Estudio comparativo de barras corrugadas de diferentes materiales para armar hormigón

Abstract

[ES] Con el fin de reducir el actual impacto generado de la actividad de la construcción, la arquitectura progresa hacia una práctica más comprometida con el medioambiente, trae consigo el desarrollo de nuevas técnicas, soluciones y materiales alternativos a los tradicionales. Estas variantes deben presentar no únicamente una visión más sostenible, sino que deben asegurar las mismas condiciones de seguridad, servicio y función. Este estudio se centra en los elementos de refuerzo del hormigón, conocidas las barras corrugadas de acero como producto más utilizado en esta práctica, aparecen diferentes alternativas a ellas, como barras corrugadas de acero inoxidable o barras corrugadas de polímeros reforzados con fibras, como las de vidrio o de basalto. Presentado cada una de ellas diferentes propiedades, el objeto de este estudio recae en su comparación. La comparación de estos cuatro tipos de barras corrugadas para armar hormigón se ha realizado atendiendo a sus comportamientos mecánicos, mediante la ejecución propia de ensayos geométricos, ponderales y a tracción. En estos ensayos se analizan las propiedades mecánicas de cuatro muestras de cada uno de los tipos de barras. Por otro lado, con el fin de comparar su aspecto sostenible, debido a las limitaciones que imposibilitan el análisis del ciclo de vida, se lleva a cabo un análisis de la capacidad de los diferentes materiales para adaptarse a las características propias de los materiales sostenibles. Los resultados obtenidos de ambos análisis muestran que las soluciones de barras de polímeros reforzados presentan ciertas propiedades diferentes frente a las de acero y acero inoxidable. Las barras de polímeros reforzados caracterizadas por su comportamiento elástico-lineal con ausencia de límite elástico presentan unas relaciones de peso/resistencias más pequeñas que el resto, lo que se traduce en mayor capacidad de absorber esfuerzos con pesos menores. Así mismo, desde el punto de vista sostenible, estas presentan una buena durabilidad, pero la falta de desarrollo de técnicas que permitan su reciclaje frena su progreso como alternativa real a los materiales tradicionales.

[EN] With the aim of reducing the current impact caused by the construction activity, the architecture is moving towards to a better practice more committed to the environment. This results in new techniques, solutions and alternative materials that replace the traditional ones. All of these variant must present not only a sustainable vision, but a same result in terms of security, service and usage. This study is mainly based on the strengthening elements of the concrete dam, known as steel rebars. Although these rebars are the most widely used material on these practices, these are not the only ones, stainless steel, fiber reinforced polymers, basalt or the glass ones are different alternatives of rebars usage. When all of these properties are investigated, the reason for the study is to compare them. All of the comparison, among the four types of rebars has been developed attending to the mechanical behavious through the geometric, asjusted and tensile strenght tests. Furthermore, for the purpose of comparing the environmental aspecto due to the limitations that make the analysis of the life cycle a more complex one, an adaption test in order to know the capacity of the eco-friendly materials is practised. The obtained results in both análisis show that the fiber reinforced polymers rebars present different properties in comparison with the steel or the stainless steel ones. Due to the elastic and lineal behaviour of the FRP rebars with their respective absence of yield point present more reduced weigth and resistance than the other alternatives. In the other words, a greater ability to absorb efforts with lower weight. Similarly, within a sustainable perpective, the FRP rebars display good durability, but the lack of developing techniques that allow its reuse slow down its progress as a real solution to the traditional materials.

[CA] Amb la finalitat de reduir l'actual impacte generat de l'activitat de la construcció, l'arquitectura progressa cap a una pràctica més compromesa amb el medi ambient, porta amb si el desenvolupament de noves tècniques, solucions i materials alternatius als tradicionals. Aquestes variants han de presentar no únicament una visió més sostenible, sinó que han d'assegurar les mateixes condicions de seguretat, servei i funció. Aquest estudi se centra en els elements de reforç del formigó, conegudes les barres corrugades d'acer com a producte més utilitzat en aquesta pràctica, apareixen diferents alternatives a elles, com a barres coorugades d'acer inoxidable o barres corrugades de polímers reforçats amb fibres, com les de vidre o de basalt. Presentat cadascuna d'elles diferents propietats, l'objecte d'aquest estudi recau en la seua comparació. La comparació d'aquests quatre tipus de barres corrugades per a armar formigó s'ha realitzat atenent els seus comportaments mecànics, mitjançant l'execució pròpia d'assajos geomètrics, ponderals i a tracció. En aquests assajos s'analitzen les propietats mecàniques de quatre mostres de cadascun dels tipus de barres. D'altra banda, amb la finalitat de comparar el seu aspecte sostenible, a causa de les limitacions que impossibiliten l'anàlisi del cicle de vida, es realitza una anàlisi de la capacitat dels diferents materials per a adaptar-se a les característiques pròpies dels materials sostenibles. Els resultats obtinguts dels anàlisis mostren que les solucions de barres de polímers reforçats presenten unes propietats diferents enfront de les d'acer i acer inoxidable. Les barres de polímers reforçats caracteritzades pel seu comportament elàstic-lineal amb absència de límit elàstic presenten unes relacions de pes/resistència més baixes que la resta, la qual cosa es tradueix en major capacitat d'absorbir esforços amb pesos menors. Així mateix, des del punt de vista sostenible, aquestes presenten una bona durabilitat, però la falta de desenvolupament de tècniques que permeten el seu reciclatge frena el seu progrés com a alternativa real als materials tradicionals.