Reforço de estruturas com fibra de carbono

Eduardo Daldegan
Eduardo Daldegan Publicado em 12 de abril de 2017

Em alguns casos é necessário intervir nas estruturas de concreto de forma a aumentar sua capacidade de resistir aos esforços solicitantes. O reforço de estruturas com fibra de carbono surge como uma opção eficiente e de simples execução, mesmo com um preço ainda elevado em comparação com outras técnicas.

Existem inúmeros motivos para reforçar uma estrutura de concreto, como problemas na construção, falhas no dimensionamento da estrutura, alteração de uso da edificação, ataque de agentes químicos ou até mesmo a deterioração natural dos materiais ao longo do tempo.

A técnica de reforçar estruturas com fibra de carbono pode ser aplicada em qualquer uma das situações.

Veja a seguir mais detalhes sobre o reforço de estruturas com fibra de carbono.

O que é a fibra de carbono para reforço de estruturas?

dicas e orientações sobre reforço de estruturas com fibra de carbonoO que é utilizado como reforço da estrutura não é a fibra de carbono propriamente dita, mas compósitos reforçados com fibra de carbono. Nestes compósitos as fibras são responsáveis por atribuir as características que são importantes para a construção civil.

Todo sistema que utiliza as fibras de carbono é composto por dois tipos de elementos. O primeiro deles é a matriz polimérica, que é responsável por manter as fibras de carbono coesas e o segundo é o elemento estrutural, que são as fibras de carbono.

Os compósitos reforçados com fibra de carbono adquirem as seguintes características importantes:

  • Resistência mecânica à tração elevadíssima;
  • Ótimo comportamento à fadiga e a carregamentos cíclicos;
  • Boa resistência a ataques químicos de diversas naturezas;
  • São estáveis termicamente e reologicamente;
  • São muito leves, podendo ter seu peso próprio desprezado nos cálculos e verificações.

Uma característica importante em se tratando de estruturas de concreto armado é que as fibras de carbono não são afetadas pela corrosão, pois são materiais inertes.

Como é executado o reforço de estruturas com fibra de carbono

O processo executivo para reforço de estruturas com fibra de carbono passa pelos seguintes passos:

  • Projeto de reforço de estrutura;
  • Recuperação do substrato de concreto armado;
  • Imprimação da superfície do substrato;
  • Regularização das imperfeições da superfície do substrato;
  • Aplicação da primeira camada de resina saturante;
  • Aplicação da lâmina de fibra de carbono;
  • Aplicação da segunda camada de resina saturante;
  • Aplicação de película de acabamento.

Veja a seguir a descrição do processo executivo com maiores detalhes. Lembrando que este artigo tem o objetivo de instruir quanto aos aspectos básicos para a utilização do material. Para executar em sua obra é fundamental contar com uma equipe especializada.

1 – Projeto de reforço da estrutura:

Um bom projeto de reforço de estrutura é fundamental para que você tenha condições de utilizar os compósitos de fibra e carbono. É pelo projeto que serão especificados a espessura do material, o sentido das fibras e qualquer outro detalhe importante para o sucesso do reforço de estruturas com fibra de carbono.

Para um bom projeto é importante que você contrate um engenheiro especialista em estruturas e que tenha conhecimento e experiência com este tema.

2 – Recuperação do substrato de concreto armado:

Antes de aplicar qualquer tipo de reforço em uma estrutura é importante que o material existente seja tratado. Este tratamento compreende a recuperação de armaduras corroídas, tratamento de fissuras e trincas e recomposição da massa de concreto degradada.

Também é necessário que seja feita uma limpeza em toda a estrutura, eliminando todo tipo de sujeira.

3 – Imprimação da superfície do substrato:

A imprimação da superfície tem como principal objetivo formar uma película sobre a superfície do concreto, que proporcionará uma interface ideal para a transmissão de esforços entre o composto e a estrutura existente.

A imprimação deve ser feita com um imprimador epoxídico com elevado teor de sólidos. O primer penetrará nos poros do concreto e formará a película necessária para estabelecer a ponte de aderência entre a estrutura e o composto.

4 – Regularização das imperfeições da superfície do substrato:

O objetivo da regularização é criar uma superfície nivelada para a aplicação do composto de fibra de carbono.

Para a regularização é utilizado uma pasta epoxídica com alto teor de sólidos. São eliminadas assim todas as imperfeições da superfície criando um plano desempenado.

5 – Aplicação da primeira camada de resina saturante:

O quinto passo do reforço de estruturas com fibra de carbono é a aplicação de uma camada de resina saturante com alto teor de sólidos sobre a superfície do material.

A camada de resina saturante é que garantirá a perfeita aderência da fibra de carbono à superfície da estrutura reforçada.

6 – Aplicação da lâmina de fibra de carbono:

O próximo passo do processo executivo do reforço de estruturas com fibra de carbono é aplicação do material em si, ou seja, a aplicação da lâmina de fibra de carbono.

Esta aplicação deve ser feita com cuidado e atenção, obedecendo fielmente as indicações do projeto de reforço estrutural.

7 – Aplicação da segunda camada de resina saturante:

Em seguida é aplicada uma segunda camada de resina saturante sobre as lâminas que foram aplicadas na estrutura. Esta camada tem o objetivo de completar a impregnação das fibras de carbono na estrutura reforçada, além de conformar a matriz epoxídica do composto.

8 – Aplicação de película de acabamento:

Por fim, é feito uma aplicação da película e acabamento. O objetivo desta película é proteger o sistema aplicado e também conferir um melhor acabamento estético do reforço estrutural. Esta fase é opcional.

Finalizando

Vale mais uma vez ressaltar que a utilização do reforço de estruturas com fibra de carbono só é possível quando feita por profissionais especializados e com base em um bom projeto de reforço estrutural.

Por fim, é válido ressaltar que este material foi utilizado pela primeira vez para as obras de reforço do Viaduto Santa Tereza, região central de Belo Horizonte, em 1998.

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Forte abraço.

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Daldegan, Eduardo. Reforço de estruturas com fibra de carbono. Engenharia Concreta, 2017. Disponível em: https://www.engenhariaconcreta.com/reforco-de-estruturas-com-fibra-de-carbono/. Acesso em: 23 de julho de 2018.

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