Barra d'armatura in fibra di vetro
Barra pultrusa in vetro S con matrice vinilestere. Non si corrode, non è magnetica e pesa circa un quarto dell'acciaio.
Specifiche in sintesi
FSGR e FSGS sono barre in polimero rinforzato con fibra di vetro, ottenute per pultrusione da roving continuo di vetro S in matrice vinilestere, fornite nervate o lisce in Ø 6–32 mm. La resistenza a trazione di scheda tecnica è 950 MPa e il modulo a trazione 47 GPa, con le caratteristiche a trazione provate secondo ASTM D7205; le barre sono inoltre prodotte e provate secondo GB/T 26743-2011. Con 2,1 g/cm³ la barra pesa circa un quarto dell'acciaio di pari diametro, non corre alcun rischio di corrosione da cloruri, carbonatazione o alcali, e non è né conduttiva né magnetica.
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Models | FSGR (ribbed) / FSGS (smooth) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 / 14 / 16 / 20 / 22 / 25 / 28 / 32 mm |
| Fibre | S-glass continuous roving, min 70% by weight |
| Resin Matrix | Vinyl-ester |
| Tensile Strength | 950 MPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Tensile Elastic Modulus | 47 GPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Elongation at Break | 2.1% (ASTM D7205) |
| Density | 2.1 g/cm³ (about 1/4 of steel) |
| Corrosion | Non-corrosive — immune to chloride, carbonation and alkali attack |
| Electromagnetic | Non-conductive, non-magnetic |
| Packaging | 6 m and 12 m straight bars; bent shapes to order |
| Shelf Life | 2 years from manufacture, stored flat and out of direct sunlight |
Dove si usa
Opere marittime e costiere
Muri di banchina, pontili, dighe foranee e solette in zona di battigia, dove il cloruro raggiunge l'armatura e decide la vita utile della struttura.
Impalcati da ponte e cordoli
Elementi che ogni inverno prendono i sali antigelo. Il sale continua ad arrivare; semplicemente nella barra non c'è nulla da attaccare.
Impianti chimici, di depurazione e dissalazione
Vasche, canali e solette a contatto con acque di processo aggressive, dove il solo copriferro non avrebbe mai protetto l'acciaio per l'intera vita di progetto.
Sale RM, cabine elettriche e fondazioni radar
Posti dove l'acciaio non è ammesso affatto. La barra non è conduttiva né magnetica, quindi non distorce un campo e non porta corrente.
Diaframmi di imbocco galleria (soft eye)
Pareti provvisorie che la fresa TBM deve tagliare per passare. Il GFRP la TBM lo taglia, l'acciaio no: per questo il soft eye si arma con esso.
Opere definitive con lunga vita di progetto
Qualsiasi elemento in cui a limitarne la durata è la corrosione e non la resistenza — e in cui una riparazione futura costerebbe più di quanto costi oggi la barra.
Guida alla scelta
| Modello | Superficie | Da scegliere quando |
|---|---|---|
| FSGR | Nervata — nervature in rilievo lungo la barra | La scelta di default per l'armatura strutturale. Le nervature sviluppano aderenza meccanica con il calcestruzzo per ingranamento, esattamente come fa una barra d'acciaio ad aderenza migliorata. Le forme piegate sono disponibili, sagomate in stabilimento su ordine. |
| FSGS | Liscia — tonda semplice, come esce dalla pultrusione | Quando l'aderenza non è l'azione determinante, o quando serve una superficie tonda pulita per la movimentazione o per un trattamento superficiale applicato in cantiere. Le caratteristiche meccaniche sono identiche a quelle della FSGR. |
| Rispetto alla barra d'acciaio | GFRP (FSGR / FSGS) | Che cosa cambia per voi |
|---|---|---|
| Corrosione | Nessuna — immune a cloruri, carbonatazione e alcali | È tutta qui la ragione per usarla. Dove è la corrosione dell'acciaio a decidere la vita utile — ambiente marino, sali antigelo, acque reflue, dissalazione — quel meccanismo di crisi semplicemente non esiste. |
| Peso | 2,1 g/cm³ contro 7.85 dell'acciaio | Circa un quarto del peso al metro. Meno persone per posarla, trasporto più economico e una barra da 12 m che un solo operaio porta a spalla. |
| Resistenza | 950 MPa a trazione (scheda tecnica) contro 400 MPa di snervamento dell'acciaio | Più del doppio del numero pubblicizzato — ma leggete la tabella di progetto qui sotto prima di usarlo. I coefficienti di normativa se ne prendono una fetta grossa. |
| Rigidezza | 47 GPa contro circa 200 GPa dell'acciaio | È qui che ci si fa cogliere impreparati. Con all'incirca un quarto del modulo dell'acciaio, di solito sono la freccia e l'ampiezza delle fessure a governare il progetto, non la resistenza. |
| Duttilità | Elastica lineare fino a rottura, 2,1% di allungamento — nessun tratto di snervamento | Il GFRP non snerva, quindi le sezioni si progettano normalmente con rottura governata dalla compressione (il calcestruzzo si schiaccia per primo) anziché dalla trazione. Il rapporto d'armatura bilanciato è circa 0.0078 contro 0.0335 dell'acciaio (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). |
| Elettromagnetismo | Non conduttiva, non magnetica | Sale RM, cabine elettriche, fondazioni di radar e antenne, segnalamento ferroviario — posti dove l'acciaio non è ammesso affatto. |
Entrambi i modelli arrivano in barre dritte da 6 m e 12 m; le piegature sono sagomate in stabilimento su ordine perché il GFRP non si piega in cantiere — la resina è già reticolata. La durata di magazzino è di 2 anni dalla produzione, con le barre distese su appoggi piani, sollevate da terra e al riparo dalla luce solare diretta.
I valori di questa pagina sono caratteristiche del materiale prese dalla nostra scheda tecnica, non valori di progetto. Il calcestruzzo armato con GFRP si progetta secondo ACI 440.1R / ACI 440.11 o l'equivalente locale, e la normativa applica riduzioni che la scheda tecnica non mostra — si veda la seconda tabella qui sotto. La TDS lo dice senza giri di parole: i calcoli di progetto devono essere certificati da un ingegnere abilitato indipendente.
Diametri delle barre e valori di progetto
Diametri delle barre e peso di spedizione
| Ø barra (mm) | Area nominale (mm²) | GFRP (kg/m) | Acciaio di pari Ø (kg/m) | Barra da 12 m (kg) | N. barra ASTM più vicino (Ø nominale) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.059 | 0.222 | 0.7 | #2 (6.3 mm) |
| 8 | 50.3 | 0.106 | 0.395 | 1.3 | — |
| 10 | 78.5 | 0.165 | 0.617 | 2.0 | #3 (9.5 mm) |
| 12 | 113.1 | 0.238 | 0.888 | 2.9 | #4 (12.7 mm) |
| 14 | 153.9 | 0.323 | 1.208 | 3.9 | — |
| 16 | 201.1 | 0.422 | 1.578 | 5.1 | #5 (15.9 mm) |
| 20 | 314.2 | 0.660 | 2.466 | 7.9 | #6 (19.1 mm) |
| 22 | 380.1 | 0.798 | 2.984 | 9.6 | #7 (22.2 mm) |
| 25 | 490.9 | 1.031 | 3.853 | 12.4 | #8 (25.4 mm) |
| 28 | 615.8 | 1.293 | 4.834 | 15.5 | #9 (28.7 mm) |
| 32 | 804.2 | 1.689 | 6.313 | 20.3 | #10 (32.3 mm) |
L'area è l'area circolare nominale πd²/4; la massa usa la densità di scheda tecnica 2,1 g/cm³ (acciaio a 7.85 per confronto). Usateli per trasporto e movimentazione, non per il calcolo — la specifica ASTM per le barre GFRP assegna a ciascun numero di barra un'area nominale propria, e l'area di progetto deve venire dal certificato di stabilimento delle barre che ricevete davvero. I numeri di barra ASTM nell'ultima colonna sono la designazione più vicina per diametro nominale; l'area nominale ASTM di quel numero differisce da πd²/4 della nostra barra metrica.
Dal numero di scheda tecnica al numero di progetto (ACI 440.1R-15)
| Fattore ambientale CE | ffu di progetto (MPa) | Limite sotto carico permanente (MPa) | Su una piega a 90°, rb/db = 4 (MPa) | Limite per le staffe a taglio (MPa) | Quota dei 950 dichiarati |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 760 | 152 | 380 | 188 | 80% |
| 0.7 | 665 | 133 | 333 | 188 | 70% |
CE 0.8 vale per calcestruzzo non esposto a terreno e intemperie, CE 0.7 per calcestruzzo esposto (Table 6.2). La resistenza di progetto è ffu = CE × ffu* (Eq. 6.2a), assumendo come ffu* il nostro valore di scheda tecnica di 950 MPa (un valore di scheda tecnica, non un valore garantito per diametro — vedi la nota sul controllo qualità). La tensione permanente sommata a quella di fatica è limitata a 0.20 ffu per la fibra di vetro (Table 7.4.1, coefficiente di sicurezza già incluso). Una piega a 90° conserva 0.50 ffu con rb/db = 4 (Eq. 6.2.1). Le staffe a taglio sono limitate da un tetto di deformazione di 0.004, ffv = 0.004 Ef (Eq. 8.2d).
Leggete insieme le due colonne di destra della seconda tabella: una barra pubblicizzata a 950 MPa è limitata a 133 MPa sotto carico permanente in un elemento esposto una volta applicati i coefficienti di normativa — circa un settimo del numero dichiarato. Non è un difetto del prodotto, è il modo in cui il GFRP viene progettato ovunque, e qualsiasi fornitore che vi sventoli il numero grosso senza questo contesto non vi sta facendo un favore. Il progetto della sezione e le verifiche di freccia e di ampiezza delle fessure spettano al progettista dell'opera.
Posare la barra GFRP in sei passi
Ordinate le piegature insieme alle barre
Il GFRP non si piega in cantiere. La resina è reticolata; forzare una piega fessura la matrice e la barra perde resistenza senza necessariamente sembrare danneggiata. Staffe, ganci e barre piegate sono sagomati in stabilimento, quindi forme e quantità vanno definite in fase d'ordine, non in cantiere.
Stoccatela distesa e all'ombra
Tenete i fasci su appoggi piani, sollevati da terra, protetti da urti e da UV prolungati. La durata di magazzino è di 2 anni dalla produzione, con stoccaggio corretto. Trascinare le barre su una soletta rovina le nervature, e sono le nervature a sviluppare l'aderenza.
Tagliate, mai saldare né scaldare
Tagliate a misura con disco abrasivo o lama a denti fini; indossate occhiali e mascherina antipolvere e seguite la SDS per la manipolazione della polvere di vetro. Le estremità tagliate non hanno bisogno di sigillatura contro la corrosione — nella barra non c'è nulla che si corroda — ma tenetele fuori dalla zona di ancoraggio, dove conta la lunghezza di aderenza piena.
Legate con plastica o filo rivestito
Usate clip di plastica o filo rivestito. Il filo di ferro nudo a contatto con la barra vanifica parte del motivo per cui avete scelto il GFRP, e distanziatori o sedie in acciaio rimettono un percorso di corrosione proprio nella zona di copriferro. Usate supporti in plastica o rinforzati con fibra.
Rispettate copriferro e sovrapposizione
Il GFRP sviluppa aderenza in modo diverso dall'acciaio: le sovrapposizioni sono di regola molto più lunghe, e ACI 440.1R raccomanda lunghezze di ancoraggio nell'intervallo 20–100 diametri di barra a seconda del copriferro e del diametro (Eq. 10.3a). Non riportate per abitudine una lunghezza di sovrapposizione dell'acciaio — prendetela dal calcolo in GFRP della vostra sezione.
Gettate e controllate come sempre
Posa, vibrazione e maturazione sono le stesse del calcestruzzo armato con acciaio. Poiché la barra galleggia — pesa un quarto dell'acciaio — verificate che appoggi e legature tengano davvero la posizione prima e durante il getto.
Domande frequenti
La barra GFRP sostituisce l'acciaio uno a uno?
No, e qualsiasi fornitore che dica il contrario vi sta vendendo un problema. La barra è più resistente dell'acciaio ma circa quattro volte meno rigida, e non ha tratto di snervamento. Questo cambia quale stato limite governa: di solito comandano la freccia e l'ampiezza delle fessure, le sezioni si progettano con rottura governata dalla compressione anziché dalla trazione, e il rapporto d'armatura bilanciato è circa 0.0078 contro 0.0335 dell'acciaio (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). La sezione va riprogettata secondo ACI 440.1R / ACI 440.11 o l'equivalente locale, non semplicemente sostituita.
Perché la resistenza di progetto è così più bassa di 950 MPa?
Perché lo impone la normativa, per ogni barra GFRP di ogni fornitore. La resistenza di progetto è il fattore ambientale moltiplicato per la resistenza garantita (0.8 o 0.7, ACI 440.1R-15 Table 6.2), e la tensione permanente sommata a quella di fatica viene poi limitata a 0.20 di quel valore per la fibra di vetro (Table 7.4.1). In un elemento esposto restano circa 133 MPa. La tabella qui sopra mostra l'aritmetica, così non ve la trovate addosso a progetto avviato.
Si può piegare o tagliare in cantiere?
Tagliare sì, piegare no. La resina è già reticolata, quindi una piega fatta in cantiere fessura la matrice e la barra perde resistenza senza necessariamente sembrare danneggiata. Tutte le pieghe, le staffe e i ganci sono sagomati in stabilimento su ordine — il che significa che la distinta delle barre va chiusa prima della produzione, non aggiustata in cantiere.
Una piega indebolisce la barra?
Sì, e la normativa lo quantifica: la resistenza in corrispondenza della piega è (0.05 × rb/db + 0.3) × ffu, quindi con un raggio di piega pari a quattro diametri di barra la piega porta la metà della resistenza di progetto della barra dritta (ACI 440.1R-15 Eq. 6.2.1). Le pieghe vanno verificate su quel valore ridotto, non sul dato della barra dritta.
Come si comporta in caso d'incendio?
Peggio dell'acciaio, e va valutata per il caso specifico. La matrice vinilestere rammollisce vicino alla sua temperatura di transizione vetrosa, e una volta persa la matrice la barra non riesce più a trasferire tensione alle fibre. Copriferro, tipo di elemento e resistenza al fuoco richiesta decidono se il GFRP sia ammissibile o no — è una valutazione specifica di progetto, fatta dal progettista, non qualcosa a cui risponda una scheda tecnica.
Che differenza c'è tra FSGR e FSGS?
Solo la superficie. La FSGR ha nervature lungo la barra e sviluppa aderenza meccanica con il calcestruzzo per ingranamento delle nervature, come fa una barra d'acciaio ad aderenza migliorata; la FSGS è tonda liscia, come esce dalla pultrusione. Fibra, resina, resistenza, modulo e densità sono identici. Per l'armatura strutturale la barra nervata è la scelta di default.
Secondo quali norme è prodotta e provata?
Le caratteristiche a trazione sono provate secondo ASTM D7205 (metodo di prova delle caratteristiche a trazione di barre composite FRP) e le barre sono prodotte e provate secondo GB/T 26743-2011. Al momento non disponiamo di un fascicolo di qualificazione completo secondo ASTM D7957 (Tg, grado di reticolazione, taglio trasversale, aderenza, assorbimento d'umidità, ritenzione dopo esposizione alcalina); se la vostra specifica richiede la D7957, ditecelo in fase di richiesta e indicheremo chiaramente quali voci possiamo documentare. Il progetto è un'altra cosa: ACI 440.1R-15 è la guida, e ACI 440.11-22 è il primo codice edilizio per GFRP scritto in linguaggio prescrittivo, accanto ad ACI 318.
Avete un benestare di terza parte per il prodotto?
No. Le barre viaggiano con le proprie schede tecniche, con le caratteristiche provate secondo i metodi ASTM sopra citati, più un Mill Test Certificate e un Certificate of Analysis del lotto. Se il vostro capitolato richiede un benestare di terza parte specifico, ditecelo già in fase di richiesta e vi diremo chiaramente se possiamo soddisfarlo.
Documenti & Download
Due schede tecniche, una per superficie
FSGR per la barra nervata e FSGS per la barra liscia. Entrambe riportano la tabella completa delle caratteristiche, con il metodo di prova ASTM accanto a ogni valore.
MTC + COA in ogni spedizione
Ogni lotto viene spedito con un Mill Test Certificate e un Certificate of Analysis. Chiedeteli in fase d'ordine se il vostro capitolato ne richiede l'archiviazione.
Richiedi Preventivo
Inviate diametri, lunghezze e quantità — e le piegature, perché quelle si sagomano in stabilimento. Un tecnico risponde entro un giorno lavorativo con l'offerta, i pesi per il vostro calcolo di trasporto e le schede tecniche. Se la vostra sezione è ancora da progettare in GFRP, ditelo e vi diciamo che cosa servirà al progettista.
