El mercado de la construcción se actualiza constantemente con innovaciones interesantes y modernas. La barra de refuerzo compuesta de fibra de vidrio es uno de esos materiales más nuevos. De momento no todo el mundo sabe para qué sirve y cómo se utiliza correctamente.

Desde 2012, el interés de los constructores por este producto ha ido creciendo constantemente, ya que el precio de este material no es tan alto y la calidad permite su uso para verter los cimientos no solo de edificios residenciales, sino también para la construcción de estructuras más grandes, por ejemplo, puentes. Esto es especialmente relevante en el norte, ya que el refuerzo metálico está sujeto a corrosión, mientras que la fibra de vidrio no presenta ese problema.

ESPECIFICACIONES

La barra de refuerzo de fibra de vidrio es una mezcla de fibra de vidrio resistente y resina resistente al calor.

En el año antes mencionado se publicó GOST, que establece claramente los parámetros de sus parámetros:

• Diámetro - de 4 a 32 mm
• La temperatura a la que se puede utilizar el material es de 60 grados centígrados.
• La resistencia máxima a la tracción es una medida de la fuerza con la que se estira un material y su área de sección transversal. Para refuerzo de fibra de vidrio, la norma es 800 MPa.
• La resistencia máxima a la compresión es de 300 MPa.
• Fuerza máxima: más de 150 MPa.

VENTAJAS DE LOS REFUERZOS DE FIBRA DE VIDRIO

Este tipo de material de construcción se diferencia significativamente del acero habitual y tiene muchas ventajas respecto a él:

1. Resistencia a la corrosión. Los accesorios de fibra de vidrio no temen en absoluto los ambientes alcalinos y ácidos.
2. Peso ligero con alta resistencia. Su peso es 10 veces menor que el del acero.
3. Baja conductividad térmica, que protege las paredes y cimientos de la congelación, lo cual es especialmente importante en las regiones del norte.
4. Corriente no conductora y sin interferencias.
5. Precio. Por el mismo precio que el refuerzo de acero de pequeño diámetro, se puede adquirir fibra de vidrio de mayor diámetro.
6. Alta resistencia a la tracción del material. Esta cifra es 3 veces mayor que la del refuerzo de acero.
7. Sin costuras. Antes del transporte, las barras de metal se cortan para adaptarlas a los parámetros del vehículo en el que se transportan. Posteriormente, la malla reforzada tiene muchas conexiones, que son los puntos más débiles en los cimientos y las paredes. Dado que las barras de refuerzo de fibra de vidrio se suministran en bobinas de hasta 150 m, no es necesario cortarlas, lo que da como resultado un número mínimo de costuras. El transporte se puede realizar incluso en el maletero de un coche.

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2. Sin sobrepago por la cantidad de material. Los accesorios metálicos se venden en la misma longitud de 12 m, menos de los cuales ya no se pueden comprar, y los de fibra de vidrio se pueden comprar en la cantidad necesaria para la construcción.
3. No es necesario comprar herramientas adicionales al instalar refuerzo de fibra de vidrio, por ejemplo, una máquina de soldar.
4. El coeficiente de dilatación, igual al del hormigón sometido a exposición térmica, es garantía de ausencia de grietas en la estructura acabada.

5. A pesar de todas las ventajas mencionadas, el refuerzo de fibra de vidrio tiene un inconveniente principal: una alta probabilidad de fractura. En el caso de las barras de acero, esta cifra es mucho mayor.

   
   

   Es debido a este indicador que el refuerzo de fibra de vidrio se utiliza sólo cuando es necesario cumplir con ciertas restricciones en materia de corrosión, propiedades dieléctricas y conductividad térmica. Todas las estructuras que se construyen por encima de ciertos límites se realizan por cuenta y riesgo de los constructores. Los fabricantes transmiten esta información a los compradores directamente en las etiquetas de la marca.

   USO DE MATERIAL EN LA CONSTRUCCIÓN

   La construcción industrial tiene refuerzos de fibra de vidrio largos y ampliamente utilizados, a diferencia de las de poca altura. A juzgar por las ventajas y desventajas, es posible proteger claramente el alcance del refuerzo de fibra de vidrio. Se trata, por ejemplo, de obras de protección de bancos y de construcción de carreteras. Este material es muy popular en la construcción suburbana. Se utiliza para reforzar paredes, cimientos, con mayor frecuencia cimientos de tiras y mampostería de hormigón celular.

   
   

   ¡Importante! El refuerzo de la mampostería se realiza mediante una combinación de refuerzo de acero y fibra de vidrio.

   
   

   PREPARACIÓN DEL REFUERZO

   Antes de verter la base, es necesario tejer adecuadamente el refuerzo para mayor resistencia y estabilidad de la estructura. Esto le permite unir el refuerzo en una sola estructura, creando así el marco de soporte del edificio. La potencia de la estructura general de la base debe estar provista de refuerzos adicionales. Para esto necesitarás:

   
   

   ¡Importante! El alambre de tejer debe ser redondo, no tomes uno cuadrado, ya que al torcer el alambre puede dañarse.

   Existen varios tipos de agujas de crochet:

   Estos materiales deben elegirse con mucho cuidado. Por ejemplo, el alambre de atar debe ser bastante grueso para evitar que se rompa cuando se aplica el concreto al marco. De lo contrario, los ligamentos pueden estallar y el diseño de la base de la cinta resultará asimétrico, lo que no debe permitirse.

   
   

   Todo el proceso se divide en pasos:

   
   

   Se debe tener especial cuidado al atar las esquinas. En las ferreterías se pueden comprar elementos especiales que se instalan fácilmente en lugar de las esquinas.

   
   

   ¡Importante! En las esquinas, el refuerzo solo se puede tejer a mano, sin exposición al calor.

   El marco terminado se coloca en el encofrado con las rejillas en posición horizontal.

   Este método es muy común entre los constructores que tejen refuerzos con sus propias manos. Además de esto, existen varias opciones más para sujetar el refuerzo a una base de tira:

   ¡Importante! Antes de comenzar a trabajar, es necesario determinar claramente qué cargas se planean para la base de la tira y cuál es el alcance del trabajo.

   CREACIÓN DE UNA CIMENTACIÓN CON REFUERZOS DE FIBRA DE VIDRIO

   Una vez que el maestro haya terminado de tejer el refuerzo, puede proceder directamente al refuerzo.

   Para una base tipo cinta, se utilizan varillas con un diámetro de 8 mm, que es comparable a una armadura metálica con una sección transversal de 12 mm.

   ¡Importante! La cimentación se realiza sobre una superficie perfectamente plana.

   El algoritmo de acciones es el siguiente:

   Las barras de refuerzo de fibra de vidrio son un producto de construcción relativamente nuevo, pero ya se han vuelto bastante populares entre quienes participan en la construcción privada. Además, el refuerzo de fibra de vidrio también se realiza a escala industrial en la construcción de carreteras, construcción de puentes, refuerzo de riberas y construcción.

   
   

   El tejido de refuerzo con sus propias manos es un proceso simple y fácil de realizar con todos los materiales necesarios. Incluso una persona no preparada puede hacerlo, solo hay que probarse varios elementos. Esto distingue favorablemente el refuerzo de fibra de vidrio del acero, para crear un marco, a partir del cual se necesita una máquina de soldar y experiencia con él.

   
   
   1. Las barras transversales de la capa inferior se colocan sobre abrazaderas de refuerzo, que se instalan antes de realizar el trabajo.
   2. Las varillas de reja se cortan y se colocan a la distancia requerida entre sí, y en ellas se marcan los puntos de unión.
   3. Los puentes se instalan en ángulo recto con las varillas de equidad, cada una de las cuales está conectada en los lugares marcados. Si el tejido se realiza con alambre, se debe doblar por la mitad y fijar firmemente con un gancho. Si se utilizan abrazaderas, cada una de ellas se aprieta con más fuerza.

El refuerzo compuesto se refiere a materiales modernos diseñados para reemplazar los costosos productos metálicos laminados y proporcionar una mayor resistencia a la influencia negativa de factores externos. Después de que este tipo de varilla de polímero comenzó a producirse en Rusia en 2012, el interés de los constructores en ella comenzó a crecer cada año.

El uso de materiales de fibra de vidrio para reforzar estructuras monolíticas de hormigón es especialmente importante en casos de posible exposición a la humedad, ya que los polímeros no son susceptibles a la corrosión.

Las varillas de plástico se utilizan en edificios individuales, en la construcción de grandes edificios y estructuras, en fortificaciones costeras y carreteras. En la construcción privada, se fabrican marcos de refuerzo para cimientos de tiras y losas, así como mampostería reforzada a partir de bloques de hormigón celular.

El material del que están hechos los accesorios de plástico es una mezcla polimérica de fibra de vidrio longitudinal de alta resistencia y resina resistente al calor. Los diámetros estándar de las varillas producidas varían de 4 a 32 mm. Temperatura máxima de funcionamiento 60˚C. Resistencia a la tracción 150 MPa.

Preparación de materiales para el montaje del marco de refuerzo.

Para aumentar la resistencia general de un monolito de hormigón, se refuerza con una estructura de refuerzo de fibra de vidrio en forma de una malla plana o un marco espacial, que se ensambla a partir de varillas redondas de sección transversal variable o constante. Los elementos separados de tales estructuras se interconectan mediante un alambre de tejer, abrazaderas de fijación o una pistola especial.

Por lo tanto, para tejer un marco de refuerzo, debes comprar:

• accesorios de plástico de diámetros de diseño;
• alambre de tejer o abrazaderas largas.

A diferencia de las varillas de metal tradicionales, las barras de refuerzo de fibra de vidrio se suministran en forma de bobina enrollada.

Por tanto, antes de iniciar el montaje del marco, es necesario desenrollarlo y cortarlo en trozos del largo requerido. El corte se realiza con una sierra para metales u otra herramienta que no permita el calentamiento del material. Marcar los puntos de corte en la superficie es fácil de hacer con un marcador normal.

El alambre de tejer debe tener una sección transversal redonda y un diámetro de al menos 1 mm para proporcionar la resistencia necesaria a la conexión y no estallar al torcerlo. Para obtener rápidamente trozos de alambre de la longitud necesaria para tejer, se debe cortar toda la bobina enrollada con una amoladora en 3 o 4 partes.

Para suavizar el alambre de tejer, se puede quemar en la llama con un soplete o en el fuego. El alambre sin cocer se dobla peor y no siempre proporciona un agarre firme a la articulación. Además, el metal sin preparar tiene menos ductilidad y se rompe con mayor frecuencia durante el funcionamiento.

Tejer con cuellos.
Patrón general de tejido.

Herramienta para atar alambres de refuerzo

Usar alicates para tejer no es muy conveniente. No proporcionan la densidad de cobertura de conexión necesaria y requieren mucho esfuerzo. Por lo tanto, el alambre de acero se retuerce sobre barras de refuerzo utilizando ganchos especiales o una pistola de tejer. Las tiendas de herramientas ofrecen a la venta dos tipos de ganchos diseñados para tejer refuerzos:

• manual simple, que debe rotarse todo el tiempo durante la operación;
• tornillo semiautomático, con un gancho que gira cuando se presiona el mango;
• abrazaderas de plástico en forma de anillos y puntales verticales desgastados como refuerzo.

No puede comprar un gancho simple, sino hacerlo usted mismo (más sobre cómo hacerlo), doblándolo con alambre de acero grueso y afilando la punta. En este caso, tendrá algo para tejer un diseño de proyecto a partir de varillas sin comprar herramientas.

La forma en que utiliza una pistola de tejer hace que el proceso sea más rápido y sencillo, pero es posible que esta herramienta bastante grande no proporcione acceso a ciertos lugares. Además, una herramienta de este tipo provoca un desbordamiento del cable.

Se necesitan abrazaderas de plástico para fijar la jaula de refuerzo ensamblada en la posición espacial requerida dentro del encofrado antes de suministrar el hormigón.

Tecnología de tejido manual con alambre de refuerzo de fibra de vidrio.

Para que la jaula o malla de refuerzo tome la forma espacial necesaria y no la cambie al verter hormigón, todos los elementos individuales deben estar conectados de forma segura entre sí. La mayoría de las veces, para esto se utiliza alambre de tejer. Tejer es una forma sencilla y rápida de tejer, que no requiere habilidades muy cualificadas. Además, el refuerzo de fibra de vidrio es simplemente imposible de conectar mediante soldadura y, por lo tanto, este tipo de fijación es el más apropiado en este caso.

Todo el proceso de cómo tejer refuerzo de fibra de vidrio para una base se puede dividir en los siguientes pasos paso a paso:

1. la barra de refuerzo enrollada en una bahía se desenrolla y se corta en segmentos de la longitud de diseño;
2. se colocan abrazaderas de plástico en las barras transversales de la capa de refuerzo inferior;
3. se colocan varillas longitudinales sobre los elementos transversales espaciados a una distancia determinada entre sí;
4. en todas las intersecciones del refuerzo, las conexiones se realizan retorciendo bucles de un alambre de tejer doblado por la mitad;
5. después de ensamblar la fila inferior, se tejen elementos de refuerzo verticales en las intersecciones de las celdas exteriores;
6. a los extremos superiores o al centro de las rejillas verticales, según el número de filas de diseño, se unen segmentos transversales;
7. se coloca y teje la siguiente fila de refuerzo longitudinal;
8. el marco ensamblado se transfiere e instala dentro del encofrado para la base de la tira.

El trabajo se puede simplificar enormemente si combinas refuerzo de fibra de vidrio con metal. Los marcos rectangulares se pueden preparar con anticipación a partir de varillas de acero y luego no será necesario tejer por separado los segmentos verticales.

Los matices de tejer estructuras para verter una base de losa.

El refuerzo de las bases de soporte monolíticas tipo losa se realiza en forma de una o dos filas de mallas, según la solución de diseño. Por lo tanto, en este diseño las barras de refuerzo no se consideran longitudinales ni transversales. Para elevar la malla inferior por encima de la capa impermeabilizante, se colocan abrazaderas de plástico sobre el refuerzo cada metro y medio o dos metros. Esto le permite instalar la jaula de refuerzo estrictamente en un plano horizontal a una altura determinada.

Una característica importante del montaje del refuerzo para una losa de cimentación es que se produce en el sitio. Esto es necesario debido al gran tamaño de la estructura y la imposibilidad de movimiento posterior. Por lo tanto, al tejer, es necesario tener mucho cuidado de no pisar las barras de refuerzo colocadas y no dañar la estructura.

En las losas aisladas suecas y finlandesas (más sobre esto en), es necesario prever la intersección de las varillas de la losa con la jaula de refuerzo de la cinta de soporte lateral. Para hacer esto, las varillas se cortan más largas, se colocan en el lado vertical de las jaulas de refuerzo y se atan con alambre.

Los matices de tejer marcos de fibra de vidrio para cimientos de tiras.

Las características del montaje de refuerzo para una base de tira es la presencia de uniones laterales, intersecciones y esquinas.

En la unión de las cintas debajo de las paredes interiores, la conexión del marco perpendicular al exterior se realiza mediante elementos doblados en forma de U.
En las esquinas, el refuerzo se dobla en ángulo recto o se atan elementos preparados en forma de L. La longitud de la superposición de las barras conectadas debe ser de al menos 30 cm, y en esta área se realizan al menos 2 tejidos.

El refuerzo de fibra de vidrio debe doblarse con mucho cuidado, sin aplicar tratamiento térmico. Las propiedades elásticas del plástico dificultan bastante el proceso de curvado. Por lo tanto, para el montaje de esquinas y uniones, se recomienda comprar elementos doblados fabricados en fábrica.

Las intersecciones de refuerzo de fibra de vidrio debajo de la base de la tira se pueden conectar mediante segmentos rectos o se puede ensamblar una de las estructuras que se cruzan en el lugar de instalación.

El montaje de las jaulas de refuerzo se puede realizar en un área abierta, alejada de la zanja excavada. La colocación adecuada de una estructura ya ensamblada prevé una distancia de al menos 25 mm desde las paredes del encofrado y el fondo.

Finalmente

Tejer refuerzo de fibra de vidrio para la base es un proceso tecnológicamente simple que no requiere habilidades profesionales especiales. Incluso una persona no preparada puede aprenderlo rápidamente. Sólo necesitas practicar un poco.

El peso ligero del material simplifica enormemente el trabajo y la gran longitud de la barra de refuerzo en la bahía permite cortar varillas de cualquier longitud requerida. Esto reduce el número de juntas a diferencia de los materiales de acero.

Para obtener más información sobre cómo tejer correctamente el refuerzo de fibra de vidrio, puedes ver los siguientes vídeos.

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El mismo nombre "hormigón armado" sugiere que se deben utilizar varillas metálicas como elementos de refuerzo en las estructuras. Hasta hace poco, nadie cuestionaba esta afirmación, pero en la industria de la construcción ha aparecido un material compuesto alternativo que merece la atención de los contemporáneos. El refuerzo de basalto, carbono y fibra de vidrio se utiliza para cimientos, para reforzar muros y taludes, en la construcción de carreteras y en horticultura, en la construcción de puentes y en la construcción de contenedores de tierra para diversos fines.

Esta tecnología se conoce desde los años 60 del siglo pasado, pero en aquella época el material era demasiado caro y los promotores privados no estaban interesados. Hoy se ha vuelto más accesible y, como resultado, más popular.

Confirmación reglamentaria

El refuerzo compuesto tiene muchas ventajas y se utiliza en la construcción desde hace muchos años, pero se considera un material nuevo en el mercado interno y genera opiniones controvertidas sobre la efectividad de su uso generalizado. Quienes se oponen a la tecnología de reforzar una tira, losa o base TISE con material no tradicional argumentan que su marco regulatorio sigue siendo débil, la calidad no ha sido probada por el tiempo y aún no se han realizado investigaciones serias en esta área. Por lo tanto, supuestamente las grandes empresas constructoras no tienen prisa por utilizar masivamente refuerzo compuesto en estructuras de hormigón. De hecho, en Rusia ya existen varios GOST relacionados con el material. A saber:

• GOST 31938-2012: establece las condiciones técnicas aplicables a las barras de refuerzo de una sección periódica;
• GOST 32486-2013, GOST 32487-2013 y GOST 32492-2013: indican métodos para determinar y medir las características de durabilidad del refuerzo compuesto, la resistencia del material a ambientes agresivos, así como métodos para establecer resistencias a la tracción para varios parámetros.

Las regulaciones estatales especifican el diámetro nominal recomendado del refuerzo compuesto de 4 a 32 mm, que, de acuerdo con los requisitos de SNiP 52-01-2003, se puede utilizar en el diseño de estructuras de hormigón armado. De acuerdo con las condiciones técnicas anunciadas en GOST, la sección transversal de las varillas puede tener otros tamaños. Los productos con un diámetro de 4 a 8 mm se suministran en bobinas (bobinas o tambores) según un tamaño predeterminado, o en longitud medida, en segmentos de 0,5 a 12 metros.

Las empresas que producen refuerzo de fibra de vidrio para cimientos tienen su propia industria y especificaciones técnicas con informes de prueba, así como certificados. ¡Pero la presencia únicamente de esta documentación sin la confirmación del cumplimiento de las regulaciones estatales es insuficiente!

Clasificación

El refuerzo compuesto para la base son varillas no metálicas hechas de fibras de diversos orígenes y aglutinantes en forma de resinas de poliéster. La barra de potencia es responsable de las principales características físicas y mecánicas. La capa de anclaje, enrollada en espiral alrededor de la varilla, tiene protuberancias y está destinada a mejorar la adherencia al hormigón. No permite sacar el refuerzo del cuerpo de la cimentación.

Dependiendo del componente de refuerzo, el refuerzo compuesto para cimentaciones o muros se divide en:

• compuesto de vidrio: tiene la designación ASK;
• compuesto de carbono: tiene la designación AUK;
• compuesto de basalto: tiene la designación ABK;
• compuesto de aramido: tiene la designación AAK;
• combinado con componentes compuestos - ACC.

Es posible reemplazar las varillas metálicas en la estructura de los cimientos con refuerzo de fibra de vidrio liso o acanalado (en espiral). Durante el proceso de fabricación del material se enrolla un hilo de vidrio especial, llamado rovig, alrededor de la varilla, tras lo cual se trata térmicamente. Esta tecnología permite fabricar refuerzos compuestos de alta confiabilidad, lo que permite su uso en estructuras críticas.

Características distintivas del refuerzo de fibra de vidrio.

La principal ventaja de reforzar la base con refuerzo de fibra de vidrio es la posibilidad de su construcción en suelos problemáticos. Además:

• el peso ligero de las varillas permite reducir el peso total de la estructura y entregar el material al objeto mediante un vehículo convencional;
• el corte simple garantiza la flexibilidad del material y simplifica el montaje del marco;
• la ausencia de procesos corrosivos no permite la destrucción de la estructura por oxidación del refuerzo;
• las características técnicas permiten utilizar varillas de fibra de vidrio al instalar pilotes de cimentaciones TISE;
• la baja conductividad térmica elimina la aparición de "puentes fríos" en la estructura;
• la resistencia a la tracción del refuerzo de fibra de vidrio supera la de las varillas de metal en más de dos veces;
• la capacidad de transmitir ondas de radio resuelve el problema del blindaje de señales electromagnéticas;
• la no conductividad de la electricidad hace que la estructura sea segura y esté protegida de la acción de las corrientes parásitas.

Podemos decir que el refuerzo exterior de fibra de vidrio no se diferencia mucho del metal, excepto quizás en el color. Pero el tejido de varillas compuestas es diferente, ya que para conectar correctamente marcos no metálicos se utilizan abrazaderas de plástico en forma de abrazaderas especiales, y no soldadura o alambre de acero.

Entre los aspectos negativos del refuerzo compuesto se pueden destacar:

• resistencia al calor insatisfactoria, significativamente inferior a la de sus homólogos metálicos, lo que causa problemas en caso de incendio;
• resistencia a la fractura insuficiente;
• bajo módulo de elasticidad, que no permite el uso de varillas en estructuras curvas debido a la difícil fijación del refuerzo en la posición deseada, y en losas de piso y rejas de cimientos TISE, debido a la fácil flexión del material, lo que obliga al concreto a trabajar en tensión.

Debe tenerse en cuenta que el refuerzo de fibra de vidrio es inferior a sus homólogos compuestos de carbono y basalto en varios aspectos, pero la aplicación de una capa de arena lo hace más resistente y al mismo tiempo más caro.

Cálculo de metraje y colocación de refuerzo compuesto.

Es posible evitar un gasto excesivo de material para cimentaciones de listones, TISE, columnas y losas realizando el cálculo correcto. Para una estructura de losa, es necesario conocer el largo y ancho del sitio, lo que determinará el tamaño de las varillas. Conociendo su paso en sentido transversal y longitudinal, se puede calcular el número de armaduras nervadas, pero hay que tener en cuenta que las rejillas de la losa deben ubicarse en las zonas inferior y superior. Multiplicando los indicadores, se obtiene la longitud total del refuerzo de trabajo. Las varillas lisas se instalan verticalmente. Su altura depende de la altura de la losa y su número depende del número de celdas del marco.

Para una base de tira hecha de refuerzo de fibra de vidrio, los cálculos se realizan de manera similar. En este caso, se permite tejer las varillas en un sitio separado y luego colocar los marcos espaciales terminados en el encofrado preparado. Para una base de tira, las varillas de trabajo colocadas a lo largo deben tener necesariamente una superficie nervada.

En cimentaciones columnares y pilotes TISE, el refuerzo principal se ubica verticalmente. Según los cálculos, pueden contener de dos a cuatro varillas nervadas uniformemente espaciadas. Su longitud es la suma de la profundidad de la cimentación del pozo perforado para TISE, o la altura de la columna, y el tamaño de las liberaciones que sirven de interfaz con las estructuras aguas arriba. En cuanto a la base de listones, la longitud de las varillas se multiplica por su número y se obtiene la longitud total del refuerzo de trabajo.

El número de barras transversales depende de su paso y el tamaño depende del diámetro de la columna o del pozo. Una vez determinada su longitud total en una sola estructura, se aumenta la cifra con el número de puntos de hormigonado y se determina la longitud requerida del refuerzo de fibra de vidrio instalado horizontalmente en pilotes y pilares. Los marcos se preparan en un área especialmente designada para esto. Los elementos se cortan a medida y se unen con abrazaderas de plástico. Los marcos terminados se bajan a los pozos y luego se vierten con hormigón.

Si el proyecto prevé un soporte adicional de la rejilla en el suelo, entonces las varillas metálicas del marco se pueden reemplazar con refuerzo de fibra de vidrio.

El diseño de los cimientos TISE, que se han vuelto populares debido a su simple tecnología, versatilidad y velocidad de construcción, prevé la instalación de una rejilla sobre el suelo. En relación con esta característica, la instalación de refuerzo compuesto debe confirmarse mediante cálculos cuidadosos. De lo contrario, solo se utilizan varillas de metal para fabricar el marco.

El progreso tecnológico invade inexorablemente todo tipo de esferas de la vida moderna. No podía ignorar el ámbito de los materiales de construcción. Cada año, el mercado se repone con nuevos desarrollos que permiten facilitar y simplificar el proceso de construcción. Es gracias a las nuevas tecnologías que hoy es posible sentar las bases del refuerzo de fibra de vidrio como base para edificios de poca altura. Este tipo de estructura de construcción, que apareció en el mercado no hace mucho tiempo, ya ha logrado desplazar significativamente a los habituales y populares productos de hierro y acero. ¿Cuáles son las principales ventajas de la fibra de vidrio? ¿Cuál es su alcance?

Características comparativas de los materiales.

El mismo nombre de este material contiene su característica principal. Está hecho de hilos de plástico o vidrio, firmemente soldados entre sí para formar varillas homogéneas con una estructura superficial lisa o ondulada y una sección transversal circular. La estructura ondulada contribuye a una mejor adherencia al hormigón y se obtiene envolviendo varillas lisas con fibra de vidrio.

Los productos con una superficie corrugada son los más afectados por la estructura que se está construyendo, mientras que los lisos sirven para conectar partes individuales del marco. A diferencia de los productos metálicos habituales, los materiales de nueva generación tienen una serie de características gracias a las cuales el refuerzo de fibra de vidrio para cimientos de tiras ocupa firmemente la palma en el mercado de materiales de construcción.

Las principales diferencias entre la fibra de vidrio y el metal incluyen:

Determinación de la cantidad de material consumido.

El cálculo del refuerzo de fibra de vidrio para los cimientos de un edificio está influenciado principalmente por el tipo de estructura y sus dimensiones. Para edificios de poca altura, se recomienda utilizar refuerzo nervado con un diámetro de no más de diez milímetros. Al calcular, se debe tener en cuenta que la base de la base de la tira es un marco de dos niveles y el paso de las celdas no debe exceder los cincuenta centímetros. Sus dimensiones afectan el número total de juntas de la estructura. El consumo de material también depende de la presencia de muros principales de carga en el edificio, ya que cada uno de ellos requiere el vertido de una base con un marco de dos niveles.

En los casos en que se planea verter los cimientos con sus propias manos, sin la participación de profesionales, es muy importante realizar el cálculo correcto de la cantidad de material de construcción. Se puede producir de acuerdo con el algoritmo siguiente.

Cálculo del tamaño del marco longitudinal.

1. En primer lugar, es necesario determinar el perímetro de la estructura, en función de sus dimensiones, luego agregar al valor obtenido el tamaño total de las paredes principales previstas por el proyecto. Si, como ejemplo, tomamos un edificio de cuatro metros de largo y cinco metros de ancho, y al mismo tiempo tiene un muro de carga de cuatro metros de largo, el resultado del cálculo será el siguiente: 4 * 2 + 5 * 2 + 4 \u003d 22 metros.
2. Dada la necesidad de utilizar un marco de dos niveles, que consta de cuatro varillas paralelas, es decir, dos en cada nivel, es necesario aumentar cuatro veces la longitud total resultante del refuerzo. El resultado será: 22 * ​​​​4 = 88 metros.
3. Dado que la fibra de vidrio no está sujeta a soldadura y la unión de las partes del marco se superpone, es necesario dejar un metro adicional por cada esquina del edificio. Para hacer esto, multiplique el número de paredes externas y principales del edificio por uno, y luego por el número de varillas, es decir, por cuatro. En el ejemplo tomado, el cálculo se verá así: (4 + 1) * 1 * 4 = 20 metros.
4. La suma del valor de la longitud total de los muros y los volúmenes adicionales para unir dará el valor deseado: 88 + 20 = 108 metros.

Sin embargo, los cálculos no terminan ahí. A continuación, debe calcular la cantidad de material de construcción necesaria para conectar las varillas del marco en una sola estructura. Para estos fines, son bastante adecuadas varillas lisas con un diámetro de sección transversal de aproximadamente 8 milímetros. Son significativamente más baratos que los acanalados y hacen un excelente trabajo conectando funciones.

Cálculo del tamaño de las conexiones cruzadas.

1. Dado que la tecnología de vertido de cimientos requiere que el paso entre los anillos de conexión no exceda el medio metro, es necesario determinar la cantidad de celdas requeridas. Para hacer esto, divida el tamaño total de la base por cincuenta centímetros. En este ejemplo, el resultado será: 88:0,5=44 celdas. Esto significa que será necesario instalar 44 anillos conectores.
2. Para calcular el consumo de materiales de construcción para un arnés, es necesario determinar su perímetro, según los parámetros estándar de 50 por 25 centímetros. El perímetro será igual a: 0,5 * 2 + 0,25 * 2 = 1,5 metros.
3. La cantidad de material necesario para los anillos de conexión se puede calcular multiplicando el perímetro por el número de anillos. El valor deseado será el siguiente: 1,5 * 44 = 66 metros.
4. Teniendo en cuenta que durante los trabajos de instalación a menudo se producen diversos desperdicios como resultado del corte, es razonable agregar un cierto porcentaje del stock al número requerido, de cinco a diez unidades. El resultado es el valor deseado del orden de setenta metros.

Cálculo del número de sujetadores.

Por último, es necesario determinar el número de sujetadores de plástico para unir los anillos transversales y las barras de refuerzo longitudinales. Para ello, el número de anillos de conexión debe multiplicarse por el número de puntos de acoplamiento. Resulta: 44 * 4 = 176 sujetadores.

En total, reforzar la base de la tira con refuerzo de fibra de vidrio del edificio del ejemplo anterior requerirá la compra de:

• 108 metros de refuerzo corrugado con un diámetro de 10 milímetros;
• 70 metros de refuerzo liso de 8 milímetros de diámetro;
• 176 sujetadores de plástico para acoplar el marco.

A pesar de la aparente complejidad del cálculo anterior, cualquier no profesional es bastante capaz de hacerlo por sí solo.

Procedimiento de instalación de cimientos

A pesar de las diferencias en las características y posibilidades de uso de acero y fibra de vidrio, las instrucciones de instalación de la base siguen siendo idénticas. Las etapas de trabajo son de carácter general y no varían según el tipo de material utilizado.

1. En primer lugar, es necesario construir un encofrado de madera del tamaño correspondiente al proyecto del edificio.
2. Después de preparar la base para la futura base, es necesario ensamblar el marco con refuerzo de fibra de vidrio. Para hacer esto, las varillas deben estar conectadas de forma segura entre sí mediante abrazaderas de alambre o de plástico, respetando el paso de celda requerido por las normas. Dado que, a diferencia de los productos de acero, el refuerzo de fibra de vidrio no se puede fijar estáticamente mediante soldadura, se debe prestar especial atención al haz de varillas; la susceptibilidad de la base al desplazamiento depende de la resistencia del marco. Dado que las varillas de fibra de vidrio prácticamente no se doblan, se pueden usar esquinas especiales del mismo polímero en las juntas de las paredes del futuro edificio.
3. Una vez finalizado el montaje del marco, el encofrado se vierte con hormigón. Calcular el volumen de la solución es bastante sencillo. El perímetro de la base debe multiplicarse por su alto y ancho. Después del vertido, la continuación del trabajo solo es posible después del endurecimiento final del concreto, lo que ocurrirá no antes de dos o tres semanas.

El uso en la construcción de productos hechos de materiales de nueva generación, que pueden atribuirse con seguridad a la fibra de vidrio, debido a su ligereza, resistencia, confiabilidad y durabilidad, permite reducir significativamente el costo del trabajo y mejorar su calidad.

Recientemente, ha aparecido en el mercado de materiales de construcción un número cada vez mayor de nuevos productos con los que un no profesional no puede lidiar. Una de esas nuevas tecnologías es el uso de refuerzo de fibra de vidrio. Los fabricantes posicionan su producto como barras de refuerzo, lo que tiene muchas ventajas sobre las varillas de acero habituales, pero ¿es realmente así?

Los materiales compuestos son todo un grupo de barras de refuerzo que se diferencian por el tipo de materia prima. El compuesto debe su nombre a que contiene varios elementos. El primero son fibras de varios tipos de materias primas, el segundo es un polímero (resina) termoestable o termoplástico. Una vez que el aglutinante se endurece, se obtienen varillas fuertes.

Según el origen de las fibras se distinguen varios tipos de refuerzo:

• fibra de vidrio;
• compuesto de basalto;
• compuesto de carbono;
• compuesto de aramida;
• combinado, que consta principalmente de un tipo de fibra, pero que tiene inclusiones a lo largo de toda su longitud de otro tipo.

El uso más común del refuerzo de fibra de vidrio se discutirá más adelante. La estructura del refuerzo de fibra de vidrio es similar a la estructura de la madera. De la misma forma, a lo largo de la varilla se ubican fibras que, gracias al aglutinante, forman un todo único.

Ventajas de la aplicación

El refuerzo con dicho material tiene las siguientes ventajas:

• La posibilidad de enrollar el material en bobinas facilita enormemente su transporte y reduce el coste de la autoconstrucción: el refuerzo se puede entregar en sus propios vehículos.
• El peso ligero de los productos facilita el trabajo con sus propias manos. No es necesario utilizar una gran cantidad de mano de obra ni equipos de elevación. En comparación, la densidad del acero es de 7850 kg por metro cúbico, mientras que un metro cúbico de material compuesto tiene una masa de 1900 kg. De aquí se puede calcular que la masa del refuerzo de fibra de vidrio es 4,13 veces menor que la del acero.
• Resistencia a la corrosión. El principal problema de las barras de acero es que son propensas a oxidarse. La fibra de vidrio no teme al agua ni a diversos ambientes agresivos. El refuerzo con material compuesto es muy adecuado para el hormigón con la adición de varios modificadores (anticongelantes, etc.).
• Además, las ventajas incluyen el hecho de que la fibra de vidrio no conduce bien el calor ni la electricidad. Las estructuras de hormigón no proporcionan el aislamiento térmico necesario del edificio, por lo que siempre cuentan con una capa de aislamiento que evita la pérdida de calor. A este respecto, la baja conductividad térmica del compuesto no juega un papel importante. La no conductividad de la electricidad ofrece algunas ventajas. Pero a veces, en estructuras de hormigón armado, se proporcionan varillas para dispositivos de conexión a tierra o protección contra rayos. Cuando se utiliza refuerzo de fibra de vidrio, tales medidas son imposibles.

Defectos y mitos

El material es bastante nuevo, por lo que no se comprende del todo. El uso de este tipo de varillas en la construcción en masa imposibilita que no exista un marco normativo para su cálculo. Para fibra de vidrio, solo existe GOST 31938-2012. Este es un documento regulatorio reciente y único. GOST proporciona requisitos técnicos para el material, pero no brinda recomendaciones para el cálculo, los fabricantes solo dan valores aproximados de las varillas de acero correspondientes.

El refuerzo compuesto tiene las siguientes desventajas:

• La imposibilidad de doblar: el material se puede doblar solo en fábrica de acuerdo con esquemas preestablecidos;
• La imposibilidad de utilizar soldadura. Por lo general, la soldadura se utiliza en marcos grandes, en la construcción de viviendas privadas, el refuerzo se teje con mayor frecuencia.
• Inestabilidad a las altas temperaturas. El acero comienza a perder sus propiedades cuando se calienta a 600 grados centígrados. En el caso de un composite, la pérdida de capacidad portante se produce mucho antes. Y esto significa que en caso de incendio, los suelos y vigas de hormigón colapsarán más rápido.

Además de las deficiencias, hay puntos dudosos que conviene tener en cuenta.

Características de diseño

El cálculo de elementos de hormigón armado se realiza según la empresa conjunta "Estructuras de hormigón y hormigón armado" para 2 grupos de estados límite (LSS).

• 1 GPS: cálculo por capacidad de carga. Compruebe si el elemento puede soportar la carga que se le aplica. El cálculo se realiza teniendo en cuenta la resistencia del material.
• 2 HPS - cálculo de rigidez. Tiene en cuenta la deformación y la magnitud de la apertura de fisuras en estructuras de hormigón armado. El cálculo se realiza teniendo en cuenta el módulo de elasticidad del material.

En un elemento de hormigón armado, la carga de compresión la asume el hormigón, y la función de la armadura es evitar la destrucción bajo la acción de las deformaciones. Los fabricantes de composites afirman tener características de alta resistencia (Rs), pero no dicen nada sobre el módulo elástico (Es). Es este valor el que determina la deformabilidad de la estructura.

La deformabilidad se puede calcular dividiendo la resistencia por el módulo de elasticidad. Para armadura de acero A400, Rs = 360 MPa, Es = 200.000 MPa, de aquí obtenemos una deformabilidad igual a 0,0018 o 0,18%. Para refuerzo de fibra de vidrio Rs = 1000 MPa, Es = 50000 MPa. La deformabilidad es del 0,02 o 2%. Aquellos. Para 1 metro de estructura, el refuerzo compuesto se puede estirar hasta 2 cm frente a 0,18 cm para el acero; imagine qué grietas se formarán en la estructura. El refuerzo está diseñado para evitar grietas y estiramientos. El composite hace frente a esta función 10 veces peor que el acero.

Esta cualidad es especialmente importante al reforzar losas de piso y varias vigas. En este caso, las deformaciones son muy grandes, por lo que el refuerzo de dichos elementos con un material compuesto es imposible.

Cuando se utiliza en estructuras con pretensado, su pérdida con el tiempo para el acero es del 20-30% (cuánto se pierde la rigidez de la estructura). Para el refuerzo de fibra de vidrio, este valor puede alcanzar el 80-90% en 5-10 años, porque es un material orgánico. Es decir, desaparece todo el objetivo del pretensado.

Tenga en cuenta que ningún fabricante de hormigón pretensado (losas, vigas) utiliza refuerzo compuesto. No existen documentos reglamentarios para ello (SP, SNiP), por lo que es imposible calcular cómo se comportará.

En base a esto, las garantías de los fabricantes sobre la alta resistencia del material son ciertas, pero no solo la resistencia afecta el funcionamiento normal de la estructura. En términos de deformabilidad, la fibra de vidrio es significativamente inferior al acero.

Reducir el peso de la estructura.

Una pequeña masa de material reduce significativamente la intensidad del trabajo, pero las varillas no pueden proporcionar una reducción significativa en el peso de toda la estructura, que se utiliza para reducir la carga sobre la base.

Se dan valores numéricos para justificación:

1. La carga sobre la cimentación de una losa de 6 m por 1,5 my un espesor de 0,2 m de hormigón armado es igual a la suma de la masa de hormigón y armadura. El porcentaje de refuerzo es del 3%. El volumen de hormigón = 6 * 1,5 * 0,3 = 2,7 m³. Multiplicando este volumen por el porcentaje de armadura, obtenemos el volumen de acero = 2,7 * 0,03 = 0,081 m³. Masa de hormigón = 2,7m³ * 2000 kg/m³ = 5400 kg. Masa de acero = 0,081 m³ * 7850 kg / m3 = 636 kg. Masa total de la placa = 6036 kg.
2. Para la misma losa se proporciona refuerzo con fibra de vidrio. El volumen del hormigón, la armadura no cambia, la masa del hormigón también. Peso de la barra = 0,081 m³ * 1900 kg/m³ = 154 kg. La masa de la placa es 5400 kg + 154 kg = 5554 kg.

De los cálculos anteriores se desprende que la masa total del elemento difiere en menos de 500 kg. Con una masa de placa de más de 5000 kg, este no es un valor muy grande. Por tanto, el uso de refuerzo de fibra de vidrio para reducir la carga sobre la cimentación no está justificado económicamente, ya que el compuesto es más caro.

Durabilidad

Puede confiar en la palabra de los fabricantes de refuerzo compuesto de que la vida útil del refuerzo compuesto es de 80 años. Pero dos hechos hacen que sus palabras sean dudosas:

• El acero ha sido utilizado por el hombre durante muchos años, hay mucha información al respecto, es posible determinar con bastante precisión su vida útil en determinadas condiciones. Las varillas compuestas son un material nuevo. No hay información sobre su funcionamiento durante un largo período, concretamente certificado 80 años.
• Las varillas compuestas son un material orgánico. Con el tiempo, los enlaces poliméricos en cualquier sustancia orgánica se rompen, el llamado proceso de "envejecimiento" de la materia orgánica, lo que conduce a una pérdida de las propiedades del material, a veces a su destrucción (por ejemplo, el caucho se vuelve rígido y comienza a agrietarse después de un cierto tiempo). .

Posibles aplicaciones

El párrafo anterior pinta todo en colores negros. Pero al leerlo, no te olvides de las ventajas del material. Por sus propiedades físicas, este tipo de refuerzo será una buena solución para:

• Refuerzo de mampostería. En los morteros de mampostería se utilizan a menudo anticongelantes y otros aditivos agresivos que tienen un efecto negativo sobre los productos de acero. La fibra de vidrio no teme a tales modificadores.
• Refuerzo de la base de la tira. La colocación de refuerzo en una base de cinta a menudo es de naturaleza constructiva (sin cálculo), por lo que el refuerzo de fibra de vidrio, liviano y resistente al ataque químico, puede ser adecuado, pero debe usarse con cuidado, especialmente para edificios masivos y cimientos en suelos problemáticos (alta nivel freático, levantamientos, hundimientos del suelo, etc.).
• Refuerzo de la calzada. El refuerzo no se destruye por el contacto con el suelo.

Recuerde que no existe documentación reglamentaria para el refuerzo compuesto (SP, SNiP), por lo que ningún diseñador podrá calcular correctamente la estructura con dicho refuerzo. No se puede hablar del uso de este refuerzo en cimientos de losas y rejas, porque. las cargas de tracción pueden ser grandes.

Refuerzo de cimentación en tiras

La cimentación en tiras, según la sección, puede ser de dos tipos:

• rectangular;
• en forma de t.

En la estructura en forma de T de la base de tira, la pared funciona solo en compresión y el refuerzo se coloca en ella sin cálculo. La suela al mismo tiempo percibe la curvatura y se calcula. La fibra de vidrio se puede colocar en la pared, pero en la suela, con precaución. Es adecuado sólo para cargas pequeñas.

Con una sección rectangular de la base de listones, se pueden utilizar varillas compuestas. Esto se debe al hecho de que este diseño funciona principalmente en compresión. La armadura horizontal de trabajo (diámetro y número de varillas) se determina a partir de un porcentaje de armadura igual, como se indicó anteriormente, al 2-3%. Las abrazaderas para edificios pequeños se seleccionan en función de los requisitos de diseño del documento “Refuerzo de elementos de edificios monolíticos de hormigón armado. Guía de Diseño”, además muestra los diámetros mínimos de la armadura de trabajo. Este documento proporciona requisitos para varillas de acero, no existen estándares para compuestos, por lo que el desarrollador puede usarlo bajo su propia responsabilidad y riesgo.

Con base en lo anterior, podemos concluir que el refuerzo de fibra de vidrio es un material que aún no ha sido completamente estudiado. Su uso hoy en día sólo es posible para refuerzo constructivo, pero este material no debe utilizarse como refuerzo de trabajo. El material compuesto no es especialmente adecuado para reforzar vigas, techos y rejas, es decir, donde hay grandes momentos de flexión y torsión.

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