Queste invenzioni possono includere in sicurezza la creazione di un nuovo materiale da costruzione chiamato calcestruzzo fibrorinforzato. Il calcestruzzo è stato senza dubbio il materiale da costruzione più popolare negli ultimi 300 anni. È inferiore nelle sue caratteristiche fisiche ai materiali da costruzione naturali, ma vince in termini di facilità d’uso e prezzo. I costruttori hanno sempre cercato di aumentarne la durata riducendo al contempo i costi.
Il calcestruzzo in cantiere non è stato semplicemente versato nella cassaforma, sono stati pre-rinforzati con barre di metallo. Il cemento armato, che unisce le qualità della pietra e del metallo, è diventato molto più forte.
Ma gli inventori ricordarono un metodo più semplice per rinforzare i materiali da costruzione che fu usato dagli egiziani. Per rafforzare i mattoni, è stata aggiunta alla composizione paglia o persino crine. Il mattone divenne più forte, non si spezzò quando era asciutto ed era più leggero.
Gli inventori iniziarono a sperimentare materiali diversi e nel 1874 l’inventore inglese A. Berard registrò una miscela di materiali diversi come additivo al calcestruzzo. Nel 1918, in Francia, X. Alfsen dal 1918 iniziò a utilizzare il metodo di rinforzo del calcestruzzo con acciaio o trascinamenti di legno, e 25 anni dopo in Inghilterra il primo calcestruzzo fibrorinforzato fu sviluppato e versato nell’edificio..
Le straordinarie proprietà positive del calcestruzzo fibrorinforzato sono l’elevata resistenza all’urto, elevata resistenza al taglio e alla trazione, elevata resistenza al gelo e resistenza all’acqua. Questo li distinguerà in un gruppo separato di materiali strutturali con proprietà fisiche molto preziose e una struttura originale caratteristica solo di essi..
Il calcestruzzo fibroso si ottiene introducendo nella miscela di cemento una fibra di rinforzo (dalla fibra inglese) tagliata o sotto forma di una rete. Il materiale per il rinforzo del calcestruzzo viene utilizzato in modo diverso e il nome e la classificazione del calcestruzzo fibrorinforzato dipendono da esso.
Classificazione del calcestruzzo fibrorinforzato per materiale fibroso, resistenza e popolarità:
- Fibra metallica (principalmente acciaio).
- Fibra di vetro.
- Fibra di fibre sintetiche.
- Fibra realizzata con materiali naturali (basalto, amianto).
- Fibra mista.
Dal nome della fibra utilizzata per il rinforzo del calcestruzzo deriva il nome del calcestruzzo fibrorinforzato (calcestruzzo in fibra di acciaio, calcestruzzo in fibra di vetro, ecc.). Le fibre nella composizione del calcestruzzo fibrorinforzato vengono posizionate in modo casuale e vengono introdotte in vari modi: miscelazione tradizionale, irrorazione, “premiscelazione”. Per ottenere una disposizione direzionale delle fibre nel calcestruzzo fibrorinforzato quando si utilizza la fibra d’acciaio, viene utilizzato un magnete e la fibra realizzata con materiali artificiali viene posata sotto forma di una maglia o fili.
Ogni tipo di fibra utilizza la propria tecnologia per la produzione di calcestruzzo fibrorinforzato. La produzione di miscele di calcestruzzo in fibra di acciaio viene spesso effettuata in betoniere standard. Per una distribuzione uniforme delle fibre nel volume del calcestruzzo in fibra di acciaio, vengono aggiunti i plastificanti, le fibre vengono dosate e il volume del lotto viene ridotto del 25-30%.
La miscela viene posata nel solito modo usando strumenti standard. Questo metodo viene anche utilizzato per introdurre la fibra nella miscela di calcestruzzo a base di materiali naturali..
Il calcestruzzo in fibra di vetro e il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre sintetiche sono prodotti tecnologicamente mediante spruzzatura (spray pneumatico) e premiscelazione. Il primo metodo viene utilizzato direttamente in cantiere. La spruzzatura viene eseguita sotto pressione utilizzando attrezzature speciali attraverso una pistola a spruzzo. In questo caso, la malta cementizia a grana fine e la fibra tritata vengono alimentate contemporaneamente e vengono miscelate in una pistola a spruzzo. Quando si applica la soluzione a spruzzo, è possibile l’elaborazione in una sola fase di grandi aree.
Nelle fabbriche viene spesso utilizzato il metodo di premiscelazione o preparazione preliminare di una miscela di calcestruzzo fibrorinforzato. All’inizio del ciclo tecnologico, la fibra tritata viene aggiunta alla miscela di calcestruzzo a grana fine, seguita dalla miscelazione. Una struttura dell’edificio è realizzata dalla soluzione premiscelata risultante con vari metodi (compattazione delle vibrazioni, stampaggio a rullo, pressatura a rullo, estrusione, ecc.).
Le fibre più comunemente utilizzate nella produzione di calcestruzzo fibrorinforzato sono l’acciaio e la fibra di vetro. Il cemento fibrorinforzato a base di acciaio e fibra di vetro soddisfa tutti i severi requisiti del settore edile. Il cemento fibrorinforzato a base di materiali sintetici e naturali è leggermente inferiore a loro in termini di resistenza, durata e facilità d’uso.
Sono richiesti requisiti più elevati in termini di resistenza delle fibre allo stress fisico, durata, resistenza agli effetti della miscela di calcestruzzo e prodotti chimici e, di conseguenza, durata del funzionamento. Pertanto, quando si crea calcestruzzo rinforzato con fibra di acciaio, vengono utilizzati tipi di acciaio prevalentemente antiruggine e vengono utilizzati tipi di fibra di vetro resistente agli alcali “Cem-Phil” (Inghilterra), “Erfib” (Giappone), SC-6 (Russia) per creare cemento armato in fibra di vetro..
Tenendo conto delle proprietà fisiche di alcuni calcestruzzo fibrorinforzato, le aree di applicazione in cantiere sono leggermente diverse. Il calcestruzzo fibrorinforzato viene utilizzato maggiormente negli impianti industriali in condizioni operative difficili. Il calcestruzzo in fibra di acciaio viene utilizzato per la produzione di strutture industriali resistenti alle vibrazioni – pavimenti, traversine ferroviarie, lastre per la costruzione di campi di aviazione e strade, ponti. Data l’elevata resistenza, vengono utilizzati attivamente nella costruzione di strutture antideflagranti e antieffrazione – banche, strutture di difesa. Per la costruzione di impianti di irrigazione – canali, dighe di drenaggio, serbatoi per acqua e altri liquidi.
Il calcestruzzo in fibra di vetro è più utilizzato nell’ingegneria civile e nella costruzione di progetti di costruzione che non richiedono una resistenza speciale. È flessibile, facile da usare e ha un aspetto estetico eccellente quando vengono aggiunti coloranti. Varie strutture decorative, pannelli per facciate in pietra naturale, elementi volumetrici e curvilinei di qualsiasi forma per il restauro di edifici storici sono realizzati in calcestruzzo con fibra di vetro. Possono sostituire i materiali di copertura tradizionali (ardesia, piastrelle in ceramica), ma a differenza di loro, è resistente e leggero.
Il calcestruzzo in fibra di vetro viene utilizzato nella costruzione di aree ricreative con la costruzione di fontane, piscine e la costruzione di piccole forme architettoniche (panchine, aiuole, balaustre, ecc.). Nell’edilizia industriale, viene utilizzato come cassaforma permanente, soprattutto negli impianti idraulici e nelle industrie chimiche. I sistemi di irrigazione leggeri e i sistemi di drenaggio sono realizzati in GRC, nonché durante la creazione di rivestimenti impermeabilizzanti per edifici.
Di recente, hanno iniziato a utilizzare le tecnologie per la costruzione di blocchi di cottage. I pannelli in cemento armato con fibra di vetro (pannello GRC) con strutture ad incastro sono fabbricati in fabbrica con il loro successivo assemblaggio in loco. Considerando la leggerezza del materiale e la facilità di assemblaggio, il lavoro può essere eseguito da una piccola squadra di costruttori senza l’uso di attrezzature da costruzione pesanti. L’uso di coloranti e varie forme di decorazione nella creazione di lastre di blocchi di fibra di vetro ti consente di costruire splendide case dal design individuale.
Il calcestruzzo fibroso a base di fibre di polipropilene ha un campo di applicazione limitato, poiché le fibre hanno caratteristiche meccaniche e di rinforzo inferiori rispetto all’acciaio e alla fibra di vetro. Viene utilizzato principalmente per il getto di pavimenti nella costruzione di progetti di costruzione industriale e civile..
In alcuni casi, per ottenere speciali indicatori tecnici, vengono utilizzate contemporaneamente fibre di vari materiali. Di recente hanno iniziato a realizzare rinforzi in fibra di calcestruzzo espanso. Il risultato è un materiale composito più duraturo che conserva le qualità positive del calcestruzzo espanso: peso ridotto e bassa conduttività termica.
I materiali esotici vengono anche utilizzati per il rinforzo del calcestruzzo: juta, sisal, cellulosa, nylon e altre fibre. La ricerca continua per un materiale migliore dell’acciaio o della fibra di vetro e, dato lo sviluppo dell’industria chimica, verrà trovata.
Un dettaglio dovrebbe essere notato che spaventa i potenziali clienti. Il calcestruzzo in fibra di vetro ha un costo più elevato (fino a 3 volte) per 1 metro cubo rispetto al calcestruzzo convenzionale. Questo non deve essere spaventato, dati gli indicatori di alta qualità del cemento armato in fibra di vetro, la quantità totale per il lavoro è inferiore, con una pari capacità portante con prodotti in calcestruzzo a pareti spesse. Inoltre, i costi di trasporto e l’uso di attrezzature di sollevamento leggero sono ridotti a causa del peso ridotto dei prodotti.
L’uso attivo del calcestruzzo fibrorinforzato in cantiere consente di erigere rapidamente edifici moderni eleganti e durevoli con costi finanziari inferiori.
La tecnologia del cemento fibrorinforzato è davvero un’opzione conveniente nel lungo periodo? Quali sono i vantaggi di questo materiale rispetto al cemento tradizionale?
La tecnologia del cemento fibrorinforzato è sicuramente un’opzione conveniente nel lungo periodo. Questo materiale offre numerosi vantaggi rispetto al cemento tradizionale. Innanzitutto, la presenza di fibre conferisce al cemento una maggiore resistenza meccanica, riducendo il rischio di cricche e rotture. Inoltre, il cemento fibrorinforzato è meno soggetto all’usura causata dalle sollecitazioni esterne come la temperatura e l’umidità. Questo ne consente una maggiore durata nel tempo e una minore necessità di manutenzione e riparazioni. Infine, il cemento fibrorinforzato è anche più leggero rispetto al cemento tradizionale, facilitando il trasporto e l’installazione. Tutto ciò fa sì che questo materiale rappresenti una scelta conveniente sia in termini di costi di manutenzione nel tempo che di resistenza strutturale.
Cemento fibrorinforzato: davvero si possono ottenere risparmi considerevoli nel corso dei secoli? Quali sono i vantaggi di questa tecnologia rispetto al cemento tradizionale?