Fibra de carbono em estruturas de concreto armado

fibra de carbono

Confira as vantagens de utilizar a fibra de carbono na construção civil

A fibra de carbono é um material sintético composto por filamentos constituídos majoritariamente de carbono, mas ela não é feita apenas desse elemento, pois há outros utilizados para a produção dos filamentos e também para a sustentação deles.

Quando usada juntamente com compósitos, as fibras ficam responsáveis por atribuir as características que são importantes para a construção civil. Todo o 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 coesas. O segundo é o elemento estrutural, que são as próprias fibras.

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

  • Resistência mecânica à tração elevadíssima;
  • Boa resistência a ataques químicos de diversas naturezas;
  • Ótimo comportamento à fadiga a carregamentos cíclicos;
  • Leveza, podendo ter seu peso próprio desprezado nos cálculos e verificações;
  • Estabilidade térmica e reológica.

O material e o reforço nas estruturas de concreto armado

Não existe uma maneira simples de instalar os compósitos reforçados com fibras de carbono. Por isso, a instalação deve sempre ser feita por profissionais capacitados e experientes.

O reforço é fixado na estrutura com resina à base de epóxi, entretanto, é preciso realizar o preparo do substrato de concreto para que ele possa receber o material. Além disso, a aplicação possui pequenas diferenças de fixação de acordo com o tipo de produto utilizado, se é manta ou lâmina.

A preparação do substrato garante que a superfície possua resistência suficiente para que sejam realizadas as transferências de esforços que acontecem entre o concreto e a fibra de carbono.

O processo de reforço das estruturas de concreto armado segue os seguintes passos:

  1. Projeto de reforço de estrutura: é fundamental para que você possa utilizar os compósitos de fibra de carbono. É através deste projeto que serão especificadas a espessura do material, o sentido das fibras e outros detalhes importantes para o sucesso do reforço.
  2. Recuperação do substrato de concreto armado: é importante que o material seja tratado antes de qualquer tipo de reforço em sua estrutura. O tratamento age na recuperação de armaduras corroídas, tratamento de fissuras e trincas, e recomposição da massa de concreto danificado.
  3. Imprimação da superfície do substrato: tem como principal objetivo formar uma película sobre a superfície do concreto, que proporcionará uma base ideal para a transmissão de esforços entre o composto e a estrutura.
  4. Regularização das imperfeições da superfície do substrato: cria uma superfície nivelada para a aplicação do composto de fibra de carbono.
  5. Resina saturante: a aplicação da camada de resina saturante com alto teor de sólidos garantirá a aderência da fibra de carbono à estrutura reforçada.
  6. Lâmina de fibra de carbono: após a aplicação da resina saturante é feita a aplicação da própria fibra de carbono. Esta aplicação deve ser feita com cuidado, obedecendo todas as indicações do projeto de reforço estrutural.
  7. Segunda camada de resina saturante: esta camada tem o objetivo de completar a impregnação das fibras de carbono na estrutura reforçada.
  8. Película de acabamento: por último é feita a aplicação da película de acabamento, que tem como objetivo proteger o sistema aplicado e garantir um melhor acabamento estético do reforço estrutural.

Uso da fibra de carbono no mundo

Países como Japão, Canadá e Estados Unidos são referências mundiais na produção da fibra de carbono. Além destes, a Coreia do Sul e a China também possuem fornos para fabricação do produto.

No Brasil, temos algumas grandes obras que já utilizam o material, e uma delas é o Maracanã, que passou por uma grande reforma para a Copa do Mundo de 2014. Atualmente, o estádio tem capacidade para 78.838 torcedores, pois teve suas arquibancadas, pilares e vigas reforçados com a fibra de carbono, para poder ser capaz de receber um público maior.

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As vantagens e desvantagens do steel frame

O concreto armado é um dos mais utilizados na construção em nosso país. Mas, nossa questão é: tendo em vista a forte popularização do steel frame, o concreto armado ainda seria a melhor opção?

Em uma época de muitas iniciativas sustentáveis, é importante que as empresas saibam como dar novas perspectivas aos seus projetos. O steel frame desempenha esse papel com mais qualidade que o concreto armado, por exemplo. E isso não é tudo!

Quais são os diferenciais — e os aspectos a serem levados em consideração — ao usar esse material? Continue a leitura conosco e entenda o que é o steel frame e quais são as suas vantagens e desvantagens!

O que é o steel frame?

A industrialização revolucionou por completo a arquitetura das cidades. O wood frame (madeira) foi prontamente substituído pelo concreto por conta de sua durabilidade, resistência e possibilidades de expandir o imaginário arquitetônico e da engenharia civil.

Só que, meados do século 20 e, no período da Segunda Guerra Mundial, as estruturas em aço vingaram como um poderoso instrumento. Não apenas na indústria bélica norte-americana, mas na construção também.

Ali, o termo steel frame começou a se consolidar. Isso porque o excedente de aço após a Segunda Guerra Mundial foi direcionado para a construção civil, sendo um dos materiais mais presentes na arquitetura estadunidense.

Afinal, o que seria o steel frame?

Também conhecido como light steel frame, trata-se de um sistema industrializado composto pela formação de estruturas com perfis de aço galvanizado. Para isso, conta-se com um fechamento à base de placas — tanto de madeira quanto de drywall, ou com o popular fechamento de cimento. Assim, sua formação é baseada em:

  • fechamento externo;
  • isolantes termo-acústicos;
  • fechamento interno.

Nisso, podemos apontar alguns diferenciais que não se observa em outros modelos de construção. Um exemplo é a limpeza do canteiro de obras: o steel frame abdica do uso de água, o que estimula o conceito de construção seca para os projetos de sua empresa. Não à toa, muitos profissionais do setor rotulam dessa maneira esse sistema construtivo.

Diferenciais do steel frame

Ainda, o steel frame é a melhor alternativa para construções nos quesitos:

  • precisão no sistema;
  • cálculos quantitativos — na hora de pensar quais os recursos que serão utilizados;
  • execução da obra, facilitando a composição.

Além disso, a geração de resíduos é nula, praticamente. Vale adiantar que o despejo de concreto — o popular entulho — está entre as principais formas de poluição do país.

Mas, até aqui, falamos precariamente a respeito dessas vantagens. Logo abaixo, nós explicaremos detalhadamente quais são as vantagens em optar pelo steel frame!

Quais são as vantagens em usar o steel frame na construção?

A seguir, vamos listá-las em tópicos, explicando um pouquinho melhor os motivos pelos quais muitos empreendedores têm usado o steel frame em suas construções:

  • a tecnologia é mais avançada, sendo que os seus materiais de acabamento e de características técnicas passam por um rigoroso processo de controle de qualidade;
  • tanto em produtos quanto como base de matéria-prima, o aço é um dos materiais de maior resistência e controle de sua qualidade, o que agrega valor à construção;
  • melhor desempenho em sua estrutura, em parte por conta de sua precisão dimensional;
  • facilidade em obter os perfis, pois são características em abundância na produção da indústria metalúrgica;
  • a longevidade do aço é também mencionada como um diferencial, pois o processo acima mencionado de fechamento confere totais condições de sobrevida à estrutura;
  • o processo de montagem também é bastante celebrado, sendo mais fácil de montá-lo, manuseá-lo e transportá-lo, já que são mais leves do que os materiais tradicionais;
  • o uso de recursos naturais é minimizado, bem como o desperdício e o despejo incorreto de resíduos — que, por sinal, também é significativamente menor;
  • o seu perfil perfurado também facilita processos de acabamento da estrutura, como as instalações hidráulicas e elétricas;
  • facilidade para a execução das ligações;
  • o tempo de obra também é acelerado;
  • estamos falando de um material incombustível e reciclável;
  • mais flexibilidade, o que expande a criatividade dos arquitetos para projetarem os seus futuros trabalhos.

É claro que isso tudo deve ser levado em consideração com cautela, porque existem também alguns fatores que precisam ser observados. Apresentaremos o outro lado da moeda logo abaixo.

Quais são as desvantagens do steel frame?

Ao realizar um projeto, confira se os seus planos condizem com as seguintes limitações, tendo em vista que elas podem inviabilizar o uso do steel frame. São elas:

  • o material, por ser mais leve, configura-se mais viável em projetos de menor porte, como edificações com até 5 andares;
  • internamente, o acabamento também não pode depender de materiais igualmente leves. Com isso, revestimentos mais pesados não são considerados, pois podem danificar a estrutura;
  • a mão de obra especializada ainda não é abundante no país;
  • o serviço, por ser escasso de profissionais habilitados para manusear o steel frame, ainda é um pouco caro, o que inviabiliza a redução de custos no canteiro de obras, no fim das contas.

Vale destacar, entretanto, que a lista de vantagens é maior do que os pontos de atenção, no uso do steel frame. Por isso, pode ser um material a ser considerado em determinados tipos de projetos, até que o seu uso se popularize mais.

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