Refuerzo De Fibra De Carbono: Tecnología Para El Refuerzo De Estructuras De Hormigón Y Vigas, Suelos Y Columnas De Madera

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificación: 2024-01-09 13:16

El fortalecimiento de una estructura es una de las etapas principales (si no la más básica) de cualquier proceso de construcción, que está asociada con la estabilización y un aumento en la resistencia general de la estructura . El refuerzo de estructuras con fibra de carbono es una tecnología que tiene poco más de 20 años y con razón se considera progresiva.

Peculiaridades

Este método simple pero súper efectivo tiene una impresionante lista de ventajas, que se explican por las propiedades del material. Para realizar acciones de refuerzo, no es necesario utilizar equipos especiales con alta capacidad de elevación, ya que la fibra de carbono es liviana. El trabajo en sí se realiza 10 veces más rápido que otras tecnologías. Al mismo tiempo, la fibra de carbono no solo fortalece la estructura, sino que también mejora la capacidad de carga.

La fibra de carbono es poliacrilonitrilo (tratado térmicamente) . Durante el refuerzo, la fibra se impregna con una resina epoxi de dos componentes, después de lo cual se fija a la superficie del propio objeto. La misma resina epoxi demuestra una adhesión muy eficaz al hormigón armado, y cuando se produce una reacción química, la fibra de carbono se convierte en un plástico resistente que es 6 o incluso 7 veces más resistente que el acero.

La fibra de carbono también se valora por el hecho de que no teme a la corrosión, resistente a factores ambientales agresivos … La carga de masa del objeto no aumenta y el amplificador puede funcionar durante 75 años o más.

Requisitos de fibra de carbono:

• las fibras deben ser paralelas;
• para preservar la estructura de los elementos de refuerzo, se utiliza una malla especial de fibra de vidrio;
• La fibra de carbono se produce estrictamente de acuerdo con los requisitos tecnológicos y cumple con los estándares de calidad.

Entre otras propiedades notables del material está la protección de la estructura contra la humedad. La fibra hace un excelente trabajo al crear una capa impermeable densa. Es un material de alta resistencia, cuando se trata de características de tracción, el valor de la fibra de carbono alcanza los 4900 MPa.

También les atrae la sencillez, la velocidad realmente alta del proceso de instalación, es decir, cualquier objeto se puede reforzar en poco tiempo, sin gastar dinero en alquiler de equipos y llamar a un gran número de especialistas. Y estos ahorros en mano de obra, tiempo y recursos económicos hacen de la fibra de carbono un producto de primera en su segmento.

La efectividad de la tecnología de refuerzo de fibra de carbono debe anotarse por separado . Será así si se cumplen varias condiciones: esta es la humedad natural de la estructura, que no interfiere con la posibilidad misma de instalar el material de refuerzo, y la confiabilidad de la fijación, y las propiedades tanto de la fibra como del pegamento que son estables. en términos de parámetros de tiempo.

¿Dónde se aplica?

La principal dirección de aplicación es el refuerzo de estructuras de hormigón armado. La fibra se coloca en las secciones de la estructura que tienen la mayor tensión.

Qué motivos para fortalecer las estructuras de los edificios se pueden distinguir:

• envejecimiento físico del objeto, desgaste real del material y elementos estructurales individuales (forjados, columnas, etc.);
• tal daño a la estructura de hormigón, que ha reducido su capacidad de carga;
• remodelación del local, en el que se realizan ajustes a las unidades estructurales portantes;
• situaciones en las que existe una solicitud para aumentar el número de pisos en los edificios;
• refuerzo de estructuras dictadas por la emergencia y su resolución urgente;
• movimientos de tierra.

Pero la fibra de carbono interactúa muy bien no solo con el hormigón armado. Lo mismo se aplica a las estructuras metálicas que tienen un módulo de resistencia y elasticidad relacionado con la fibra de carbono. También puede trabajar con estructuras de piedra, como pilares, paredes de ladrillo de casas.

Las vigas del piso de madera también deben reforzarse si el estado del sistema de vigas requiere intervención, si la capacidad de carga se reduce obviamente

Es decir, la fibra de carbono es un material excelente y multifuncional para la protección externa de estructuras de hormigón, metal, piedra, madera.

Tecnología de refuerzo

Las recomendaciones son la base teórica de un proceso que no es muy laborioso, pero que aún requiere atención a todos los detalles.

Preparación de la base

Antes de iniciar el refuerzo externo con fibra de carbono, es necesario realizar marcajes estructurales, es decir, es necesario delinear las zonas donde se fijarán los elementos de refuerzo . Las mediciones se realizan junto con la limpieza de la superficie del acabado antiguo, de la lechada de cemento. Para ello, se utiliza una amoladora angular con copa de diamante. Otra opción es una máquina de chorro de arena con agua. Y la limpieza se lleva a cabo hasta el momento en que se encuentra un gran agregado de hormigón.

Todas las acciones anteriores requieren una ejecución muy responsable, ya que el nivel de preparación de la base para el refuerzo incide directamente en el resultado final. El trabajo sobre la eficacia de la amplificación comienza con acciones preparatorias.

A qué debe prestar atención:

• cuáles son las características de la integridad / resistencia del material del objeto a fortalecer;
• si la superficie donde se montará la fibra de carbono es plana;
• cuáles son los indicadores de temperatura y humedad de la superficie, donde se fija el material de refuerzo;
• si hay polvo, suciedad en el lugar de adhesión, si está suficientemente limpio antes de los próximos procedimientos, si una limpieza insuficiente interferirá con la adhesión de la base y la fibra de carbono.

Por supuesto, también se realiza el cálculo del refuerzo de estructuras, sobre cuya base se lleva a cabo el trabajo. Este negocio solo debe ser atendido por especialistas altamente calificados. Por supuesto, cualquier cálculo independiente está plagado de errores imperdonables. Por lo general, estos problemas los resuelven los profesionales de las organizaciones de diseño.

Para calcular el refuerzo de un objeto con fibra de carbono, necesita:

• los resultados de los exámenes y el examen de los propios objetos de amplificación;
• fotografías detalladas de alta calidad de la superficie del objeto;
• explicaciones detalladas.

El cálculo suele tardar de 1 a 5 días laborables, depende de la demanda de especialistas, su empleo, etc.

Preparación de componentes

La propia fibra de carbono se vende en rollos empaquetados en polietileno. Es importante que no entre polvo en el material de refuerzo durante la preparación de la superficie de trabajo . Y lo será, y con mayor frecuencia durante el pulido de hormigón. Si la superficie no está desempolvada, no está protegida de su entrada, el material simplemente no se puede impregnar con la sustancia: el trabajo será defectuoso.

Por lo tanto, antes de abrir la malla / cinta, la superficie de trabajo siempre está cubierta con polietileno, y solo entonces puede comenzar a medir. Para cortar la malla y la cinta de hidrocarburos, debe preparar unas tijeras para metal o un cuchillo de oficina.

Pero la fibra de carbono en forma de láminas se corta con una amoladora angular con una rueda de corte.

Las composiciones de dos componentes sirven como adhesivo, por lo que tendrá que mezclar estos componentes usted mismo en las proporciones adecuadas. Para no alterar estas proporciones, se deben utilizar pesos en el proceso de dosificación. La regla es el hierro, y es esta: los componentes se mezclan suavemente, se combinan gradualmente, la masa se mezcla con un taladro con una boquilla especial. Los errores en este proceso pueden hacer que el adhesivo hierva.

¡Importante! En el mercado de la construcción hoy en día puede encontrar un material adhesivo que se vende en dos cubos . Las proporciones requeridas de los dos componentes ya se han medido, solo deben mezclarse de acuerdo con las instrucciones.

Otra herramienta que se toma en el proceso de preparación de una mezcla es un adhesivo polímero-cemento.

Se vende en bolsitas, se diferencia de la composición anterior en que se diluye con agua según las instrucciones.

Instalación de materiales

La tecnología de instalación depende del tipo de material elegido. La cinta de carbono se puede unir a la base de dos formas: seca o húmeda. Las tecnologías tienen una propiedad común: se aplica una capa adhesiva a la superficie de la base .… Pero con el método seco, la cinta se adhiere a la base y se impregna con adhesivo solo después de enrollar con un rodillo. Con el método húmedo, la misma cinta se impregna inicialmente con un compuesto adhesivo y solo luego se enrolla con un rodillo hasta la base a tratar.

Conclusión: estos métodos difieren en la secuencia del proceso de instalación.

Características de instalación:

Para impregnar la fibra de carbono con adhesivo, se aplica una capa de esta composición sobre la superficie de la fibra, se pasa con un rodillo, logrando lo siguiente: la capa superior del adhesivo penetra profundamente en el material y la inferior aparece afuera.

La cinta de carbón también está pegada en varias capas, pero aún así no debe hacer más de dos. Esto está plagado del hecho de que cuando se fija a la superficie del techo, el material simplemente se deslizará por su propio peso.

Cuando el adhesivo cure, quedará perfectamente liso, lo que significa que prácticamente se eliminará el acabado en el futuro.

Por lo tanto, no es necesario esperar a que se seque, sino que se debe aplicar una capa de arena a la superficie recién tratada.

Cuando se montan láminas de carbono, se aplica un aglutinante no solo al objeto a reforzar, sino también al elemento a montar. Después de la fijación, la laminilla debe enrollarse con una espátula / rodillo.

La malla de carbono se une a una base de hormigón, inicialmente humedecida. Tan pronto como se aplique el adhesivo (manual o mecánicamente), extienda inmediatamente la malla sin esperar a que se seque la composición de adhesión. La malla debe presionar ligeramente sobre el adhesivo. Los expertos prefieren usar una espátula en esta etapa.

Después de eso, debe esperar hasta que la composición se agarre inicialmente. Y puede comprender esto presionando, no debería ser fácil. Si se presiona el dedo con gran esfuerzo, significa que el material se ha agarrotado.

Y esto sirve como señal de que es hora de aplicar la capa de acabado de cemento polimérico.

Recubrimientos protectores

El adhesivo de resina epoxi es inflamable. Bajo exposición ultravioleta, también corre el riesgo de volverse muy frágil. Por lo tanto, es necesario utilizar dichas composiciones con la protección contra incendios proporcionada para los objetos que se van a reforzar.

En general, el fortalecimiento de una estructura con fibra de carbono es una forma progresiva, desde muchos puntos de vista, de una forma económica de fortalecer una estructura y sus elementos .… Los materiales compuestos utilizados para el refuerzo son mucho más ligeros y más delgados que los materiales más convencionales. Además, el refuerzo externo es una técnica moderna versátil. Se utiliza tanto en la etapa de construcción del edificio como durante las reparaciones, durante los trabajos de restauración, es decir, para fortalecer la estructura, en muchos casos ni siquiera es necesario suspender su funcionamiento.

La fibra de carbono refuerza elementos de edificios residenciales e industriales, estructuras arquitectónicas, instalaciones de transporte e hidráulicas e incluso instalaciones nucleares.

Pero quienes creen que el uso de nuevos materiales y tecnologías siempre es más caro que las soluciones tradicionales se equivocan a priori en sus cálculos. La resistencia de las estructuras aumenta significativamente, el edificio no deja de usarse durante la reparación (y esto podría causar pérdidas financieras de un tamaño más grave), tales reparaciones son muy rápidas en el tiempo.

Los expertos estiman que el ahorro de costes ronda el 20%.