Quando si parla di barre d'armatura universalmente utilizzate in ambito industriale e civile, potreste esservi chiesti quali siano le differenze tra le barre in FRP e la loro controparte in acciaio. Nonostante le evidenti tendenze in vari settori verso l'utilizzo delle barre in FRP, alcune aziende nutrono ancora dubbi e conducono numerose ricerche sulle prospettive, le caratteristiche e le prestazioni delle barre in FRP rispetto a quelle in acciaio.
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Barre d'acciaio e le loro proprietà
L'acciaio è noto per le sue eccellenti qualità, impiegate in diversi settori industriali. Lo svantaggio dell'acciaio è la sua predisposizione all'umidità e, di conseguenza, alla corrosione. Ogni sorta di reazione chimica, come l'ossidazione, finisce per avere un impatto negativo sulle proprietà dell'acciaio. Pertanto, l'impiego delle barre d'armatura in acciaio è limitato in alcuni settori.
Il vantaggio del basso costo iniziale è compensato da costi di trasporto e installazione in loco più elevati, dato il suo peso elevato. A lungo termine, le barre d'armatura in acciaio corrose richiedono una manutenzione costosa e comportano un aumento del carico di trazione su strutture in cemento armato.
Barre di rinforzo in FRP e le sue proprietà
L'FRP, o polimero rinforzato con fibre, ha sostituito l'acciaio in diversi settori. Essendo resistente alla corrosione e a vari processi e reazioni chimiche, l'FRP è diventato il materiale preferito per applicazioni marine e all'aperto.
Vari additivi utilizzati per migliorare alcune proprietà possono aumentare la capacità complessiva di resistenza alla trazione e la resistenza dei prodotti FRP, tra cui barre d'armatura, silos, serbatoi, ecc. La resistenza alla trazione delle barre d'armatura in fibra è 20% superiore rispetto a una barra d'acciaio.
La forza di legame del materiale di rinforzo in fibra è considerevolmente più forte rispetto all'acciaio; questo spiega una migliore resistenza operativa di Barre di rinforzo in GFRP.
La produzione personalizzabile consente di adattare le resine utilizzate per la produzione di barre d'armatura in FRP in modo da soddisfare requisiti specifici di nicchia, ad esempio migliorando la resistenza all'abrasione o alla corrosione.
Barre di rinforzo in FRP vs. barre di rinforzo in acciaio
Un altro vantaggio cruciale del GFRP rispetto all'acciaio è la sua leggerezza. Le barre d'armatura in FRP pesano solo ¼ di quelle in acciaio di dimensioni equivalenti. Pertanto, l'utilizzo di barre d'armatura in FRP riduce i costi di spedizione e installazione.
Un altro fattore importante è la resistenza agli urti. Sotto carichi di lavoro elevati, la fibra di vetro rinforzata con fibra di vetro (FRP) non si deforma in modo permanente perché la matrice polimerica, rinforzata dalle resine, è in grado di distribuire il carico d'impatto, prevenendo danni superficiali. In condizioni simili, in particolare a basse temperature, anche i prodotti in acciaio potrebbero subire deformazioni.
Pur avendo una gamma di applicazioni altrettanto ampia, l'FRP differisce dall'acciaio in termini di conduttività elettrica e termica. L'acciaio è un buon conduttore di elettricità e calore, mentre l'FRP ha una conduttività termica inferiore e una conduttività elettrica nulla. In un ambiente con fluttuazioni termiche, l'FRP mostra proprietà più stabili rispetto all'acciaio, le cui caratteristiche possono variare a causa dell'impatto della temperatura esterna.
| Proprietà | Barre di rinforzo in Frp | tondino d'acciaio |
| Peso | ¼ del peso dell'acciaio | 10 mm, 0,617 kg/m (o 0,188 kg/piede) |
| Forza | 206,5 mPa | 248,2 mpa |
| conduttività elettrica | Non conduttivo | Conduttivo |
| Conduttività termica | Basso | Alto |
| Resistenza alla corrosione | Alto (non influenzato dall'acqua) | Basso (senza il costoso trattamento di zincatura le barre di acciaio sono soggette ad ossidazione) |
| Resistenza ai carichi pesanti | Nessuna deformazione permanente | Può essere deformato permanentemente |
| Costi | Costi di produzione, costi di manutenzione e spese di trasporto inferiori (legati alla leggerezza) | Costi dei materiali inferiori ma costi complessivi di produzione, trasporto, installazione e manutenzione tecnica più elevati |
Industriale e commerciale applicazioni delle barre d'armatura in FRP comprendono gallerie di protezione, ponti, aeroporti, autostrade, stazioni idriche, centri di smaltimento rifiuti, impianti fognari e chimici, nonché tutti i tipi di progetti costieri.
Considerazioni finali
Quando si tratta di scegliere tra barre d'armatura in FRP e barre d'armatura in acciaio, l'FRP vince in molte applicazioni grazie alla sua superiore resistenza termica, alla corrosione e agli agenti chimici. Se a questo si aggiunge un peso notevolmente inferiore che ne facilita il trasporto, riducendo ulteriormente i costi, la scelta appare piuttosto ovvia. Tuttavia, le barre d'armatura in acciaio sono insostituibili con l'FRP nelle applicazioni industriali che richiedono la conduttività elettrica come requisito obbligatorio. Oltre alle applicazioni altamente specializzate, le barre d'armatura in GFRP sono giustamente considerate un'alternativa economica alle barre d'armatura in acciaio.
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