REFORÇO DE ESTRUTURAS COM FIBRA DE CARBONO

APLICAÇÕES E VANTAGENS

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PALESTRANTE: ENG. TUANE SOUZA

O FRP é um compósito composto por matriz polimérica com reforço de fibras contínuas, que podem ser de vidro (GFRP), carbono (CFRP) ou aramida (AFRP);

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Fibra de carbono

Resina (matriz polimérica)

Compósito

O QUE É O SISTEMA FRP?

Diâmetro de um fio de cabelo +10x maior que a fibra de carbono

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UTILIZAÇÃO DE COMPÓSITOS NO COTIDIANO

• Aerospacial e aviação: estruturas de fuselagem e asas;
• Automotivo: carrocerias
• Medicina: próteses;
• Esportes: raquetes de tênis e bicicletas;
• Construção civil: reforço de estruturas;�

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REGRA DAS MISTURAS

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VANTAGENS DO SISTEMA FRP

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OBJETIVO DO REFORÇO ESTRUTURAL COM CFRP:

Restaurar ou aumentar a capacidade portante do elemento estrutural em concreto,

atendendo ao Estado Limite Último (ELU);

Garantia do Estado Limite de Serviço (ELS) a partir do controle da abertura de fissura

e de seu espaçamento e controle das deformações (flechas);

• Mudança na Utilização da Estrutura;

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• Erros de Projeto e/ou Construção;

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• Atualização de carregamentos normativos;

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• Após Efeitos Sísmicos (ou preventivo);

Quando utilizar?�

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TIPOS DE SISTEMAS

Sistemas pré-fabricados (pré-curados)

Sistemas compostos por laminados ou barras retas curadas pré-fabricadas, geralmente instaladas com o uso de adesivos. Normalmente, são obtidos pelo processo de pultrusão.

Sistemas curados no local

Sistemas impregnados no local são constituídos pela aplicação de tecidos instalados com adesivo estrutural específico para este fim, podendo ser aplicados por via úmida ou via seca e ser constituído de mais de uma camada.

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TIPOS DE SISTEMAS

Sistemas de ancoragem

Podem ser adicionados pontos de ancoragem com cordão de fibra de carbono para aumentar a capacidade de transferência de esforços.

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APLICAÇÕES

Reforço à Flexão

Reforço ao cisalhamento

Confinamento de pilares

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TÉCNICAS DE REFORÇO DE FIBRA DE CARBONO

SBR ( ANTIGA EBR)

NSM�

Sistema de Protensão

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1° REFORÇO COM FIBRA DE CARBONO NO BRASIL

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• Viaduto Santa Tereza em Belo Horizonte-MG�Ano: 1998�Objetivo: Atualização carregamentos para TB45�Projeto: Eng° Ari de Paula Machado

Viaduto Santa Tereza, construído em 1929

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CASES

• Reforço estrutural Ponte de Tijucas-SC

Localização: BR 101/SC

Objetivo: Atualização carregamentos para TB45

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• Reforço a flexão: 35.000 m de lâmina Sika® Carbodur® S512
• Reforço ao cisalhamento: 5.000 m de manta SikaWrap ®- 300C

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CASES

• Shopping na cidade de São Paulo-SP

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• Objetivo: Mudança de utilização da estrutura (Retrofit)

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CASES

• Ponte Krousovitis na Grécia

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• Utilização de ancoragem spyke SikaWrap®-FX 50C

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CASES

• Ponte Štrbské Pleso na Eslováquia

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• Utilização de Sistema protendido de fibra de carbono

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NORMATIZAÇÃO NO BRASIL

REFORÇO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE CONCRETO COM SISTEMAS DE POLÍMEROS REFORÇADOS COM FIBRAS (FRP) APLICADO EXTERNAMENTE

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IBRACON 2023: Lançamento da Prática Recomendada ABECE/IBRACON�Documento baseado nas normas internacionais FIB 90 e ACI 440.

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2026: Criação do Grupo técnico para discussão da norma nacional ABNT

(EM DESENVOLVIMENTO)

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COMPORTAMENTO EM CASO DE INCÊNDIO

Fibra de Carbono

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QUAL O COMPORTAMENTO DE UMA ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO REFORÇADO COM SISTEMA �CFRP EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO?

Viaduto Santo Amaro, São Paulo-SP Incêndio 2016: 13/02/2016

Relatório Técnico RTS 9.1.8.006.0056-001: Avaliação das Condições Estruturais do Viaduto Santo Amaro -Concremat (2016)

Disponível em: https://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/upload/infraestrutura/arquivos/relatorio_concremat_viaduto_santo_amaro.pdf

Viaduto 1: ~ 600°C

Viaduto 2: ~ 300°C

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COMPORTAMENTO DO CFRP EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO

• Composição: o epóxi é rico em carbono e hidrogênio → elementos inflamáveis.

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• Transição Vítrea (TG): ocorre entre 60°C e 120°C.

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• Fenômeno: mudança do estado vítreo (rígido) para maleável.

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• Impacto: compromete a transferência de esforços entre fibras e reduz a aderência ao substrato.

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COMPORTAMENTO DO CFRP EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO

Resistência do concreto em função da temperatura. Pignatta (2014)

≈ 80% at 400ºC

≈ 95% at 200ºC

≈ 50% at 600ºC

Resistência do aço em função da temperatura. Pignatta (2014)

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COMO PROTEGER O SISTEMA CFRP?

Pintura intumescente ?

A proteção é ativada quando o incêndio atinge 200°C (superior ao TG do epóxi)

Argamassa resistente a fogo?

Resiste ao fogo mas conduz calor

• ISO 834 (ETK) Curva Padronizada
• Espessura: 50 mm

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ORIENTAÇÃO PRÁTICA RECOMENDADA ABECE/IBRACON

“Se nenhuma medida especial, como proteção com revestimentos refratários for tomada, o sistema de reforço com FRP poderá ser perdido durante um incêndio. Portanto é obrigatória a verificação da estrutura para a combinação excepcional de incêndio.”

�Em outras palavras, a estrutura original deve ter capacidade de resistir à combinação excepcional de incêndio na condição não-reforçada, caso isso não se verifique, a região reforçada deve ser objeto de projeto especial de proteção que limita a temperatura no FRP à especificação do fabricante.

Item 4.9

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CONCLUSÃO

• O uso de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (CFRP) consolidou-se como uma das soluções mais versáteis para reforço estrutural. Sua aplicação combina ganho elevado de capacidade mecânica com agilidade executiva e ausência de interferência na arquitetura.

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• A consolidação de uma norma brasileira para o reforço estrutural com CFRP é um passo fundamental para a maturidade e expansão da engenharia de recuperação no país.

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• Esta apresentação ressalta a importância da verificação da estrutura sob as condições de incêndio. Caso se verifique a necessidade de proteção deve-se elaborar um projeto especial atendendo as recomendações das normas vigentes, tais como Projetos de estruturas em situações de incêndio ABNT NBR 15200) e Exigências de resistências ao fogo de elementos construtivos (ABNT NBR 14432 ).

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OBRIGADA.�����TUANE SOUZA�SOUZA.TUANE@BR.SIKA.COM

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