Os compósitos poliméricos reforçados com fibras (FRP) têm sido utilizados para reforço de betão em África há mais de 50 anos. Durante este período, a aceitação de compósitos FRP como material de construção convencional aumentou, assim como o número de projetos de reforço de FRP concluídos. Isto foi provocado pela vulnerabilidade do continente africano aos efeitos das variações climáticas, bem como às alterações climáticas e aos danos em projectos de infra-estruturas que ascenderam a 184 mil milhões de dólares até ao ano 2100. Danos em infra-estruturas desta magnitude poderiam prejudicar o investimento no desenvolvimento do acesso rural e na melhoria dos meios de subsistência. nos países africanos.
De acordo com Tarek Alkhrdaji, vice-presidente de Engenharia com Tecnologias Estruturais nos Estados Unidos, os compósitos FRP podem ser fabricados no local usando o processo de disposição úmida, no qual um tecido seco, feito de carbono ou vidro, é saturado com epóxi e colado. ao substrato de concreto pronto. Uma vez curado, o FRP torna-se parte integrante do elemento estrutural, atuando como um sistema de reforço ligado externamente. Os compósitos FRP também podem ser pré-fabricados em uma instalação de fabricação na qual o material passa por pultrusão para criar diversos formatos que podem ser utilizados no reforço de estruturas, como hastes, barras e placas.
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O reforço de concreto de estruturas existentes usando FRPs pode envolver processos complexos de avaliação, projeto e detalhamento, exigindo um bom entendimento das condições estruturais existentes, juntamente com os materiais usados para reparar a estrutura antes da instalação do FRP. A aptidão dos FRPs para fortalecer uma estrutura pode ser determinada pela compreensão do que é o FRP e das vantagens que oferece, mas, mais importante, das limitações.
À base de fibra de carbono (CFRP)
Os sistemas FRP mais comuns para aplicações de reforço de concreto são à base de fibra de carbono (CFRP). Ao contrário dos sistemas baseados em fibra de vidro, o carbono possui propriedades mecânicas superiores e maior resistência à tração, rigidez e durabilidade. O uso de barras e placas pré-fabricadas de PRFC é normalmente limitado a superfícies retas ou levemente curvadas; por exemplo, a parte superior ou inferior de lajes e vigas. Os elementos pré-fabricados de PRFV são normalmente rígidos e não podem ser dobrados no local para envolver colunas ou vigas.
O tecido FRP, no entanto, está disponível em folhas unidirecionais contínuas fornecidas em rolos que podem ser facilmente adaptados para se adaptar a qualquer geometria e podem ser enrolados em praticamente qualquer perfil. Os tecidos FRP podem ser colados ao lado de tensão dos membros estruturais, ou seja, lajes ou vigas, para fornecer reforço de tensão adicional e aumentar a resistência à flexão; enrolado em torno das almas de vigotas e vigas para aumentar sua resistência ao cisalhamento, e enrolado em torno de colunas para aumentar sua resistência ao cisalhamento e axial e melhorar a ductilidade, além do comportamento de dissipação de energia.
O sistema adesivo
Os sistemas adesivos utilizados para unir FRP ao substrato de concreto podem incluir um primer que é utilizado para penetrar no substrato de concreto e melhorar a ligação do sistema; massa epóxi para preencher pequenos vazios superficiais no substrato e fornecer uma superfície lisa à qual o sistema FRP é colado; resina saturante usada para embeber o tecido e colá-lo ao substrato preparado; e revestimento protetor para proteger o sistema FRP colado de efeitos ambientais e mecânicos potencialmente prejudiciais. Principalmente, a luz ultravioleta (UV) tem um impacto negativo nos epóxis de reforço de FRP, mas eles podem ser protegidos com revestimentos acrílicos e cimentícios, além de outros tipos de revestimentos.
As resinas e fibras para um sistema FRP são normalmente desenvolvidas como um sistema, com base em materiais e testes estruturais. Misturar ou substituir um componente de um sistema FRP por um componente de outro sistema não é aconselhável e pode afetar as propriedades do sistema curado.
O sistema FRP e a ligação do concreto preparado são muito importantes, e a preparação da superfície é crítica para a maioria das aplicações. A existência de qualquer deterioração interna da armadura deve ser resolvida antes da instalação do sistema FRP, caso contrário o sistema FRP poderá ser danificado devido a delaminação do substrato de concreto.
