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O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

A fibra de carbono tem se tornado cada vez mais popular na construção devido às suas notáveis qualidades: alta resistência, flexibilidade e leveza. Estas características permitem ao uso da fibra de carbono aumentar a resistência ao envelhecimento, ser adotada em sistemas de reforço e reforço de estruturas de suporte de carga, e reduzir o peso da estrutura geral. Com uma escolha adecuada de tecnologia de reforço, a estrutura inteira pode ser forte, segura e eficiente para muitos fins de construção.

O século XXI está repleto de inovações e a indústria da construção não é exceção. Um dos materiais mais novos e populares – fibra de carbono (carbono) – ocupou seu lugar de direito, deslocando parcialmente a fibra de vidro e materiais de reforço semelhantes.

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Tecido de carbono: características e características

A rigor, a fibra de carbono não é uma invenção deste século. Ele tem sido usado há muito tempo em aeronaves e foguetes, mas a pessoa comum está familiarizada com este material na forma de barras de fibra de carbono e kevlar. Tendo passado por um longo estágio de domínio e aprimoramento de tecnologia, a indústria finalmente ficou pronta para fornecer tecido de carbono a outras indústrias, incluindo a indústria da construção..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

A principal característica das fibras de carbono é uma alta resistência específica à tração em relação ao seu próprio peso. Produtos reforçados com fibra de carbono mantêm a maior resistência à tração conhecida, enquanto em termos de consumo de material e peso total, eles são muito mais lucrativos do que o aço que é amplamente utilizado hoje..

Em sua forma original, a fibra de carbono é uma microfibra fina que pode ser tecida em fios, dos quais, por sua vez, telas de qualquer tamanho podem ser tecidas. Devido à orientação correta das moléculas, sua forte ligação, tal alta resistência é alcançada. Caso contrário, as fibras simplesmente desempenham a função de reforço para qualquer tipo de filler estrutural, desde resinas epóxi ao concreto..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Uma das características mais marcantes da fibra de carbono é sua alta capacidade de sorção. A vantagem de usar carbono para reforçar os acabamentos internos é que o carbono não permite que impurezas naturais, tintas ou solventes entrem no ar da casa. Ao mesmo tempo, os processos de sorção são absolutamente inofensivos para a própria fibra..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Benefícios de usar

Em geral, duas propriedades da fibra de carbono são interessantes para a construção. O primeiro, reforço estrutural de vários lados, é usado para dar ao material maior dureza e resistência à compressão. A estrutura é reforçada com fibras de 5–10 µm de espessura com diferentes comprimentos de fibra. Faz sentido fortalecer estruturalmente as superfícies de acabamento e a estrutura de suporte dos edifícios.

O segundo objetivo das fibras de carbono na construção civil – o reforço embutido – é realizado por fibra primária processada adicionalmente, que assume a forma de lonas, roving, fios, cordas e varões reforçados com resinas poliméricas. Nesse caso, a fibra de carbono não fortalece o núcleo como um todo, mas serve como uma base confiável e resistente a rasgos..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Mas qual é a vantagem das fibras de carbono e por que elas deveriam ser preferidas a materiais menos exóticos? Comecemos pelo fato de que, em termos de propriedades físicas e químicas, o concorrente mais próximo da fibra de carbono é a fibra de vidro, que é bastante difundida na forma de fibra de vidro para reboco interno. No entanto, o vidro tem uma resistência ao rasgo muito menor e maior peso, enquanto o polímero de carbono não é apenas forte, mas também adere muito melhor ao material sólido circundante devido à sua alta adesão inerente..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

O revestimento e a estrutura reforçados desta forma também aumentaram a resistência ao cisalhamento e à torção, o que sempre foi um problema significativo para aço, vidro e outros plásticos..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

No entanto, não é isento de complicações. Em particular, na decoração de interiores de edifícios, a questão da segurança contra incêndios da fibra de carbono é levantada. Na presença de oxigênio, ele queima mesmo em temperaturas de cerca de 350-400 ° C, no entanto, sendo “conservado” em um ambiente sem ar, o carbono retém suas propriedades mesmo quando aquecido acima de 1700 ° C. Maior resistência ao calor é garantida pela fibra e seus derivados revestidos com diversos tipos de carbonetos – isso deve ser levado em consideração na escolha do material para acabamento.

Aplicação em obras de acabamento

Uma vasta gama de materiais decorativos requer uma base totalmente isenta de fissuras. Isso inclui tinta acrílica, revestimentos de piso de polímero, gesso veneziano e outros compostos finos e frágeis..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Se para paredes falsas feitas de gesso cartonado este problema não for particularmente agudo, então outros materiais devido a uma expansão linear mais pronunciada requerem uma abordagem especial. Por exemplo, considere o reforço e o isolamento das juntas de um revestimento de camada única feito de OSB. Quase qualquer massa ou cola se desintegra dentro da costura em um ou dois anos.

Essas juntas devem ser preenchidas com cola de polímero forte, em seguida, cobrir as bordas adjacentes por 25-30 mm com fita de fibra de carbono fina e novamente cobrir com uma camada de enchimento, alisando cuidadosamente o recheio com uma espátula.

Esse processamento na maioria dos casos não requer nivelamento subsequente da superfície. O revestimento assume resistência monolítica, e as sobretensões estruturais resultantes são totalmente compensadas pelas propriedades do OSB.

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Um princípio semelhante pode ser aplicado ao nivelamento final de paredes rebocadas com massa acrílica. Neste caso, a fibra de carbono é o líder indiscutível em conferir resistência ao impacto e resistência à rachadura. A instalação é realizada por analogia com a fibra de vidro:

  1. Primeiro, um fino revestimento contínuo da superfície.
  2. Em seguida, colocar a tela e alisá-la.
  3. Então você pode prosseguir imediatamente com o alinhamento final..

A tela não se manifesta de forma alguma na aparência da superfície acabada, seja antes da secagem da composição, seja após.

Usando fibra de carbono

O fortalecimento dos elementos de suporte de carga de edifícios in-situ ou fundidos em fábrica é possível adicionando fibra de carbono à composição de enchimento líquido. Já agora, a fibra de carbono pode ser adquirida em grandes quantidades para reduzir a espessura de paredes, colunas e outros elementos de estruturas de concreto que sofrem cargas compressivas axiais verticais. Com isso, muito espaço é liberado para isolamento estrutural ou isolamento térmico de estruturas..

Este material será especialmente interessante para os amantes de fundações gradeadas, onde o trabalho do fio de carbono é totalmente visual. O pilar, que retém uma resistência à compressão de 12-15 toneladas, levando em consideração todas as margens de segurança recomendadas, tem uma espessura de cerca de 80 mm. Dentro dele, existem apenas dois fios de reforço de polímero, e os fios de mecha de carbono são colocados nos outros dois lados.

Quanta fibra de carbono é necessária para reforçar o concreto? De forma alguma, apenas 0,05-0,12% da massa dos produtos de concreto acabados. A concentração pode ser ainda maior quando se trata, por exemplo, de estruturas hidráulicas ou treliças de piso de concreto.

Sistemas de reforço externo

A estrutura, reforçada com fibra de carbono, é tão forte que pode até ser usada como um reforço envolvente para estruturas pesadas. De construção de moradias em arranha-céus a estruturas de quadro pré-fabricadas, a correia de reforço externa oferece resistência sem precedentes a sobrecargas operacionais.

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

O resultado final é que o núcleo do próprio elemento, contendo reforço embutido, é fundido como de costume, mas com uma camada mínima de proteção de concreto nas laterais. Após a retirada da fôrma, o produto, seja coluna ou cinta de reforço, é envolto em uma camada de tecido de carbono ou fio grosso e, em seguida, despejado em concreto arenoso contendo fibra. Esta abordagem elimina a necessidade de usar concreto de granito pesado enquanto herda totalmente suas características de resistência. Além disso, mesmo a menor camada de concreto reforçado com carbono reduz significativamente a corrosão do reforço embutido..

O uso de fibra de carbono na construção: reforço e reforço de estruturas de suporte de carga

Um caso especial de reforço externo pode ser denominado colagem de juntas com abas ou fita de fibra de carbono, tecido de carbono com impregnação concomitante com resinas epóxi. Tal conexão demonstra resistência três vezes maior do que o normal, o que é inestimável para sistemas de vigas e, em particular, para prender treliças ao Mauerlat.

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Paul Conselheiro

Olá! Meu nome é Paul Conselheiro, e sou o autor deste sítio Web de artigos sobre renovação e construção de casas. Desde muito jovem, sempre me interessei pela arquitetura e pelo design de interiores. A ideia de transformar espaços e criar ambientes acolhedores sempre me fascinou. Leia mais

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Comments: 2
  1. Carlos

    Gostaria de saber mais sobre os benefícios da utilização da fibra de carbono na construção. Além de reforçar as estruturas de suporte de carga, quais outras vantagens essa tecnologia oferece?

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  2. Tomás Silva

    Qual é a principal vantagem do uso de fibra de carbono na construção em relação a outros materiais de reforço para estruturas de suporte de carga? Como funciona esse processo de reforço utilizando fibra de carbono e quais os benefícios adicionais que podem ser esperados em termos de durabilidade e resistência? Quais são os principais desafios e limitações dessa tecnologia?

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