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Utilizando FRPs para reforço de concreto

Os compósitos poliméricos reforçados com fibra (FRP) têm sido utilizados para reforço de concreto na África há mais de 50 anos. Durante esse período, a aceitação de compósitos de FRP como material de construção principal aumentou, assim como o número de projetos de reforço de FRP concluídos. Isso foi causado pela vulnerabilidade do continente africano aos efeitos das variações climáticas, bem como às mudanças climáticas e danos a projetos de infraestrutura no valor de US$ 184 bilhões até o ano 2100. Danos de infraestrutura dessa magnitude podem prejudicar o investimento no desenvolvimento do acesso rural e na melhoria dos meios de subsistência em países africanos.

De acordo com Tarek Alkhrdaji, vice-presidente de engenharia da Structural Technologies nos Estados Unidos, os compósitos de FRP podem ser fabricados no local usando o processo wet lay-up 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 colado externamente. Os compósitos de FRP também podem ser pré-fabricados em uma instalação de fabricação na qual o material é submetido a pultrusão para criar diferentes formas que podem ser usadas para fortalecer 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 de FRPs para fortalecer uma estrutura pode ser determinada pela compreensão do que é FRP e as vantagens que oferece, mas mais importante, as limitações.

À base de fibra de carbono (CFRP)

Os sistemas FRP mais comuns para aplicações de reforço de concreto são baseados em fibra de carbono (CFRP). Ao contrário dos sistemas baseados em fibra de vidro, o carbono tem 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 curvas; por exemplo, o lado superior ou inferior de lajes e vigas. Elementos pré-fabricados de FRP 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 a qualquer geometria e podem ser enrolados em praticamente qualquer perfil. Os tecidos FRP podem ser colados ao lado da 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 vigas e vigas para aumentar sua resistência ao cisalhamento e enrolado em colunas para aumentar sua resistência ao cisalhamento e axial e melhorar a ductilidade e o comportamento de dissipação de energia.

O sistema adesivo

Os sistemas adesivos usados ​​para colar o FRP ao substrato de concreto podem incluir um primer que é usado para penetrar no substrato de concreto e melhorar a aderência 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 utilizada para embeber o tecido e ligá-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, baseado em materiais e testes estruturais. Misturar ou substituir um componente de um sistema FRP com um componente de outro sistema não é aconselhável e pode afetar as propriedades do sistema curado.

O sistema FRP e a aderência do concreto preparado são muito importantes, e a preparação da superfície é fundamental para a maioria das aplicações. A existência de qualquer deterioração interna da armadura deve ser resolvida antes da instalação do sistema FRP, ou então o sistema FRP pode ser danificado devido a delaminação do substrato de concreto.

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Dennis Ayemba
Editor de País/Recursos, Quênia

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