Quali sono i vantaggi del cemento fibrorinforzato?

Il calcestruzzo è una parte indispensabile di qualsiasi progetto di costruzione, sia che si tratti di costruire strade, di fondare una residenza privata o di una centrale elettrica. Questo perché il calcestruzzo è molto resistente, ma può essere influenzato dal congelamento e dallo scongelamento del terreno sottostante, provocandone lo spostamento, o dalle radici degli alberi che crescono verso l'alto e spingono contro di esso, il che può causare crepe. Questo può rappresentare un grosso problema nei progetti di costruzione poiché le crepe possono comportare riparazioni costose e potenziali disastri. La soluzione a questo problema è introdurre il cemento armato.

Qual è il significato del cemento armato?

Quando il calcestruzzo contiene nella miscela fibre adeguate per aumentarne la tenacità e la duttilità, è considerato rinforzato. A differenza del calcestruzzo non rinforzato, che può rompersi quando si frattura o si rompe, il calcestruzzo fibrorinforzato manterrà la sua integrità strutturale poiché le fibre tengono insieme le crepe.

Vantaggi del calcestruzzo fibrorinforzato

Maggiore resistenza alla trazione rispetto al cemento non armato.

Maggiore durabilità del calcestruzzo.

Ridotta propagazione delle cricche e maggiore resistenza agli urti.

Migliore resistenza ai cicli di gelo-disgelo.

Maggiore resistenza alla fatica.

Svantaggi del calcestruzzo fibrorinforzato

L'acqua piovana può esporre le fibre.

L'orientamento casuale delle fibre nel calcestruzzo può portare a rinforzi non uniformi e di scarsa qualità.

Il costo del cemento fibrorinforzato è dal 10% al 15% superiore rispetto al cemento non rinforzato.

Tipi di fibre utilizzate nel cemento armato

Diversi tipi di fibre sono utilizzati nel cemento armato. Le descrizioni dei tipi più comuni sono le seguenti:

1. Fibre di cellulosa

Queste fibre sono costituite da esteri o eteri di cellulosa derivati ​​da foglie di piante, legno, corteccia o altri materiali vegetali. Le proprietà meccaniche di queste fibre possono essere modificate introducendo diverse proporzioni di lignina ed emicellulosa. Le fibre di cellulosa vengono utilizzate principalmente come rinforzo nei materiali compositi e come filtri chimici nell'industria tessile.

2. Fibre naturali

Questo tipo di fibra è efficiente ed economica. È altamente raccomandato per la sua disponibilità locale e la facilità di approvvigionamento. Le fibre naturali possono essere ottenute da fonti minerali, animali o vegetali e trasformate in tessuti non tessuti. L’uso delle fibre nell’edilizia non è uno sviluppo nuovo poiché crine e paglia sono stati utilizzati per produrre intonaco e mattoni.

3. Fibre di carbonio

Queste fibre sono composte principalmente da atomi di carbonio con diametri variabili da 5 a 10 micrometri. I vantaggi dell’utilizzo delle fibre di carbonio includono:

• Bassa dilatazione termica.
• Elevata resistenza chimica.
• Tolleranza alle alte temperature.
• Rigidità, leggerezza ed elevata resistenza alla trazione.

4. Fibre di poliestere

Le fibre di poliestere sono preferite per magazzini, pavimenti industriali, marciapiedi e prodotti prefabbricati. Se miscelate con il calcestruzzo, le macrofibre e le microfibre di poliestere possono garantire l'integrità strutturale, la tenacità e prevenire le crepe da ritiro plastico.

5. Fibre di vetro

Le fibre di vetro condividono molte caratteristiche e proprietà meccaniche con altre fibre come le fibre di carbonio e le fibre polimeriche. Se utilizzate nei compositi, le fibre di vetro mostrano meno fragilità ma minore rigidità rispetto alle fibre di carbonio. Pertanto, le fibre di vetro vengono utilizzate come rinforzi in molti prodotti polimerici, un esempio sono le plastiche rinforzate con fibra di vetro.

6. Fibre di polipropilene

Le fibre di polipropilene (PP) vengono utilizzate nel calcestruzzo perché resistono al ritiro da essiccazione e al ritiro plastico. Queste fibre aiutano a ridurre il sanguinamento nel calcestruzzo e ad abbassarne significativamente la permeabilità. Le fibre di polipropilene sono materiali sintetici, bianchi e resistenti con buone proprietà isolanti ed elevata resistenza ai solventi organici, agli acidi e agli alcali.

7. Fibre d'acciaio

L'aggiunta di una quantità adeguata di fibre di acciaio al calcestruzzo può alterarne significativamente le proprietà fisiche. L'inclusione di fibre di acciaio nella miscela migliora notevolmente la durabilità, la resistenza alle crepe, la resistenza alla flessione e la tenacità del calcestruzzo.