Qué significa ASTM D8505 FRP para los contratistas de concreto

El Comité ASTM D30 anunció una especificación estándar adicional para las barras de refuerzo de polímero reforzado con fibra (FRP). Esto es lo que eso significa para el contratista de concreto y la construcción de concreto.

El 2 de mayo, la ASTM anunció que su comité de materiales compuestos (D30) había desarrollado una "nueva especificación estándar para la última generación de barras de refuerzo de polímero reforzado con fibra (FRP)". Sin embargo, es más un reconocimiento que un nuevo estándar. En otras palabras, una mejor representación del rendimiento de la barra de refuerzo de FRP.

Si esto se lee como si estuviera escrito en círculos, Concrete Contractor se comunicó con Francisco De Caso, PhD, LEED AP para ayudarnos a comprender mejor la situación y lo que significa el nuevo estándar D8505 para el contratista de concreto en la construcción.

El esfuerzo de ASTM se relaciona directamente con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas n.º 6, 9, 11 y 12 sobre agua limpia y saneamiento, industria, ciudades sostenibles y producción/consumo responsable, respectivamente.

Como director asociado del 'Centro para la Integración de Compuestos en Infraestructura (CICI)' de Investigación Colaborativa de Industry University, De Caso es el científico principal y también administra un laboratorio de materiales y estructuras acreditado por ISO 17025 en la Universidad de Miami, donde evalúan y certifican FRP productos En pocas palabras, "estamos en el negocio de implementar y traducir el conocimiento de los compuestos en infraestructura", dice. El CICI de la universidad está parcialmente financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, así como por miembros de la industria. También es copresidente del Comité de Compuestos para Estructuras Civiles de ASTM D30.10 con el Dr. Russell Gentry.

En el anuncio, ASTM describe la norma como "un hito" con décadas de colaboración detrás del esfuerzo a medida que FRP continúa integrándose en la infraestructura de la construcción. Ha pasado mucho tiempo; el proceso de creación de la especificación para la barra de FRP comenzó a mediados de la década de 2000. Esto fue casi al mismo tiempo que De Caso comenzaba su educación de posgrado. Los ingenieros, los propietarios y las empresas participantes habían pedido productos con propiedades más altas.

Desde entonces, más fabricantes de barras de FRP han ingresado a la industria con un producto que puede cumplir o superar los estándares, con la investigación y los datos validados para respaldar las afirmaciones. "Esa es una línea importante que trazar con ASTM", explica De Caso. "ASTM no va a desarrollar una especificación para un prototipo de un producto. [Los estándares] son ​​para productos que están disponibles comercialmente. La participación de fabricantes adicionales trajo voz para impulsar el avance de esta nueva especificación para mejorar las propiedades".

Con la participación y colaboración entre las agencias en Canadá, América del Norte y Europa, ASTM reconoció las tendencias para impulsar las propiedades para que el diseño final y la aplicación de elementos de concreto reforzado puedan cumplir con las especificaciones requeridas/diseñadas.

“El mayor rendimiento especificado para las barras da como resultado una mejora significativa del diseño y la construcción de estructuras de concreto reforzado con barras de FRP no metálicas”, dice De Caso.

Al ver el valor, dice que la norma podría ser útil en toda la cadena de valor de la construcción de hormigón, traduciéndose en un diseño más eficiente y sostenible de estructuras de hormigón. También señala en el anuncio que la especificación contiene contribuciones críticas como la inclusión de barras de FRP de basalto a las barras de FRP de vidrio existentes, así como especificaciones de mayor rendimiento.

Originalmente, el plan era seguir la estructura de la especificación ASTM de barras de refuerzo de acero dulce (que define los grados 60, 80 y 100 en la misma especificación) para incluir una "barra de refuerzo de segundo grado". Sin embargo, hubo un par de problemas que se interpusieron en el camino. El documento ACI 440.1R estaba en proceso de llegar al 440.11, publicado en septiembre de 2022, y muchos de los fundamentos y modelos fundacionales se basaron en el uso de las propiedades o se especificaron en la norma ASTM D7957.

ACI se comunicó con la preocupación de que expandir y colocar otras barras dentro de la misma especificación podría crear confusión dentro del código. Hacerlo habría necesitado lenguaje adicional para excluir ciertas cosas a las que se hace referencia en la especificación y retrasó el proceso de publicación del código de construcción.

Fue en esta esencia que se creó el desarrollo de la especificación.

"En cierto sentido, sigue el mismo formato que el anterior [D7957], con las tres diferencias principales", dice De Caso.

Explica más sobre la tercera diferencia "Esto era necesario por varias razones", dice. "Como cuando aumenta el módulo, el diseño de la sección de concreto reforzado se vuelve significativamente más eficiente. Se vuelve más competitivo con los materiales tradicionales como el concreto reforzado con acero. Y ha habido un impulso de varios DOT para tener productos de refuerzo de FRP con un módulo más alto y, por lo tanto, más alto resistencia para que puedan usarlos en aplicaciones estructurales que, de lo contrario, esos diseños no serían tan factibles".

En pocas palabras, la norma ASTM D8505 no se estableció para la fabricación de una barra de FRP más fuerte, sino que refleja el estado del arte al definir las propiedades mínimas que deben cumplir las barras de FRP con propiedades más altas.

Pero hay una advertencia.

Muchos fabricantes de barras han estado fabricando barras según D7957 pero con una resistencia significativamente mucho mayor que los requisitos mínimos garantizados; D8505 reconoce esto al especificar con mayor precisión ese rendimiento.

El principal aspecto clave ocurre en la etapa de diseño. "En cierto sentido, la ASTM ahora refleja que existe este producto de mayor propiedad", dice De Caso. "Los ingenieros ahora, en lugar de diseñar con el módulo más bajo, ahora pueden diseñar con este módulo de elasticidad más alto".

“Lo que sucede es que [los fabricantes] pondrían un producto con un módulo más alto, pero un ingeniero que está diseñando un proyecto piensa: 'No sé qué barra voy a usar para mi proyecto'. Eso depende del contratista. Entonces, ¿qué módulo uso para el diseño? ¿Cuál es mi módulo de referencia? Cualquiera que sea la especificación que me diga que es el mínimo, lo usaré".

Él continúa.

"Ha habido proyectos que hemos hecho con el DOT de Florida, por ejemplo, en los que volvían y decían 'Vamos a aumentar el módulo mínimo... y luego en el estado de oferta que 'una barra deberá cumplir con ASTM D 7570' excepto que tienen que tener un módulo más alto. En cierto sentido, la ASTM refleja hacia dónde se ha estado moviendo la industria. Y ahora tiene una especificación que reconoce los esfuerzos de todas las partes interesadas".

Afecto podría no ser la mejor palabra aquí, facilitar podría funcionar mejor. Como explica De Caso, en última instancia, el contratista de concreto tendrá que proporcionar los documentos de la oferta y las especificaciones de los materiales. La norma facilitaría el proceso con proyectos especificados con barras FRP no metálicas con definiciones más claras de lo que se necesita.

Los ingenieros pueden diferenciar entre las opciones de módulos y traducir eso en los documentos de la oferta.

"Creo que ayudará", dice De Caso. "Los contratistas que adopten el lado innovador de las cosas podrán reducir la incertidumbre con estas propiedades superiores".

La norma también puede permitir que los contratistas trabajen en proyectos que normalmente requerirían acero con una adición de resistencia a la corrosión, para trabajarlos sin acero. Sin embargo, algunos contratistas que han cambiado del refuerzo de acero al refuerzo con materiales no metálicos no lo están haciendo solo por la resistencia a la corrosión, sino por los ahorros encontrados.

"Se están dando cuenta de que pueden ahorrar entre un 30 % y un 50 % en mano de obra en la construcción de jaulas y la colocación de refuerzos", dice De Caso. Con el peso más ligero de la barra, el trabajo que normalmente requeriría cinco profesionales del oficio podría necesitar solo dos o usar una grúa de menor capacidad. Con una especificación de un grado más alto, un módulo más alto definido desde el principio, el contratista puede aprovechar muchos beneficios en el sitio de construcción.

Para De Caso, la D8505 le brinda al contratista de concreto algunas herramientas adicionales en la cadena de valor de la construcción, mucho más allá de la selección del producto de refuerzo, como redefinir la mezcla de concreto al no usar agentes pasivantes y aditivos o reducir la cobertura (con menos concreto usado). menos dinero se pone). Sin acero, sin corrosión.

En última instancia, el estándar no es la convocatoria de un nuevo FRP. No hay una nueva barra híbrida de repente en el mercado.

"Esto no es nada nuevo. Esto no es innovador. No estamos reinventando la rueda", recuerda De Caso. "Las barras que se reflejan en esta nueva especificación se han utilizado durante la última década y se han producido durante la última década. Lamento sonar aburrido, pero no es nuevo. Es habilitador. Los contratistas inteligentes... comenzarán darse cuenta de que pueden crear valor porque estos materiales permiten todos estos otros aspectos de los que hablamos, lo que en última instancia se suma al resultado final: mejorar la productividad y la eficiencia".