terça-feira, 15 de março de 2016

Reforço Estrutural com Fibra de Carbono

A evolução das tecnologias aplicadas à recuperação e reforços estruturais está associada ao estreitamento das relações entre as indústrias da construção e química. Uma das fibras mais utilizadas para reabilitação de estruturas é a de carbono, que se caracteriza pela alta resistência, baixo peso próprio, grande durabilidade e capacidade de assumir formas complexas. Essa técnica começou a ser utilizada em 1998, hoje 80% dos serviços efetuados utilizam esse processo. A aplicação da manta de carbono é rápida e prevê uma camada de preparador de superfície, massa reparadora, epóxi saturante e, finalmente, a fibra de carbono. Os compósitos de fibra de carbono resistem a tensões de tração de até 4.500 MPa (aproximadamente dez vezes mais que o aço de construção), e podem apresentar módulo de elasticidade de 230 GPa. No Brasil, especialmente sob o aspecto da agilidade com que podem ser executados, tendo em vista suas características de “sistema industrializado”, esses materiais começam a visualizar um mercado em expansão. Shopping centers e obras de infraestrutura, como pontes, têm sido os principais “clientes” no país. Quando se reforça uma estrutura de concreto armado com a utilização de sistemas compostos estruturados com fibras de carbono recomenda-se avaliar a resistência ao fogo da estrutura existente segundo os procedimentos normativos correntes. Desde que essa estrutura, ao ser verificada através do critério de resistência reduzida dos materiais, suporte as solicitações das demandas de serviço antecipadas a condição fica atendida.
Pode-se definir corrosão como a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou eletroquímica. Basicamente, são dois os processos principais de corrosão que podem sofrer as armaduras de aço para concreto armado: a oxidação e a corrosão propriamente dita. Por corrosão entende-se o ataque de natureza eletroquímica, que ocorre em meio aquoso. A corrosão acontece quando é formada uma película de eletrólito sobre a superfície de aço. Esta película é causada pela presença de umidade no concreto, salvo situações especiais e muito raras, tais como dentro de estufas ou sob ação de elevadas temperaturas (> 80°C) e em ambientes de baixa umidade (< 50%). Este tipo de corrosão é também responsável pelo ataque que sofrem as armaduras antes de seu emprego, quando ainda armazenadas no canteiro. É o tipo de corrosão que o engenheiro civil deve conhecer e com a qual deve se preocupar. É melhor e mais simples preveni-la do que tentar saná-la depois de iniciado o processo. Embora num processo corrosivo sempre intervenham reações químicas e cristalizações de natureza complexa, será apresentado, a seguir, um modelo simplificado das técnicas mais usadas na recuperação das estruturas de concreto sob ação da corrosão e as ferramentas básicas para sua prevenção. A recuperação deste tipo de fenômeno patológico - corrosão de armaduras - é delicada e requer mão de obra especializada. Consiste basicamente de cinco etapas, descritas a seguir: a) Determinar a causa do defeito. Somente após eliminá-la, executar o reparo no concreto, exceto em casos de emergência. b) Selecionar um material de qualidade reconhecida, apropriado para as recuperações em concreto, que possua características físico-químicas e performances compatíveis com o projeto original. c) Escolher o método de aplicação adequado ao material selecionado acima, objetivando obter seu melhor desempenho. d) Preparar corretamente o substrato a ser reparado, deixando-o livre de concreto solto, óleos, graxas,, etc. e com forma geometricamente simples. No caso de materiais base mineral (cimento portland), saturá-lo com água. Já no caso de materiais a base de epoxy, esse substrato deverá estar seco. e) Uma aplicação bem executada e uma cura eficiente irão proporcionar um reparo duradouro, e, na maioria das vezes, melhor até que a estrutura de concreto original. Recuperar uma estrutura de concreto, em grosso modo, é devolvê-la às suas condições originais, ou seja, antes de ser atacada pela corrosão das armaduras. Além de remover as oxidações, há ainda a necessidade da reconstrução do cobrimento das armaduras, de preferência com concreto bem adensado. Este cobrimento tem a finalidade de: • Impedir a penetração de umidade, oxigênio e agentes agressivos até as armaduras; • Recompor a área da secção de concreto original; • Propiciar um meio que garanta a manutenção da capa passivadora no aço. É muito importante utilizar técnicas adequadas e materiais que não segreguem durante a aplicação. Qualquer segregação dos componentes do material de reparo provoca uma alteração das suas propriedades físicas e reduz drasticamente a possibilidade de se obter a primeira premissa quando do início dos estudos: restaurar a estrutura o mais próximo possível do especificado no projeto original. Finalmente, cabe lembrar que, antes de qualquer recuperação, devem ser identificadas e sanadas as causas. Caso isso não seja observado, corre-se o risco de acarretar corrosão em outros locais por haver criado mais descontinuidade na estrutura, além das que originalmente existiam. Quando a causa é devida a cloretos incorporados à massa de concreto, a solução pode não ser simples e, em geral, requer respostas específicas para cada caso.