Caracterización mediante estudios de durabilidad y adherencia de las barras reforzadas de fibra de vidrio utilizadas como refuerzo en el concreto armado

Abstract

El material que tradicionalmente se ha utilizado como refuerzo en el armado del concreto ha sido el acero, esto por sus notables propiedades físicas y el excelente comportamiento que ofrecen ambos materiales actuando en conjunto, pero es un material muy sensible a los ataques corrosivos que terminan degradandolo rápidamente; así es como a mediado de los ochenta se comienza a trabajar con barras GFRP en la industria de la construcción buscando una alternativa para superar la deficiencia del acero frente los problemas de corrosión y otros fenómenos que disminuyen la vida útil de la estructura por el ataque electroquímico que ejercen sobre el acero. Las barras GFRP son un material compuesto de una matriz de polímero reforzada con fibras de vidrio, el resultado es un tercer material con excelentes propiedades físicas que lo hacen idóneo para el campo de la construcción. Su principal campo de aplicación ha sido en estructuras que deban soportar el ataque constante de agentes corrosivos en las que la utilización del acero traería como consecuencia una reducción en la vida útil de la estructura y elevados costos por mantenimiento. El estudio que se presenta a continuación tiene por objeto la evaluación y caracterización de barras GFRP para ser utilizadas como refuerzo en el concreto armado, mediante pruebas de durabilidad que simulen ambientes altamente corrosivos y ensayos de adherencia que evalúen su interacción con el concreto. Los ensayos de durabilidad aplicados fueron los de exposición en ambientes ácidos y alcalinos durante un período de 40 semanas (10 meses) y ciclos de calor-humedad (5 ciclos). Para simular los ambientes ácidos se utilizaron Ácido Clorhídrico (HCL) al 5% y 10%, Ácido acético (CH3COOH) al 5% y al 20 % y Ácido Sulfúrico (H2SO4) al 5% y 10%; en el caso de los ambientes alcalinos se uso Cloruro de Sodio (NaCL) al 3% y al 10%, Hidróxido de amonio (NH4OH) al 3% y al 10% e Hidróxido de Sodio (NaOH) al 5% y al 20%; se llevó un control de la variación del diámetro, peso y longitud una vez por semana para cuantificar el ataque físico y luego se realizaron pruebas de tracción a cada barra para cuantificar el desgaste en sus propiedades mecánicas. Adicionalmente se realizó el mismo ensayo por un período de 12 semanas (3 meses) a barras de acero de ½” de diámetro para obtener un patrón de comparación entre los materiales bajo las mismas características de exposición. El ensayo de extracción se realizó en tres muestras de barras GFRP de 5/8” de diámetro y tres de ½” de diámetro; el mismo se efectuo según la norma COVENIN 1667-80. Los estudios de durabilidad demostraron la capacidad de las barras GFRP para soportar ataques de agentes corrosivos sin cambiar significativamente sus propiedades físicas, a diferencia de la gran susceptibilidad demostrada por el acero con una exposición más corta ante los mismos agentes. Para el caso del estudio de adherencia, se determinó que las barras GFRP ofrecen una capacidad de adherencia del 60% de los valores característicos del acero.