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Los mercados FRP: Construcción

Dec 24, 2016

En el segmento de construcciones y construcciones aún en desarrollo, la adopción de compuestos ha sido lenta, pero está comenzando a acelerarse, impulsada por algunos cambios reguladores prometedores. Los primeros éxitos en el segmento residencial de esgrima y cubierta siguieron a mediados de los años 2000 (lea más sobre esto en "Composiciones rellenas de madera saltan de la cubierta" en "Selecciones del Editor").

Los esfuerzos laudables por el American Composites Manufacturers Assn. (ACMA, Arlington, Virginia) para modificar el Código Internacional de Construcción ( IBC ) y una creciente conciencia de la sostenibilidad ambiental de los materiales compuestos a través de las herramientas de análisis del ciclo de vida, habían ganado anteriormente a la industria de los compuestos sólo pequeñas ganancias en lo que los arquitectos llaman " Elementos decorativos, como cornisas y columnas y lineales de ventanas, puertas de entrada, claraboyas y paneles de luz representaban un comienzo. Pero los observadores de la industria vieron grandes oportunidades para los materiales compuestos en paneles de pared, cimientos, revestimientos de edificios y techos. En 2014, esa puerta comenzó a abrirse, ya que los arquitectos respondieron al Código Internacional de la Construcción (ICC, Washington, DC) revisado (2009), que ahora incluye el Capítulo 26 del IBC , "Plástico" y la Subsección 12, Reforzado polímero "En CAMX 2015, en Dallas TX, EE.UU., Marcio Sandri, vicepresidente y director general refuerzos de vidrio de Owens Corning Business Solutions (Toledo, OH, EE.UU.) dijo a los asistentes que el mercado de la construcción se consumen 1,45 millones de MT de vidrio reforzado Compósitos anualmente para el año 2018, un crecimiento del 3,6% anual.

Los sistemas de paneles unificados ayudarán a estimular el aumento. Se han convertido en una alternativa popular a la construcción convencional construida con palos en los sobres del edificio, ya que pueden ser prefabricados, fuera del sitio, bajo condiciones de fábrica controladas. Simplifican enormemente la instalación en sitio, disminuyendo la costosa obra en obra y acortando los horarios de construcción. En 2009, la nueva Subsección 12 del IBC aprobó el uso de materiales compuestos reforzados con fibra (FRP) para dichos sistemas. En 2014, el sistema de paneles Fireshield 285 de Kreysler & Associates (American Canyon, CA, EE. UU.) Los hizo prácticos en estructuras de más de 12 metros (cuatro pisos y más alto) con un sistema FRP que podía pasar la certificación NFPA 285 Que se utilizará en lo que actualmente es la instalación de fachada FRP más grande de los Estados Unidos: la expansión del Museo de Arte Moderno de San Francisco (SFMOMA) (véase "Composites arquitectónicos: ascender a nuevos retos" en "Selecciones del editor").

Aunque Fireshield 285 ofreció a SFMOMA la solución menos costosa - supuestamente un 20% menos de soluciones utilizando materiales competidores - y eliminó más de 450.000 kg de estructura secundaria de acero, los paneles FRP de Kreysler todavía requerían el uso de un sistema secundario de panel de aluminio fabricado por fachada de renombre Diseño / construcción de la empresa Enclos (Eagan, MN, EE.UU.). Sin embargo, los muros cortina de aluminio están bajo fuego porque el aluminio altamente conductor irradia el calor del verano en interiores con aire acondicionado y canales que calientan fuera de espacios interiores calientes en tiempo frío, aumentando perceptiblemente costes de energía. Además, el aluminio se produce en un proceso intenso en energía, y esto afecta a la calificación LEED global de un edificio, una certificación de terceros que evalúa la construcción de un edificio y la sostenibilidad operacional. Kreysler, Enclos y los arquitectos Gensler Los Angeles (Los Ángeles, CA, Estados Unidos) encargaron a los equipos de diseño del Laboratorio de Innovación de Materiales de la Universidad Politécnica del Estado de California - San Luis Obispo (California Poly SLO, CA, EE.UU.) Que llevan más de la carga subestructural (véase "El envolvente del edificio: fachadas unificadas de FRP" bajo "Selección del Editor"). La tendencia, desde entonces, es ver que los compuestos cumplan con las exigencias estéticas, de gestión térmica y de carga estructural que se aplican a los revestimientos exteriores de edificios.

Una tendencia paralela, tanto en la construcción de edificios comerciales como residenciales, es reemplazar el aluminio con elementos compuestos en el marco de la ventana y los componentes lineales. Y reemplazar los refuerzos de acero y aluminio ahora insertados en componentes de ventana de vinilo y PVC de gran tamaño existentes. Un defensor de este último es Covestro (antes Bayer MaterialScience, Pittsburgh, PA, EE.UU.), que ha encabezado el trabajo de desarrollo de un puñado de proveedores de materiales y fabricantes de ventanas y puertas que están capitalizando la convergencia de la nueva tecnología de ventanas, International Building Code y la introducción del sistema Energy Star 6.0 de la EPA de los Estados Unidos, un estándar federal de rendimiento energético para sistemas de ventanas.

Esa nueva tecnología cuenta con poliuretano relleno de vidrio, un beneficio clave de la cual es siete veces más eficaz como un aislante térmico en comparación con el aluminio, lo que se traduce en pérdida térmica mucho menos. Un socio, Deceuninck North America (Monroe, MI, EE.UU.), lanzó un nuevo sistema de refuerzo de ventana, INNERGY, incorporando refuerzos de poliuretano reforzados con fibra de vidrio pultruded para insertar en los huecos, ventanas de vinilo de vinilo y perfiles de marco. Los rigidizadores comprenden 80% de fibra de vidrio y 20% de poliuretano y reemplazan los insertos de aluminio convencionales. Después de la habitual inicial de la lentitud de la recepción de un producto de lanzamiento, Deceuninck, un proveedor de sistemas de componentes de ventana para los fabricantes de ventanas, informes de un robusto pick-up en las ventas. En 2015, los envíos de la ventana aumentaron 40-50% con respecto a los volúmenes de 2014 ", y la compañía espera tasas de crecimiento similares durante los próximos años. El director de mercado de Covestro, Paul Platte El 60% de los edificios comerciales en los Estados Unidos son de tres pisos y más cortos, según datos publicados por el Departamento de Energía de Estados Unidos. Los requisitos de rendimiento (carga, deflexión, fuego y humo) para aplicaciones de gran altura son también más estrictos y costosos. Según Platte, la compañía espera que la próxima fase en la extensión de mercado de la tecnología de pultrusión de poliuretano sea en puertas residenciales y comerciales de bajo nivel y aplicaciones de ventanas en los próximos dos a tres años. Las aplicaciones de gran altura a gran escala se contemplan como tres o cinco años en el futuro.

En 2014, se introdujo un sustituto para paredes de cimentación de hormigón vertido, el estándar residencial para hogares privados en los Estados Unidos durante más de 100 años, en paredes de cimentación compuestas Epitome patentadas de Composite Panel Systems (CPS, Eagle River, WI, US) Fabricado por Fiber-Tech Industries Inc. (Cadillac, MI, EE. UU.), Usando resina Modar resis- tente al fuego de Ashland Performance Materials (Dublin, Ohio). En 2015, se introdujeron paneles estructurales de 3m por 9m termoplásticos hechos por Axia Materials (Seúl, Corea del Sur) para paredes, suelos y estructuras de tejados. Utilizando sistemas de matriz en polvo desarrollados internamente, Axia consigue una viscosidad similar al agua al calentar, lo cual asegura una excelente humectación, incluyendo la impregnación de los filamentos en la fibra, todo ello en un proceso de laminación continua. El material laminar de 3 m de ancho resultante, con un recubrimiento UV de un lado, se corta y luego se lamina sobre diversos materiales de núcleo, también en un proceso continuo, para producir paneles aislantes estructurales compuestos (SIP) que son ligeros, impermeables y resistentes a los rayos UV , Y supuestamente adecuado para la construcción de refugios militares, viviendas modulares y mucho más. Los paneles estructurales planos pueden enviarse en un recipiente y luego montarse rápidamente en el sitio a través de uniones adhesivas y / o conectores compuestos estructurales.