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Reforço estrutural com fibra de carbono
Antes de falarmos sobre as particularidades do reforço estrutural com fibra de carbono, é importante conceituar o que é, afinal, esse material.
Fibra de carbono é um conjunto de finos filamentos produzidos a partir de uma base acrílica rica em carbono. Associada a uma resina de alta resistência, em geral o Epóxi, resulta num compósito mais resistente do que o aço na tração. Além disso, tem a grande vantagem de ser muito leve, não oxidar e ter vida útil ilimitada.
Tem sido cada vez mais utilizada nos diversos segmentos industriais, principalmente em aplicações que requeiram alta resistência e extrema leveza, como em aeronaves, automóveis, bicicletas, capacetes e tantos outros.
A denominação “CFRP” Carbon Fiber Reinforced Plastic para o compósito de fibra de carbono + resina Epóxi é a mais comumente utilizada na indústria.
Na construção civil, a fibra de carbono tem sido uma solução cada vez mais usada em reforço de estruturas de concreto armado. Pode, também, ser utilizada em estruturas metálicas, alvenarias e estruturas de madeira.
Estruturas de concreto normalmente estão sujeitas a três tipos de esforços:
- Tração: esforço em que a CFRP atua com melhor performance numa peça estrutural.
- Compressão: esforço em que a CFRP atua por confinamento da peça estrutural.
- Cisalhamento: esforço em que a CFRP atua perpendicular ao corte na peça estrutural.
Reforço estrutural com fibra de carbono na construção civil
O reforço estrutural com fibra de carbono é indicado em estruturas:
- de concreto, degradadas por corrosão. Assim, atua como elemento consolidador e complementar às armaduras existentes na estrutura;
- sujeitas a aumento nos carregamentos e esforços atuantes (propositais e/ou consequentes). Atua como elemento direto no acréscimo de resistência à tração, compressão e cisalhamento;
- expostas a ambientes agressivos como portos, plataformas marítimas, estações de tratamento de efluentes, entre outras. A fibra de carbono torna-se o material perfeito para reforços estruturais, pois não se altera quimicamente na presença dos agentes agressivos;
- que exijam alta velocidade de aplicação e rapidez na entrada em carga, como estruturas sujeitas a colapso iminente ou de difícil acesso e permanência. A fibra de carbono é a opção mais indicada, pois sua aplicação é rápida e já recebe esforços a partir de 24 horas após a aplicação;
- cuja furação para fixação de parafusos seja difícil ou impeditiva. Reforços com chapas metálicas, por exemplo, implicam na necessidade de parafusos. A fibra de carbono atua muito bem, pois sua fixação é apenas com a resina Epóxi.
Restrições ao uso da CFRP
- Ambientes com temperatura elevada constante, e/ou sujeitos a elevações de temperatura. O adesivo Epóxi do compósito não tolera temperaturas acima de ~80°C, o que o faz perder a aderência e descolar a CFRP.
- Ambientes cujo substrato em que será aplicada a fibra de carbono esteja constantemente úmido e/ou encharcado. A maioria das resinas Epóxi específicas para CFRP é intolerante à umidade do substrato no momento da aplicação. Após curada a resina, pode até ficar submersa sem problemas. Porém, durante o período plástico, o substrato deve estar seco.
- Ambientes em que seja impossível executar a limpeza e preparação do substrato no qual será aplicada a fibra de carbono. A eficiência da CFRP está diretamente associada à aderência da resina Epóxi ao substrato. Para tanto, a perfeita limpeza superficial, retirada de revestimentos, pinturas e abertura dos poros superficiais do concreto são fundamentais para a perfeita aderência.
- Mão de obra especializada e conhecimento técnico são necessários e indispensáveis ao sucesso da aplicação de CFRP.
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