REFORÇO DE

ESTRUTURAS COM

POLÍMEROS

REFORÇADOS COM

FIBRAS (FRP)

GENERALIDADES

• A aplicação principal deste sistema de

reforço está nos elementos que

necessitam de acréscimo aos esforços de

tração.

• Apresentam grande vantagem sobre os

reforços com chapas de aço em relação

ao peso dos elementos de reforço e

velocidade de aplicação.

• Podem ser utilizados também para reforço

ao cisalhamento e compressão.

GENERALIDADES

• São utilizadas para aumento da

capacidade resistente do elemento e

também para melhorar sua ductilidade.

• Para utilização como elemento de reforço

estrutural é costume trabalhar-se mais

frequentemente com compósitos de fibra

de carbono de elevada resistência à

tração e com módulo de elasticidade

semelhante ao do aço de construção.

TIPOS DE REFORÇO

Reforço para flexão

• Este tipo de reforço leva ao aumento da

carga máxima e à redução da deformação

por ruptura.

• Um elemento de reforço em material

composto, aplicado à superfície inferior de

uma viga, contribui, junto com as armaduras,

para a resistência aos esforços de tração.

TIPOS DE REFORÇO

TIPOS DE REFORÇO

Reforço para corte

• Para aumentar a eficácia do sistema de

reforço flexional e evitar o colapso por

cisalhamento, pode-se recorrer à aplicação

de uma amarração nas zonas terminais do

reforço flexional, que aumenta a resistência

ao cisalhamento e evita o descolamento do

reforço.

• Geralmente é feito um reforço em “U” nos

lados acessíveis da peça.

TIPOS DE REFORÇO

TIPOS DE REFORÇO

Reforço para compressão

• Para aumentar a capacidade da peça faz-se

um cintamento do elemento, dispondo as

fibras perpendicularmente ao eixo da carga,

de modo a bloquear a dilatação transversal.

• O comportamento do elemento comprimido é

determinado pelas características mecânicas

das fibras utilizadas , pelo número de

camadas e pela superposição da amarração

do confinamento.

TIPOS DE REFORÇO

MATERIAIS PARA REFORÇO

FIBRAS

• As fibras utilizadas nos compostos são

principalmente fibras de carbono, fibras de vidro

e fibras aramídicas (Kevlar).

• CFRP (com fibras de carbono), GFRP (com

fibras de vidro) e AFRP (com fibras aramídicas).

• Tanto para fibras de carbono como as

aramídicas existem diversas classes de produto

que privilegiam o módulo de elasticidade (HM)

ou a resistência a tração (HT).

MATERIAIS PARA REFORÇO

Aplicações:

• Reforço estrutural de

placas cimentícias;

• Reforço estrutural de

gesso acartonado;

• Reforço estrutural para

pisos de concreto;

• Reforço estrutural para

reboco;

• Reforço estrutural para

piso elevado. Fibras de vidro

MATERIAIS PARA REFORÇO Fibras de carbono Fibras aramídicas

UTILIZAÇÃO DE FOLHAS

FLEXÍVEIS DE CARBONO

PRÉ-IMPREGNADAS

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

As fibras de carbono resultam do processo de

carbonização de fibras de polímeros

orgânicos, sendo suas características

mecânicas diretamente dependentes da

estrutura molecular obtida.

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

Para a utilização como elemento de reforço

estrutural é costume trabalhar-se mais

freqüentemente com compósitos de fibras

de carbono de elevada resistência à tração

e com módulo de elasticidade semelhante

ao do aço de construção.

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

• A forma comercial mais empregada para

aumento da ductilidade e/ou da

resistência das estruturas de concreto

armado são as folhas flexíveis pré-

impregnadas.

• O elemento compósito é formado quando

da adição da resina de colagem, criando

uma matriz altamente resistente.

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

Aspecto das folhas flexíveis pré-impregnadas de

fibras de carbono em pormenor- (à esquerda) e em

rolo contínuo (à direita)

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

• A resina a utilizar na colagem deverá ter resistência e dureza adequadas para a transferência do esforço de corte entre a folha e o concreto.

• Deve ser também suficientemente elástica para prevenir a ruptura frágil nesta interface.

• É fundamental que a quantidade de resina seja a estritamente necessária à colagem, para que não haja alteração das características do compósito (quanto mais resina, maior o peso e menor a resistência).

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

• A adesão à superfície existente, previamente impregnada com um primário (resina epoxídica muito fluida) é feita por aplicação direta da folha flexível de fibras de carbono, sendo a colagem garantida pela própria formação do elemento compósito quando da aplicação de uma fina camada de resina epoxídica, que permite a fácil moldagem do conjunto às diversas formas geométricas da superfície receptora, sem que haja perda de linearidade (entrelaçamento) entre as fibras.

CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO

Os compósitos de fibras de carbono em

matrizes de resina epoxídica apresentam,

em comparação com o aço de construção,

para uma mesma espessura, um quarto do

peso e resistência à tração oito a dez vezes

maior, para o mesmo módulo de

elasticidade.

SISTEMA DE APLICAÇÃO

• Pode-se dividir o processo de aplicação em duas etapas distintas: a de preparação da superfície receptora e a de aplicação do compósito propriamente dito.

• A superfície de concreto precisa ser cuidadosamente trabalhada, através de esmerilagem para remover as sujeiras e a fina camada de nata de cimento que reveste os elementos de concreto.

SISTEMA DE APLICAÇÃO

• Caso existam defeitos geométricos ou de

execução ao longo da superfície a ser

revestida, estes deverão ser reparados

pela aplicação de argamassas epoxídicas

alisadas a espátula.

• As arestas vivas deverão ser

arredondadas, de forma a apresentarem

um raio mínimo de curvatura da ordem

dos 30 mm.

SISTEMA DE APLICAÇÃO • Aplicar o primer. Este primer tem a função de

melhorar as características do concreto da superfície e garantir a plena adesão do compósito.

• Decorrido um intervalo de aproximadamente uma hora após a aplicação do primer, deverão ser aplicados, seqüencialmente:

1. A resina de colagem (undercoating),

2. A folha flexível de fibras de carbono (previamente desenrolada e cortada com uma tesoura, à rigorosa medida do reforço a ser executado)

3. A camada final de resina de recobrimento das fibras (overcoating).

SISTEMA DE APLICAÇÃO

SISTEMA DE APLICAÇÃO

• O excesso de resina deverá ser

cuidadosamente removido.

• A eventual aplicação de outras camadas

é imediata, servindo a camada

precedente como base para as seguintes.

É no entanto possível diferir, no tempo, a

aplicação das sucessivas camadas em

até uma semana, desde que se aplique,

sobre a resina endurecida, uma nova

camada de resina fresca (undercoating).

SISTEMA DE APLICAÇÃO