El hormigón reforzado con fibra de vidrio ( GFRC ) es un tipo de hormigón reforzado con fibra . El producto también se conoce como hormigón armado con fibra de vidrio o GRC en inglés británico . [1] Los hormigones de fibra de vidrio se utilizan principalmente en paneles de fachadas exteriores de edificios y como hormigón prefabricado arquitectónico. Materiales algo similares son los revestimientos de fibrocemento y los tableros de cemento .
La cerámica GRC (hormigón reforzado con fibra de vidrio) consiste en fibra de vidrio de alta resistencia resistente a los álcalis incrustada en una matriz de hormigón y cerámica. [1] De esta forma, tanto las fibras como la matriz conservan sus identidades físicas y químicas, al tiempo que ofrecen una combinación sinérgica de propiedades que no se puede lograr con ninguno de los componentes actuando solo. En general, las fibras son los principales elementos portadores de carga, mientras que la matriz circundante las mantiene en las ubicaciones y orientación deseadas, actuando como un medio de transferencia de carga entre las fibras y protegiéndolas del daño ambiental . Las fibras proporcionan refuerzo a la matriz y otras funciones útiles en materiales compuestos reforzados con fibras. Las fibras de vidrio se pueden incorporar a una matriz en longitudes continuas o discontinuas (cortadas).
La durabilidad era pobre con el tipo original de fibras de vidrio ya que la alcalinidad del cemento reacciona con su sílice. En la década de 1970 se comercializaron fibras de vidrio resistentes a los álcalis. [2] La resistencia a los álcalis se logra añadiendo circonio al vidrio. Cuanto mayor sea el contenido de circonio, mejor será la resistencia al ataque de los álcalis. Las fibras de vidrio AR deben tener un contenido de circonio superior al 16% para cumplir con las especificaciones reconocidas internacionalmente (EN, ASTM, PCI, GRCA, etc.).
Una aplicación ampliamente utilizada para el hormigón reforzado con fibras es el laminado estructural , que se obtiene adhiriendo y consolidando finas capas de fibras y matriz hasta obtener el espesor deseado. La orientación de las fibras en cada capa, así como la secuencia de apilamiento de varias capas, se pueden controlar para generar una amplia gama de propiedades físicas y mecánicas para el laminado compuesto. El GFRC fundido sin estructura de acero se usa comúnmente para aplicaciones puramente decorativas, como molduras de ventanas, columnas decorativas, frisos exteriores o paneles de pared similares a la piedra caliza .
El diseño de paneles de hormigón armado con fibra de vidrio utiliza el conocimiento de sus propiedades básicas bajo fuerzas de tracción , compresión, flexión y corte, junto con estimaciones del comportamiento bajo efectos de carga secundaria como fluencia, respuesta térmica y movimiento de humedad.
Existen varias diferencias entre el metal estructural y los compuestos reforzados con fibra. Por ejemplo, los metales en general exhiben fluencia y deformación plástica , mientras que la mayoría de los compuestos reforzados con fibras son elásticos en sus características de tensión-deformación. Sin embargo, la naturaleza diferente de estos materiales proporciona mecanismos para la absorción de alta energía a escala microscópica comparable al proceso de fluencia. Dependiendo del tipo y la gravedad de las cargas externas, un laminado compuesto puede presentar un deterioro gradual de sus propiedades, pero normalmente no falla de manera catastrófica. Los mecanismos de desarrollo y crecimiento de daños en estructuras metálicas y compuestas también son bastante diferentes. Otras características importantes de muchos compuestos reforzados con fibras son su comportamiento anticorrosivo , su alta capacidad de amortiguación y sus bajos coeficientes de expansión térmica.
Los paneles arquitectónicos de hormigón armado con fibra de vidrio tienen el aspecto general de los paneles prefabricados de hormigón , pero se diferencian en varios aspectos importantes. Por ejemplo, los paneles GFRC, en promedio, pesan sustancialmente menos que los paneles prefabricados de hormigón debido a su espesor reducido. Su bajo peso reduce las cargas superpuestas sobre los componentes estructurales del edificio, haciendo que la construcción de la estructura del edificio sea más económica.
Un panel sándwich es un compuesto de tres o más materiales unidos entre sí para formar un panel estructural. Aprovecha la resistencia al corte de un material central de baja densidad y las altas resistencias a la compresión y a la tracción del revestimiento de GFRC para obtener altas relaciones resistencia-peso.
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La teoría de los paneles sándwich y las funciones de los componentes individuales se pueden describir haciendo una analogía con una viga en I. El núcleo de un panel sándwich es comparable al alma de una viga en I, que soporta las alas y les permite actuar como una unidad. El alma de la viga I y el núcleo de los paneles sándwich soportan los esfuerzos cortantes de la viga. El núcleo de un panel sándwich se diferencia del alma de una viga en I en que mantiene un soporte continuo para los revestimientos , lo que permite que los revestimientos se trabajen hasta o por encima de su límite elástico sin doblarse ni pandearse. Evidentemente, las uniones entre el núcleo y los paramentos deben ser capaces de transmitir cargas de corte entre estos dos componentes, haciendo así de toda la estructura una unidad integral.
La capacidad de carga de un panel sándwich se puede aumentar drásticamente introduciendo una estructura de acero liviana . Los marcos de vigas de acero livianos son similares a los marcos de vigas de acero convencionales para paredes, excepto que el marco está revestido en un producto de concreto. Aquí, los lados de la estructura de acero se cubren con dos o más capas de GFRC, según el tipo y la magnitud de las cargas externas. El GFRC, fuerte y rígido, proporciona soporte lateral completo en ambos lados de los montantes, evitando que se tuerzan y doblen lateralmente. El panel resultante es liviano en comparación con el hormigón armado tradicional, pero es fuerte, duradero y puede manipularse fácilmente.
Propiedades de los materiales GFRC
Propiedades de resistencia típicas del GRC
GFRC es increíblemente versátil y tiene una gran cantidad de casos de uso debido a su resistencia, peso y diseño. El lugar más común donde verá este material es en la industria de la construcción. [ cita necesaria ] Se utiliza en casos muy exigentes, como revestimientos arquitectónicos que cuelgan varios pisos por encima de las aceras [3] o incluso más para estética, como muebles de interior como mesas de centro GFRC, GRC Jali y mamparas Elevation. [4] El hormigón armado con fibra de vidrio no sólo reduce el coste del hormigón sino que también mejora su resistencia. [5]
Las mesas de centro de hormigón están de moda. Su aspecto moderno puede ser minimalista y elegante o incluso escultórico. Pueden tener patas de madera elegantemente talladas o ser cubos o cilindros de aspecto más sólido. Pueden ser mesas de centro con formas clásicas o algo inusual. Se pueden personalizar según el tamaño y la forma que desee, por lo que son perfectos para salas de estar de cualquier tamaño o estilo.
6. Pantalla GFRC (GRC Jali) GRC asiático. Revisado el 12 de febrero de 2024. "Especificación técnica de GFRC, Propiedades del material de GRC, Propiedades de resistencia típicas de GRC y usos".