioestán hechas con hilos de fibra devidrio (la madeja), que son puestosbajo tensión y son impregnados conuna resina termofraguante, de maneratal de lograr que las fibras se manten-gan todas juntas y se comporten, porlo tanto, como si constituyeran un ele-mento único. El producto terminadoresulta totalmente inerte, resistente a lacorrosión y a los álcalis. Para aumentarla su capacidad de adhesión, la parteexterior de las barras es deformada yrevestida con arena de grano grueso.

Desde el punto de vista técnico, cuando sehabla de barras reforzadas con fibras devidrio, nos referimos a barras de polímerosreforzado con fibras de vidrio (GFRP). Lasbarras de GFRP se fabrican mediante unprocedimiento de pultrusion y se encuen-tran disponibles en diámetros que vandesde 6 a 32 milímetros. Pueden ser utilizadas como una alternativaválida a las barras redondas de acero inoxidable, o bien a las revestidas con resinas epoxi, o galvánicamente protegi-das.

Ventajas.- Aumento significativo de la duración

de las estructuras de ingeniería civilque se encuentran.instaladas en ambientes agresivos.

- Ninguna necesidad de realizar operaciones de reparación y/omanutención.

Específicamente resultan:- resistentes a la corrosión: no se

corroen cuando se encuentran enpresencia de un gran número desustancias agresivas; además, soninertes a los iones cloro;

- resistentes desde el punto de vistaquímico;

- dotadas de una resistencia a la tracción superior a la del acero (entreuna vez y media y dos veces), pero

solamente con un peso igual a un cuarto;pueden, por lo tanto, ser transportadas ymontadas sin necesidad de tener que utilizar grandes equipos de elevación;

- transparentes a los campos magnéticos ya las radiofrecuencias;

- aislantes tanto desde el punto de vistaeléctrico como del térmico;

- dotadas de buena resistencia a los choques: soportan cargas puntualesrepentinas y violentas;

- tener una excelente resistencia a la fatiga:cuentan con óptimas prestaciones encondiciones de cargas cíclicas;

- dimensionalmente estables en situacionesde solicitación térmica: dilatación ycontracción en un hormigón que seencuentra sometido a variaciones de temperatura, son muy reducidas.

Usos

En qué casos pueden ser tomadas enconsideración las barras de GFRP ¿- Para todos los elementos de hormigón en los

cuales se pueda verificar la corrosión de laarmadura de acero, debido a los iones cloro opor el ataque químico. Brevemente: en todasaquellas situaciones en las cuales, normalmen-te, son empleadas barras redondas de aceroinoxidable, o bien revestidas con resinas epoxio protegidas galvánicamente.

- Para todos los elementos de hormigón en loscuales el cemento presente una sección fina ydonde no sea posible realizar un recubrimientoadecuado con el cemento, como por ejemplo,en los elementos de arquitectura prefabricados.

- Para todos aquellos elementos de hormigónque requieren armaduras de materiales no fer-rosos por razones de electromagnetismo.

1. Hormigón expuesto a salesanticongelantes.

- Cubiertas de puentes.- Baranda guardavías.- Estructuras de estacionamientos.- Equipos para el almacenamiento de la sal.- Losas de acercamiento.

2. Hormigón expuesto a sales marinas.

- Diques, muelles.- Edificios y estructuras cercanas a las costas.- Construcciones especiales, como por ejemplo,

las utilizadas para criaderos marinos, acuarios,parques de diversiones.

- Escolleras artificiales y rompeolas.- Diques flotantes.- Muelles, espigones.- Plataformas en mar abierto (offshore).

3. Hormigón expuesto a otros elementos agresivos.

- Industrias químicas (cubas de contencióncontra pérdidas eventuales de tanques).

- Coladas de hormigón alrededor de oleoductosy tanques para combustibles fósiles.

- Industrias de la celulosa y del papel.- Instalaciones para tratamiento de las aguas.- Instalaciones petroquímicas.- Torres de enfriamiento.- Chimeneas.- Equipos para escorias nucleares.- Hormigón para usos agrícolas.- Tinas para decapado y galvanización.- Cisternas y pozos para uso químico.- Operaciones de extracción: cubas para refinaci-

ón electrolítica, tanques para extracción deminerales.

- Coladas de hormigón alrededor de piscinascubiertas.

4. Elementos de hormigón con secciones finas.

- Elementos almohadillados.- Elementos prefabricados de hormigón para

usos arquitectónicos, cornisas.- Revestimientos arquitectónicos.- Balcones.

5. Aplicaciones electromagnéticas.- Laboratorios para realizar exámenes de reso-

nancia magnética en los hospitales.- Edificios para la calibración de instrumentos.- Instalaciones de radares y brújulas.- Torres de control.- Instalaciones militares que tienen que resultar

invisibles a los radares.

- Pasahombres en instalaciones eléctricas y tele-fónicas y en tuberías.

- Estaciones de transformación (en el sectoreléctrico).

- Coladas de hormigón colocadas en las cercaní-as de cables de alta tensión y subestaciones.

- Pasos a nivel.- Laboratorios.- Establecimientos para la fusión del aluminio y

del cobre.

6. Aplicaciones en el sector de laexcavación de galerías y túneles,donde es necesario poder cortar elhormigón sin dañar los equipos decorte (uniones de galerías).

- Galerías.- Galerías de extracción.- Estructuras para desplazamientos rápidos en el

subsuelo.- Pozos verticales.

7. Otros tipos de aplicaciones.- Reparaciones estructurales de la madera.- Cemento polímero.- Anclas.

Una sustitución directa de las barras de aceroredondas con las barras de GFRP puede queno sea siempre posible debido a las numero-sas diferencias que tienen las característicasmecánicas de los dos materiales. El módulo de elasticidad y la resistencia alcorte de las barras reforzadas de fibra devidrio son inferiores con respecto a las delacero y constituyen, por lo tanto, un límite parasu aplicación. Las fibras de vidrio dan una res-puesta elástica lineal hasta la rotura y no pre-sentan ninguna ductilidad o flexibilidad. Como consecuencia de estas particularidades,se adoptan coeficientes de seguridad, quelimitan las solicitaciones de proyecto en funci-ón del valor medio de la solicitación máximade las barras.

Estos coeficientes de seguridad varían segúnlas normas aplicadas y, de todas maneras, sonsuperiores a los utilizados para el acero. En un proyecto tradicional, donde se empleacemento armado con barras de acero redon-das, es definida la cantidad máxima de acerode la armadura, de manera tal que el aceroresulte ser el elemento débil de la estructura.En dicho caso, las barras redondas de acero sealargan o se flexionan, indicando así, la inmi-nente rotura del elemento de hormigón.Diversamente, empleando las barras de GFRP,se calcula la cantidad mínima de barras en vezde la máxima. Si un elemento se rompe, elhormigón representa la parte más débil ycederá por compresión. El hormigón quecolapsa tendrá la función de indicación de la

rotura, dejando, por otro lado, todavía un mar-gen considerable a la capacidad de tracción dela armadura de GFRP. Otra diferencia considerable es constituida porel hecho de que, con respecto a los elementoscon armadura de acero, las posibilidades deutilización de los elementos armados conGFRP serán más numerosas que los límitesdel proyecto. Debido a su módulo de elastici-dad, en fase de proyecto, se tendrán que tenerpresente deformación y ancho de las grietas. La capacidad de aprovechamiento de la defor-mación y del ancho de las grietas proveeráindicaciones ulteriores de rotura antes del aflo-jamiento por compresión del hormigón. Enmuchas situaciones, deformación y ancho delas grietas serán los límites del proyecto.

Consideraciones para el proyecto.

Disponibilidad / Tipos /Almacenamiento.Las barras reforzadas de fibra de vidriose encuentran disponibles en longitu-des de seis metros.Valores del diámetro: 6, 8, 9, 12, 16, 19,22, 25, 28 y 32 mm (derivados de lostipos americanos del número 2 al 10).Elementos curvos estándares disponib-les en almacén: a 90°, para los diáme-tros: 6 mm (longitud 25 cm) y 8 mm(longitud 37 cm).

Las barras reforzadas de fibra de vidriono tendrían que ser dejadas bajo el soldurante largos períodos de tiempo ytendrían que ser tenidas sobre pallets.

Estribos, formas particu-lares y elementos curvos.Los elementos curvos para las barrasreforzadas de GFRP son fabricados moldeándolos mediante una serie demoldes o mandriles antes de efectuar latermoestabilización de la matriz en res-ina. No se permite realizar plegaduras

Informaciones técnicas

Propiedades mecánicas

Esfuerzo de adhesión (bond stress) máximo,determinado mediante una prueba de extracción (pull-out test): 11,6 MPa.Resistencia a la tracción: 655 MPa (barra Ø 16).Resistencia al corte: 140 MPa (barra Ø16).Módulo de elasticidad a tracción: 40.800 MPa (acero: 210.000 MPa).Coeficiente de dilatación térmica (basado en ACI 440):

en dirección transversal: 21-23 x 10-6/° Cen dirección longitudinal: 6-10 x 10-6/° C

Dureza Barcol mín. 60 (ASTM D2583)Contenido de fibras de vidrio en peso 70% mínimo (ASTM D2584)Peso específico: 1,9 g/cm3 (ASTM D792)

Típica curva esfuerzos-deformaciones para una barra reforza-da de GFRP (el ejemplo se refiere a la dimensión de 12 mm).

por el momento. Todos los elementos cur-vos tienen que ser producidos en fábrica.

Es posible, sin embargo, realizar la super-posición de los bordes.Ejemplo: para obtener una barra reforzadade 10 metros de longitud, que en uno delos extremos tenga un gancho en forma de“J”, se tienen que superponer los bordes de un elemento con gancho en forma de“J” a aquellos de una barra reforzada de 10 metros (la longitud de la junta tendráque ser igual a 40 veces el diámetro).También los estribos pueden ser aplicadospor superposición, pero es suficiente unalongitud de los bordes igual a 30 veces eldiámetro. El ancho mínimo interno de un estribo es de 25 centímetros.

Los elementos curvos de las barras reforza-das de GFRP presentan una resistencia a latracción inferior con respecto a la de los ele-mentos rectos. Estudios e investigacioneshan demostrado que la capacidad máximade carga de un elemento curvo es igual al40% de la de una barra recta.

Deformaciones

Esf

uerz

os (M

Pa)

Sección de una barra reforzada ampliada 60 veces.Foto : Hughes Brothers

Sección de una barra reforzada ampliada 240 veces.Foto : Hughes Brothers

Longitud de los empalmes con bordes super-puestos - Tensión.

Para obtener una transmisión eficaz de la resistencia entre dos barras reforzadas de GFRP, que estén empalmadas por superposición de lasextremidades, se aconseja efectuar el empalme con una longitud iguala 40 veces el diámetro de las mismas barras. La longitud, entoncesresulta superior a la utilizada para el acero (30 veces el diámetro, paraacero de categoría BE400, con diámetros inferiores a los19 mm.).

Revendedor:

Características físicas

Se encuentran a disposición en nuestra documentación técnica, porfavor pídala.

Para mayor información, visite nuestro sitio Internet: www.hughesbros.com o www.fortius.be

Cuando se manipulan y se ponen en obra barras reforzadas de GFRP,se aconseja de utilizar guantes de trabajo.

En caso de necesidad, las barras reforzadas de GFRP tendrían que ser cortadas utilizando una hoja de sierra de albañil o bien unahoja de sierra de diamante, una muela o una sierra de hojas finas. Se recomienda de utilizar una máscara antipolvo y gafas de protección.

Las barras reforzadas de GFRP tienen un peso específico muy bajo y presentan, por lo tanto, la tendencia a “flotar” en el hormigón durantela fase de vibración. Debido a esto es necesario tener la precaución debloquearlas adecuadamente dentro de los encofrados, utilizando mor-dazas, tirantes revestidos en plástico, o también tiras de nylon.

Todos los elementos curvos y los estribos tienen que ser de GFRP ode acero inoxidable.

Dirección a la cual dirigirse:

FORTIUSBKI InternationalGrasbos 50 Tel. +32 13 32 68 73B-3294 Diest Fax +32 13 32 68 74Bélgica info@fortius.be

Modo de utilización y puesta en obra - Precauciones higiénicas y de seguridad.

Las barras reforzadas de fibra de vidrio son producidas según un principio tecnológico único y patentado, que garantiza dimensionesconstantes gracias a un sistema de control continuo de la calidad.

Todas las barras son individualmente controladas a la tracción.

Además, son efectuadas las pruebas de rutina con el objetivo de determinar:

- contenido de vidrio (ASTM D2584)- penetración de líquidos coloreados (búsqueda de cavidades)

(ASTM D5117)- dureza Barcol (ASTM D2583)- superficie de la sección transversal (ACI 440-K)- aumento de masa por inmersión en agua (ASTM D570)- valor del corte interlaminar o corte en flexión (ASTM D4475)

Garantía de calidad.