Reforço De Fibra De Carbono: Tecnologia Para Reforçar Estruturas De Concreto E Vigas, Pisos E Colunas De Madeira

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificação: 2024-01-09 13:40

O reforço de uma estrutura é uma das etapas principais (senão a mais básica) de qualquer processo de construção, que está associada à estabilização e ao aumento da resistência geral da estrutura . O reforço de estruturas com fibra de carbono é uma tecnologia com pouco mais de 20 anos e com razão considerada progressiva.

Peculiaridades

Este método simples, mas supereficaz, tem uma lista impressionante de vantagens, que são explicadas pelas propriedades do material. Para realizar ações de reforço, não é necessário utilizar equipamentos especiais com grande capacidade de levantamento, pois a fibra de carbono é leve. O trabalho em si é realizado 10 vezes mais rápido do que outras tecnologias. Ao mesmo tempo, a fibra de carbono não apenas torna a estrutura mais forte, mas também melhora a capacidade de carga.

A fibra de carbono é poliacrilonitrila (tratada termicamente) . Durante o reforço, a fibra é impregnada com uma resina epóxi bicomponente, após o que é fixada na superfície do próprio objeto. A mesma resina epóxi demonstra uma adesão muito eficaz ao concreto armado e, quando ocorre uma reação química, a fibra de carbono se torna um plástico resistente que é 6 ou 7 vezes mais resistente do que o aço.

A fibra de carbono também é valorizada pelo fato de não tem medo da corrosão, é resistente a fatores ambientais agressivos … A carga de massa no objeto não aumenta, e o amplificador é capaz de operar por 75 anos ou mais.

Requisitos de fibra de carbono:

• as fibras devem ser paralelas;
• para preservar a estrutura dos elementos de reforço, é utilizada uma malha especial de fibra de vidro;
• a fibra de carbono é produzida estritamente de acordo com os requisitos de tecnologia e atende aos padrões de qualidade.

Entre outras propriedades notáveis do material está a proteção da estrutura da umidade. A fibra faz um excelente trabalho na criação de uma densa camada à prova d'água. É um material de alta resistência, quando se trata de características de tração, o valor da fibra de carbono chega a 4900 MPa.

Também se sentem atraídos pela simplicidade, pela velocidade realmente elevada do processo de instalação, ou seja, qualquer objeto pode ser reforçado em pouco tempo, sem gastar dinheiro com aluguel de equipamentos e chamar um grande número de especialistas. E essas economias em recursos de trabalho, tempo e dinheiro tornam a fibra de carbono um produto de ponta em seu segmento.

A eficácia da tecnologia de reforço de fibra de carbono deve ser observada separadamente . Será assim se várias condições forem satisfeitas: esta é a umidade natural da estrutura, que não interfere com a própria possibilidade de instalação do material de reforço, e a confiabilidade da fixação, e as propriedades da fibra e da cola que são estáveis em termos de parâmetros de tempo.

Onde é aplicado?

A principal direção de aplicação é o reforço de estruturas de concreto armado. A fibra é colocada nas seções da estrutura que apresentam maior tensão.

Quais os fundamentos para o fortalecimento das estruturas de construção podem ser distinguidos:

• envelhecimento físico do objeto, desgaste real do material e elementos estruturais individuais (lajes, colunas, etc.);
• tais danos à estrutura de concreto, que reduziu sua capacidade de carga;
• reforma das instalações, onde são feitas adaptações nas unidades estruturais de sustentação;
• situações em que existe um pedido de aumento do número de pisos dos edifícios;
• reforço das estruturas ditadas pela emergência e sua resolução urgente;
• movimentos de solo.

Mas a fibra de carbono interage tão bem não apenas com o concreto armado. O mesmo se aplica a estruturas metálicas que possuem um módulo de resistência e elasticidade em relação à fibra de carbono. Você também pode trabalhar com estruturas de pedra, como pilares, paredes de tijolos de casas.

As vigas do piso de madeira também precisam ser reforçadas se a condição do sistema de vigas exigir intervenção, se a capacidade de suporte for obviamente reduzida

Ou seja, a fibra de carbono é um excelente material multifuncional para proteção externa de estruturas em concreto, metal, pedra, madeira.

Tecnologia de reforço

As recomendações são a base teórica de um processo que não é muito trabalhoso, mas ainda requer atenção a todos os detalhes.

Preparação da base

Antes de iniciar o reforço externo com fibra de carbono, é necessário realizar marcações estruturais, ou seja, é necessário delimitar as áreas onde serão fixados os elementos de reforço . As medições são feitas em conjunto com a limpeza da superfície do acabamento antigo, da camada de cimento. Para isso, é utilizada uma rebarbadora com copo de diamante. Outra opção é uma máquina de jato de areia com água. E a limpeza ocorre até o momento em que um grande agregado de concreto é encontrado.

Todas as ações acima requerem uma execução muito responsável, uma vez que o nível de preparação da base para armadura afeta diretamente o resultado final. O trabalho sobre a eficácia da amplificação começa com ações preparatórias.

O que você precisa prestar atenção:

• quais são as características de integridade / resistência do material do objeto a ser reforçado;
• se a superfície onde a fibra de carbono será montada é plana;
• quais são os indicadores de temperatura e umidade da superfície onde o material de reforço é fixado;
• se há poeira, sujeira no local de adesão, se está suficientemente limpo antes dos procedimentos seguintes, se a limpeza insuficiente irá interferir na adesão da base e da fibra de carbono.

Claro, o cálculo da armadura de estruturas também é feito, com base no qual o trabalho é executado. Este negócio só deve ser tratado por especialistas altamente qualificados. Claro, qualquer cálculo independente está repleto de erros imperdoáveis. Normalmente, esses problemas são resolvidos pelos profissionais das organizações de design.

Para calcular o reforço de um objeto com fibra de carbono, você precisa:

• os resultados dos exames e do exame dos próprios objetos de amplificação;
• fotos detalhadas de alta qualidade da superfície do objeto;
• explicações detalhadas.

O cálculo geralmente leva de 1 a 5 dias úteis, depende da demanda por especialistas, seu emprego, etc.

Preparação de componentes

A própria fibra de carbono é vendida em rolos embalados em polietileno. É importante que a poeira não entre no material de reforço durante a preparação da superfície de trabalho . E será - e mais frequentemente durante a moagem de concreto. Se a superfície não for despojada, não protegida de sua entrada, o material simplesmente não pode ser impregnado com a substância - o trabalho ficará defeituoso.

Portanto, antes de abrir a tela / fita, a superfície de trabalho é sempre recoberta com polietileno, e só então você pode iniciar a medição. Para cortar a malha de hidrocarbonetos e a fita, você precisa preparar uma tesoura para metal ou uma faca de escritório.

Mas a fibra de carbono na forma de lamelas é cortada com uma rebarbadora com uma roda de corte.

As composições de dois componentes servem como adesivo, portanto, você mesmo terá que misturar esses componentes nas proporções corretas. Para não perturbar essas proporções, pesos devem ser usados no processo de dosagem. A regra é o ferro, e é esta: os componentes são misturados suavemente, combinando gradualmente, a massa é misturada com uma broca com um bico especial. Erros neste processo podem fazer com que o adesivo ferva.

Importante! No mercado de construção hoje é possível encontrar um material adesivo que é vendido em dois baldes . As proporções requeridas dos dois componentes já foram medidas, eles só precisam ser misturados de acordo com as instruções.

Outra ferramenta utilizada no processo de preparação de uma mistura é um adesivo de polímero-cimento.

É comercializado em saquetas, difere da composição anterior por ser diluído em água de acordo com as instruções.

Instalação de materiais

A tecnologia de instalação depende do tipo de material escolhido. A fita de carbono pode ser fixada à base de duas maneiras: seca ou úmida. As tecnologias têm uma propriedade comum: uma camada adesiva é aplicada à superfície da base … Já com o método a seco, a fita é fixada na base e impregnada com adesivo somente após a rolagem com rolo. No método úmido, a mesma fita é inicialmente impregnada com um composto adesivo e só depois é rolada com um rolo até a base a ser tratada.

Conclusão: esses métodos diferem na sequência do processo de instalação.

Recursos de instalação:

Para impregnar a fibra de carbono com adesivo, uma camada desta composição é aplicada na superfície da fibra, passada com um rolo, obtendo-se o seguinte: a camada superior do adesivo penetra profundamente no material, e a inferior aparece do lado de fora.

A fita de carbono também é colada em várias camadas, mas você não deve fazer mais do que duas. Isso está repleto do fato de que, quando fixado à superfície do teto, o material simplesmente desliza sob seu próprio peso.

Quando o adesivo curar, ele ficará perfeitamente liso, o que significa que o acabamento será virtualmente eliminado no futuro.

Portanto, não há necessidade de esperar a secagem, mas uma camada de areia deve ser aplicada na superfície recém tratada.

Quando as lamelas de carbono são montadas, um ligante é aplicado não apenas ao objeto a ser reforçado, mas também ao elemento a ser montado. Após a fixação, a lamela deve ser enrolada com espátula / rolo.

A malha de carbono é fixada a uma base de concreto inicialmente molhada. Assim que o adesivo for aplicado (manual ou mecanicamente), estenda imediatamente a tela sem esperar que a composição de adesão seque. A malha deve pressionar levemente no adesivo. Os especialistas preferem usar uma espátula nesta fase.

Depois disso, você precisa esperar até que a composição inicialmente pegue. E você pode entender isso pressionando - não deve ser fácil. Se o dedo for pressionado com grande esforço, significa que o material está preso.

E isso serve como um sinal de que é hora de aplicar a camada de acabamento de cimento polimérico.

Revestimentos protectores

O adesivo de resina epóxi é inflamável. Sob exposição ultravioleta, também corre o risco de se tornar muito frágil. Portanto, é necessário usar tais composições com a proteção contra incêndio fornecida para objetos que devem ser reforçados.

Em geral, o reforço de uma estrutura com fibra de carbono é uma forma progressiva, sob muitos pontos de vista, uma forma econômica de fortalecer uma estrutura e seus elementos .… Os compósitos usados para reforço são muito mais leves e finos do que os materiais convencionais. Além disso, o reforço externo é uma técnica moderna e versátil. É utilizado tanto na fase de construção de edifícios como nas reparações, nos trabalhos de restauro, ou seja, para o reforço da estrutura, em muitos casos nem sequer é necessário suspender o seu funcionamento.

A fibra de carbono reforça elementos de edifícios residenciais e industriais, estruturas arquitetônicas, instalações de transporte e hidráulicas e até mesmo instalações nucleares.

Mas quem acredita que o uso de novos materiais e tecnologias é sempre mais caro do que as soluções tradicionais se engana a priori em seus cálculos. A resistência das estruturas aumenta significativamente, o edifício não deixa de ser utilizado durante a reparação (o que pode causar perdas financeiras de dimensão mais grave), tais reparações são muito rápidas no tempo.

Os especialistas estimam que a economia de custos gire em torno de 20%.