Da quando i polimeri rinforzati con fibre (più comunemente noti come FRP) hanno fatto il loro ingresso sul mercato globale, i loro campi di applicazione sono in continua espansione. Non sono solo le proprietà dei polimeri a essere importanti; diversi fattori cruciali influenzano la domanda di... Prodotti FRPOggigiorno, le barre d'armatura in FRP stanno sostituendo con successo le barre di ferro in molti settori, dall'agricoltura all'industria chimica e farmaceutica, dalle applicazioni biomediche all'ingegneria civile e industriale.
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Rinforzo del calcestruzzo: FRP vs acciaio
Storicamente, il calcestruzzo si è guadagnato la reputazione di uno dei materiali da costruzione più diffusi, soprattutto se rinforzato con barre d'acciaio per compensare la scarsa resistenza a trazione e la fragilità del calcestruzzo in edilizia. A loro volta, le barre di ferro sono relativamente economiche in termini di costi di produzione. Sfortunatamente, in ambienti aggressivi esposti ad acqua e umidità, ruggine e corrosione ne riducono la durabilità complessiva.
Le barre d'armatura composite, resistenti alla corrosione, sono diventate un'affidabile alternativa alle barre d'acciaio nelle strutture in calcestruzzo, come moli e ponti, canali, banchine, piattaforme offshore, ecc. Resistenti a una miriade di sostanze chimiche e al sale stradale, le barre d'armatura in GFRP hanno trovato impiego in ponti e strade, fondazioni e muri di contenimento, impianti di trattamento delle acque reflue e petrolchimici, e così via. Essendo un materiale non conduttivo, il FRP non interferisce con il funzionamento dei dispositivi elettrici e viene utilizzato in strutture militari, torri aeroportuali e strutture mediche dotate di dispositivi per la risonanza magnetica.
Oltre alla durevolezza, alla resistenza a trazione e alla ridotta necessità di manutenzione, l'economicità dei prodotti in FRP trae vantaggio dal loro peso ridotto (circa ¼ di una barra d'acciaio comparabile): più barre d'armatura per camion entro i limiti di carico, meno macchinari per il sollevamento di carichi pesanti e utensili da taglio necessari, meno carico per gli operai edili coinvolti nell'installazione delle barre d'armatura. Un migliore rapporto resistenza a trazione/peso si traduce in una riduzione del peso delle strutture finali, un fattore di vitale importanza in ambienti con scarsa capacità portante.
Benefici scientificamente comprovati
Il recente studio condotto da Ginghis Maranan, Allan Manalo et al. ("Panoramica sull'uso di barre composite come rinforzo in strutture in calcestruzzo geopolimerico") ha dimostrato che le barre composite rappresentano una soluzione più ecologica, durevole ed economica per le applicazioni edilizie. Essendo più leggeri e più resistenti alla corrosione, i prodotti compositi FRP hanno sostituito le barre in acciaio nelle strutture in calcestruzzo in molti settori, in particolare per progetti in ambienti aggressivi, come l'edilizia navale, l'industria chimica e l'ingegneria civile.
Il composito FRP è in grado di quadruplicare il ciclo di vita delle strutture in calcestruzzo rispetto alle costruzioni rinforzate con barre di ferro. Le strutture in calcestruzzo rinforzate con barre metalliche presentano microfessure dovute alla ruggine del metallo e richiedono regolari prove di trazione. Le barre di rinforzo in FRP resistenti alla corrosione utilizzate nelle costruzioni in calcestruzzo possono raddoppiare la durata di vita strutturale rispetto alle tecnologie di costruzione convenzionali basate sul calcestruzzo rinforzato con ferro. In oltre 30 anni di implementazione delle barre di rinforzo composite nelle costruzioni in calcestruzzo, le strutture rinforzate con FRP hanno dimostrato tassi di degrado inferiori (circa 40%), inclusi progetti in ambienti difficili (se esposti a soluzioni alcaline o acide, alte temperature, ecc.), come i canali di drenaggio costieri nella regione MENA e le travi di bordo negli Stati Uniti e in Canada.
Nonostante i costi di produzione iniziali più elevati rispetto alla produzione di barre d'acciaio, i costi del ciclo di vita nelle costruzioni in calcestruzzo sono inferiori, grazie a minori trasporti, minori costi di riparazione e manutenzione e una maggiore durata utile.
Apertura di nuovi orizzonti: barre d'armatura cave
Introdotte sul mercato in Giappone negli anni '80, le barre d'armatura composite si sono affermate a livello globale. La recente introduzione delle barre d'armatura alveolari ha aperto nuovi campi di applicazione nel settore dell'ingegneria civile: climatizzazione per la circolazione di fluidi termoelettrici, trasmissione vocale, cavi in fibra ottica e cavi elettrici protetti, ecc.
Il passo cruciale in espansione della quota di mercato per il tondino composito è la sua inclusione nei codici edilizi emanati dalle autorità di regolamentazione a livello globale. Attualmente, i compositi FRP stanno guadagnando sempre più autorevolezza e fiducia tra le autorità competenti in materia di edilizia, diventando un materiale di uso comune per progetti in diversi settori.
È logico che l'applicazione di barre d'armatura in GFRP (plastica rinforzata con fibra di vetro) nelle costruzioni in calcestruzzo continuerà ad espandersi. La ricerca globale ha dimostrato la sostenibilità della produzione di barre d'armatura in FRP e ha studiato impatto ambientale dei compositi FRPOltre alle straordinarie caratteristiche fisiche e ai vantaggi economici, i prodotti FRP sono sostenibili e rispettosi dell'ambiente: questa qualità non può essere sopravvalutata negli sforzi globali per preservare l'ambiente.