Il calcestruzzo fibrorinforzato è un materiale composito costituito da materiale fibroso che aumenta la sua integrità strutturale. Include miscele di cemento, malta o calcestruzzo e fibre discontinue, discrete e uniformemente disperse adatte. Le fibre sono solitamente usate nel calcestruzzo per controllare le crepe dovute al ritiro plastico e al ritiro da essiccazione. Inoltre riducono la permeabilità del calcestruzzo e quindi riducono il sanguinamento dell’acqua.

Svantaggi del calcestruzzo rinforzato con fibre

• Il calcestruzzo rinforzato con fibre può essere utile dove sono desiderabili un’alta resistenza alla trazione e una riduzione delle fessurazioni o quando non si può mettere un rinforzo convenzionale
• Migliora la resistenza all’impatto del calcestruzzo, limita la crescita delle fessure e porta a una maggiore capacità di deformazione del materiale composito
• Per i progetti industriali, si usano fibre macro-sintetiche per migliorare la durata del calcestruzzo. Realizzate con materiali sintetici, queste fibre sono lunghe e spesse e possono essere usate come sostituto di barre o rinforzi in tessuto
• L’aggiunta di fibre al calcestruzzo ne migliora la resistenza al gelo e al disgelo e aiuta a mantenere il calcestruzzo forte e attraente per lunghi periodi.
• Migliorano la coesione dell’impasto, migliorando la pompabilità sulle lunghe distanze
• Aumentano la resistenza al ritiro plastico durante la stagionatura
• Riducono i requisiti dell’armatura in acciaio
• Controllano strettamente la larghezza delle crepe, migliorando così la durata
• Riducono la segregazione e l’acqua di scarico
• FRC, la tenacità è circa da 10 a 40 volte quella del calcestruzzo normale
• L’aggiunta di fibre aumenta la resistenza alla fatica
• Le fibre aumentano la capacità di taglio delle travi in cemento armato

Diversi tipi di calcestruzzo fibrorinforzato

Le fibre per calcestruzzo sono disponibili in diverse dimensioni e forme. I fattori principali che influenzano le caratteristiche del calcestruzzo fibrorinforzato sono il rapporto acqua-cemento, la percentuale di fibre, il diametro e la lunghezza delle fibre. Di seguito sono riportati diversi tipi di calcestruzzo rinforzato con fibre utilizzati nella costruzione.

Calcestruzzo rinforzato con fibre d’acciaio

La fibra d’acciaio è un rinforzo metallico. Una certa quantità di fibra d’acciaio nel calcestruzzo può causare cambiamenti qualitativi nella proprietà fisica del calcestruzzo. Può aumentare notevolmente la resistenza alla fessurazione, all’impatto, alla fatica e alla flessione, la tenacia, la durata e altro. Per migliorare il comportamento a lungo termine, aumentare la forza, la tenacità e la resistenza allo stress, SFRC viene utilizzato in strutture come pavimentazioni, abitazioni, prefabbricati, ponti, tunnel, pavimentazioni pesanti e miniere. I tipi di fibre d’acciaio sono definiti da ASTM A820: Tipo I: filo trafilato a freddo, Tipo II: lamiera tagliata, Tipo III: estratta per fusione, Tipo IV: tagliata a macchina e Tipo V: filo trafilato a freddo modificato

Calcestruzzo rinforzato con fibre di polipropilene (PFR)

Calcestruzzo rinforzato con fibre di polipropilene è anche conosciuto come polipropene o PP. È una fibra sintetica, trasformata dal propilene, e usata in una varietà di applicazioni. Queste fibre sono di solito utilizzate nel calcestruzzo per controllare le fessurazioni dovute al ritiro plastico e al ritiro da essiccazione. Riducono anche la permeabilità del calcestruzzo e quindi riducono il sanguinamento dell’acqua. La fibra di polipropilene appartiene al gruppo delle poliolefine ed è parzialmente cristallina e non polare. Ha proprietà simili al polietilene, ma è più duro e più resistente al calore. È un materiale bianco robusto con un’alta resistenza chimica. Il polipropilene è prodotto dal gas propilene in presenza di un catalizzatore come il cloruro di titanio. La fibra di polipropilene mostra buone proprietà termoisolanti ed è altamente resistente agli acidi, agli alcali e ai solventi organici.

Calcestruzzo rinforzato con fibre di vetro

Il cemento rinforzato con fibre di vetro è un materiale costituito da numerose fibre di vetro estremamente sottili. La fibra di vetro ha proprietà meccaniche approssimativamente paragonabili a quelle di altre fibre come i polimeri e la fibra di carbonio. Anche se non è rigida come la fibra di carbonio, è molto più economica e significativamente meno fragile quando viene utilizzata nei compositi. Le fibre di vetro sono quindi utilizzate come agente di rinforzo per molti prodotti polimerici; per formare un materiale composito molto forte e relativamente leggero a base di polimeri rinforzati con fibre (FRP) chiamato plastica rinforzata con vetro (GRP), conosciuto anche popolarmente come “fibra di vetro”. Questo materiale contiene poca o nessuna aria o gas, è più denso ed è un isolante termico molto più povero della lana di vetro.

Fibre di poliestere

Le fibre di poliestere sono usate nel cemento rinforzato con fibre per pavimenti industriali e di magazzino, pavimentazioni e rivestimenti e prodotti prefabbricati. Le micro e macro fibre di poliestere sono utilizzate nel calcestruzzo per fornire una resistenza superiore alla formazione di cricche da ritiro plastico rispetto al tessuto metallico saldato e per migliorare rispettivamente la tenacità e la capacità di fornire capacità strutturali se progettate correttamente. Le micro e macro fibre di poliestere sono usate nel calcestruzzo per fornire una resistenza superiore alla formazione di cricche da ritiro plastico rispetto al tessuto metallico saldato e per migliorare la tenacità e la capacità di fornire una capacità strutturale quando progettato correttamente, rispettivamente.

Fibre di carbonio

Le fibre di carbonio sono fibre di circa 5-10 micrometri di diametro e composte principalmente da atomi di carbonio. Le fibre di carbonio hanno diversi vantaggi tra cui l’alta rigidità, l’alta resistenza alla trazione, il basso peso, l’alta resistenza chimica, la tolleranza alle alte temperature e la bassa espansione termica. Le fibre di carbonio sono solitamente combinate con altri materiali per formare un composito. Quando vengono impregnate con una resina plastica e cotte, formano un polimero rinforzato con fibre di carbonio (spesso chiamato fibra di carbonio) che ha un rapporto forza-peso molto alto, ed è estremamente rigido anche se un po’ fragile. Le fibre di carbonio sono anche composte con altri materiali, come la grafite, per formare compositi di carbonio rinforzati, che hanno una tolleranza al calore molto alta.

Fibre macro sintetiche

Le fibre macro sintetiche sono fatte da una miscela di polimeri e sono state originariamente sviluppate per fornire un’alternativa alle fibre di acciaio in alcune applicazioni. Inizialmente, sono state identificate come una potenziale alternativa alle fibre d’acciaio nel calcestruzzo spruzzato, ma una crescente ricerca e sviluppo ha dimostrato che avevano un ruolo da svolgere nella progettazione e costruzione di solette sostenute dal terreno e in una vasta gamma di altre applicazioni. Sono particolarmente adatte a fornire un rinforzo nominale in ambienti aggressivi, come le strutture marine e costiere, poiché non soffrono dei problemi di macchiatura e scagliatura che possono derivare dalla corrosione dell’acciaio. Inoltre, poiché non sono conduttive, sono state usate negli sviluppi di tram e ferrovie leggere.

Fibre microsintetiche

Le fibre microsintetiche forniscono una resistenza superiore alla formazione di cricche da ritiro plastico rispetto al rinforzo con filo saldato, non sono in grado di fornire alcuna resistenza ad ulteriori aperture di fessure causate dal ritiro da essiccazione, dal carico strutturale o da altre forme di stress. Tuttavia, questi prodotti dovrebbero essere regolarmente specificati in qualsiasi tipo di calcestruzzo per migliorare la resistenza alle fessurazioni, la protezione dalle schegge, la durabilità al gelo e al disgelo e per migliorare l’omogeneità del calcestruzzo durante la posa.

Fibre naturali

La fibra naturale è direttamente ottenibile da una fonte animale, vegetale o minerale e convertibile in tessuti non tessuti come feltro o carta o, dopo la filatura in filati, in tessuti. Una fibra naturale può essere ulteriormente definita come un agglomerato di cellule in cui il diametro è trascurabile rispetto alla lunghezza. Anche se la natura abbonda di materiali fibrosi, specialmente i tipi cellulosici come il cotone, il legno, i cereali e la paglia. L’uso di fibre naturali nella fabbricazione del calcestruzzo è raccomandato poiché diversi tipi di queste fibre sono disponibili localmente e sono abbondanti. L’idea di usare queste fibre per migliorare la forza e la durata dei materiali fragili non è nuova; per esempio, la paglia e il crine di cavallo sono usati per fare mattoni e gesso. Le fibre naturali sono adatte a rinforzare il calcestruzzo e sono facilmente disponibili nei paesi in via di sviluppo.

Fibre di cellulosa

Le fibre di cellulosa sono fatte con eteri o esteri di cellulosa, che possono essere ottenuti dalla corteccia, dal legno o dalle foglie delle piante, o da altro materiale vegetale. Oltre alla cellulosa, le fibre possono contenere anche emicellulosa e lignina, con diverse percentuali di questi componenti che alterano le proprietà meccaniche delle fibre. Le principali applicazioni delle fibre di cellulosa sono nell’industria tessile, come filtri chimici, e come compositi rinforzati con fibre, a causa delle loro proprietà simili alle fibre ingegnerizzate, essendo un’altra opzione per biocompositi e compositi polimerici.

Applicazione del cemento rinforzato con fibre

Le applicazioni del cemento rinforzato con fibre dipendono dall’applicatore e dal costruttore nello sfruttare le caratteristiche statiche e dinamiche del materiale. Alcune delle sue aree di applicazione sono.

• Pista di corsa
• Parcheggio aereo
• Pavimentazioni
• Rivestimento di tunnel
• Stabilizzazione di pendii
• Guscio sottile
• Muri
• Tubi
• Banali
• Dighe
• Struttura idraulica
• Ponti sopraelevati
• Strade
• Briglie
• Pavimenti per magazzini

Conclusione

Durevolezza ed esteticapuò aggiungere vantaggi al vostro progetto. Il calcestruzzo fibrorinforzato sta crescendo rapidamente in tutto il settore dell’edilizia da quando gli appaltatori e i proprietari di case hanno iniziato a riconoscere i suoi numerosi vantaggi. Il calcestruzzo rinforzato con fibre sta guadagnando un interesse crescente tra la comunità del calcestruzzo per la riduzione dei tempi di costruzione e dei costi di lavoro. Oltre alle questioni di costo, le questioni di qualità sono di fondamentale importanza per la costruzione e il calcestruzzo rinforzato con fibre soddisfa anche questi requisiti.