Utilizzo del rinforzo composito in fibra di vetro per la fondazione

Sezioni dell’articolo

• Punti di forza e di debolezza dell’armatura composita
• Vantaggi nel contesto della fondazione
• Calcolo del rinforzo composito
• Regole per lavorare con il materiale
• Lavoro a maglia di strutture spaziali di rinforzo

I costruttori competenti comprendono quanto sia importante introdurre nuove tecnologie e materiali nella loro pratica. Il mondo conosce il rinforzo composito da molto tempo, ma la sua produzione e applicazione in serie sono decollate solo pochi anni fa. Ti parleremo delle caratteristiche di lavorare con il rinforzo in fibra di vetro usando l’esempio di una fondazione.

Punti di forza e di debolezza dell’armatura composita

Non aspettarti che nessun materiale da costruzione sia un’offerta unica e unificata. Tuttavia, l’applicazione corretta in conformità con le condizioni operative può ottenere risultati davvero eccezionali. Lo stesso vale per il rinforzo composito: utilizzando le sue qualità positive e livellando quelle negative, è possibile garantire un funzionamento a lungo termine a costi del materiale inferiori.

Il vantaggio principale del rinforzo in polimero vetro è il suo limite intrinseco elevato di effetto distruttivo – quasi 2,5 volte superiore a quello dell’acciaio. Il rinforzo composito è molto più efficace nell’esecuzione di lavori sulla compensazione delle forze di trazione in una massa di calcestruzzo rispetto all’acciaio. Soprattutto se si considera che durante la produzione, le aste di plastica possono essere dotate di una trama superficiale che contribuisce all’adesione più efficace alla massa del calcestruzzo..

Un altro vantaggio evidente è l’altissima resistenza agli ambienti aggressivi. Le strutture in calcestruzzo permanentemente in condizioni di elevata umidità o esposte a soluzioni saline, in caso di rinforzo con materiali compositi, hanno una durata molto più lunga. Non dobbiamo dimenticare le manifestazioni dell’elettrolisi: le proprietà dielettriche della plastica possono essere sia un valore positivo che negativo..

Non senza una mosca nell’unguento: il rinforzo in fibra di vetro perde irreversibilmente le sue proprietà quando riscaldato. Questo ci costringe a riconsiderare la fattibilità della sua applicazione dal punto di vista della sicurezza antincendio. Quando riscaldato a 150-200 ° C, il rinforzo perde le sue proprietà di resistenza, ma se i polimeri termoindurenti sono stati usati come legante, il rinforzo perde irreversibilmente la sua forza.

Un altro svantaggio del rinforzo composito è il suo basso modulo di elasticità, cioè la bassa resistenza alla flessione. Per questo motivo, nelle strutture a impatto concentrato, è necessario posare il rinforzo in fibra di vetro in quantità fino a 4 volte superiore al contenuto standard della sezione rispetto al rinforzo in acciaio.

Vantaggi nel contesto della fondazione

La flessibilità del rinforzo polimerico ne consente il trasporto in bobine, pertanto la lunghezza di un singolo elemento è praticamente illimitata. Insieme al peso ridotto del materiale (3-4 volte inferiore a quello dell’acciaio), tutte le altre proprietà forniscono consegne economiche senza l’uso di veicoli lunghi, nonché un’elevata facilità d’uso.

Le fondamenta non sono esposte a fiamme libere e alte temperature in un incendio, motivo per cui una bassa resistenza termica non rappresenta uno svantaggio significativo. L’elevata flessibilità del rinforzo può essere importante solo quando si lavora in strutture con nodi a impatto concentrato, ad esempio quando si costruiscono grigliate. Tuttavia, è possibile ripristinare la resistenza del calcestruzzo ai carichi flettenti posando una quantità relativamente piccola di rinforzo in acciaio o semplicemente aumentando il numero di pile.

Molto più importante per le basi è la resistenza alla corrosione della fibra di vetro. Non è così importante nella successiva idrofobizzazione e impermeabilizzazione del calcestruzzo, tuttavia, la suscettibilità alla rottura delle fondamenta della striscia a causa di un aumento del volume del metallo corrosivo può essere ignorata nel caso dell’uso del rinforzo polimerico. La vetroresina è ottimale per la costruzione di fondazioni galleggianti in aree senza drenaggio e con un alto contenuto di composti chimicamente attivi nell’acqua superiore. Anche in condizioni normali, l’uso del rinforzo in fibra di vetro consente di ridurre lo strato protettivo del calcestruzzo a un minimo di 15-20 mm, consentendo in tal modo di spostare il rinforzo nella zona di massimo assorbimento del carico effettivo.

Calcolo del rinforzo composito

Se i metodi per il calcolo dell’armatura in acciaio sono ben controllati dalla maggior parte dei costruttori, la progettazione di basi con rinforzo in fibra di vetro è ancora considerata un argomento insufficientemente trattato. La ragione di ciò sono le diverse proprietà fisiche e meccaniche del rinforzo, che non sono ancora state prese in considerazione nella maggior parte dei codici di costruzione esistenti. Il metodo più semplice per il calcolo dell’armatura composita è il metodo di sostituzione a parità di resistenza, in cui le barre d’acciaio vengono sostituite da quelle in plastica rinforzata con vetro con una riduzione delle dimensioni di due valori (cioè 8 mm invece di 12 mm o 14 mm invece di 18 mm). Tuttavia, si consiglia di eseguire da zero il calcolo di basi complesse secondo lo schema generale, in modo da non perdere di vista la differenza significativa nel valore del modulo elastico.

La prima parte del calcolo della fondazione contiene la determinazione degli effetti sulla base dell’edificio e viene eseguita come per le strutture in cemento armato. La seconda parte inizia con la determinazione delle dimensioni trasversali sufficienti degli elementi strutturali in cemento e qui si possono osservare le prime differenze. Poiché la resistenza alla trazione del rinforzo in fibra di vetro è maggiore e lo strato protettivo è minimo, l’area della sezione trasversale sufficiente è inferiore del 25-30% rispetto al minimo standard per un prodotto in cemento armato con una sezione trasversale uguale degli elementi di rinforzo. Ciò non si applica alla determinazione della larghezza del piano inferiore della fondazione, che è sempre determinata dai carichi effettivi e dalla capacità di supporto del terreno. Pertanto, quando si rinforza con rinforzo composito, è utile prestare attenzione alle basi di sezioni complesse..

La fase successiva è la scelta di un sostituto equivalente per il rinforzo in acciaio, che consiste nel preservare non solo la resistenza, ma anche tutte le altre proprietà fisiche e meccaniche. La sfumatura principale è che il rinforzo in fibra di vetro subisce un allungamento lineare 3-4 volte maggiore prima che cessi di resistere all’effetto distruttivo. Ciò significa che la sezione trasversale totale degli elementi di rinforzo nella zona di carico a trazione deve essere corrispondentemente più alta rispetto a quando si utilizza l’armatura in acciaio. Il vantaggio dell’uso del rinforzo in fibra di vetro in questo caso è espresso solo da elevate tolleranze per l’apertura di crepe: per il rinforzo polimerico, il contatto con l’aria o l’umidità non è critico, ma l’effetto delle forze di gelo sul calcestruzzo non deve essere trascurato. La tendenza generale è la seguente: i risultati del risparmio sul volume della miscela di calcestruzzo dovrebbero essere diretti al rafforzamento del rinforzo composito nelle aree designate.

Regole per lavorare con il materiale

Le differenze nel lavoro con il rinforzo polimerico risiedono non solo nel metodo di calcolo, ma anche nei metodi di lavorazione del materiale. In particolare:

1. Il taglio dell’armatura in fibra di vetro deve essere eseguito con una torcia a caldo o un tronchese. Segare il rinforzo polimerico con qualsiasi mezzo porta alla formazione di chip microscopici dannosi.
2. La flessione del rinforzo è consentita solo durante la produzione di elementi di rinforzo strutturali. Viene eseguito riscaldando la sezione piegata a 100-120 ° C usando un asciugacapelli elettrico, seguito da un raffreddamento naturale dopo che il prodotto ha preso la forma richiesta.
3. Quando si ripone il rinforzo composito, proteggerlo dalla luce solare diretta e dalle alte temperature..
4. Quando si svolge il rinforzo, si dovrebbe tener conto della sua elevata elasticità. Per alleviare lo stress nelle curve, l’estremità dell’armatura deve essere temporaneamente fissata al corpo della bobina con una catena lunga un metro. Se la bobina viene fornita senza bobina, è necessario collegare anelli a 2-3 fili alla bobina prima di tagliare le clip per evitare lo slittamento delle aste..

Lavoro a maglia di strutture spaziali di rinforzo

Il processo di assemblaggio di un telaio di rinforzo in polimero di vetro è fondamentalmente diverso dal metallo legante. La radice della maggior parte delle differenze è la lunghezza praticamente illimitata delle aste: raramente viene utilizzato un fascio parallelo di aste. Per questo motivo, il telaio per l’intero prodotto è molto più conveniente da lavorare a posto, quindi scaricarlo nella cassaforma. Ciò è anche facilitato dal peso ridotto e dalla resistenza alla corrosione: per la sicurezza del rinforzo in fibra di vetro, è sufficiente coprirlo dalla luce solare..

La preparazione delle parti del telaio, come nel caso delle barre di acciaio, dovrebbe essere effettuata prima del montaggio, cioè tutto il lavoro viene eseguito principalmente con il metodo di produzione. I dati delle file agli angoli e alle giunzioni devono essere eseguiti con mirini viscosi e, se necessario, aumentare la modanatura mediante rilegatura parallela con una sovrapposizione di almeno 20 diametri. Il mirino viene lavorato a maglia intrecciando ciascuna delle aste perpendicolari con un anello che unisce il rinforzo. Per la legatura parallela, vengono installate 3-5 cinghie in 2 giri. A tale scopo è possibile utilizzare sia fascette in nylon che nastro in PET con conseguente restringimento del calore..

Se è necessario includere ancoraggi di forma complessa nel rinforzo, essi sono piegati dal metallo o vengono utilizzati prodotti piegati in fabbrica in quei giunti della struttura in cui il rinforzo in fibra di vetro può fare il suo lavoro. In questo caso, è necessario aumentare lo spessore dello strato protettivo nel luogo di installazione di elementi in acciaio ed eseguire un mucchio di materiali diversi con filo polimerico.

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