Reforço de plástico reforçado com fibraO reforço com PRFV (Plástico Reforçado com Fibra de Vidro) está gradualmente substituindo o reforço de aço tradicional na engenharia civil devido à sua leveza, alta resistência e propriedades anticorrosivas. No entanto, sua durabilidade é afetada por diversos fatores ambientais, e os seguintes fatores-chave e contramedidas precisam ser considerados:
1. Umidade e ambiente aquático
Mecanismo de influência:
A umidade penetra no substrato, causando inchaço e enfraquecendo a ligação entre a fibra e o substrato.
A hidrólise das fibras de vidro (GFRP) pode ocorrer com perda significativa de resistência; as fibras de carbono (CFRP) são menos afetadas.
A alternância entre períodos de umidade e secagem acelera a expansão de microfissuras, desencadeando delaminação e descolamento.
Medidas de proteção:
Escolha resinas com baixa higroscopicidade (ex.: vinil éster); revestimento de superfície ou tratamento impermeabilizante.
Prefira CFRP em ambientes úmidos de longa duração.
2. Temperatura e ciclos térmicos
Efeitos das altas temperaturas:
A matriz de resina amolece (acima da temperatura de transição vítrea), resultando em diminuição da rigidez e da resistência.
A alta temperatura acelera a reação de hidrólise e oxidação (por exemplo,Fibra de aramidaO AFRP é suscetível à degradação térmica.
Efeitos das baixas temperaturas:
Fragilização da matriz, propensa a microfissuras.
Ciclos térmicos:
A diferença no coeficiente de expansão térmica entre a fibra e a matriz leva ao acúmulo de tensões interfaciais e desencadeia o descolamento.
Medidas de proteção:
Seleção de resinas resistentes a altas temperaturas (ex.: bismaleimida); otimização da compatibilidade térmica fibra/substrato.
3. Radiação ultravioleta (UV)
Mecanismo de influência:
A radiação UV desencadeia a reação de foto-oxidação da resina, levando ao esbranquiçamento da superfície, fragilização e aumento de microfissuras.
Acelera a entrada de umidade e produtos químicos, desencadeando uma degradação sinérgica.
Medidas de proteção:
Adicione absorvedores de raios UV (por exemplo, dióxido de titânio); cubra a superfície com uma camada protetora (por exemplo, revestimento de poliuretano).
Inspecione regularmenteComponentes de PRFV (Plástico Reforçado com Fibra de Vidro)em ambientes expostos.
4. Corrosão química
Ambiente ácido:
Erosão da estrutura de silicato nas fibras de vidro (GFRP sensível), resultando na quebra das fibras.
Ambientes alcalinos (ex.: fluidos presentes nos poros do concreto):
Interrompe a rede de siloxano das fibras de GFRP; a matriz de resina pode saponificar.
A fibra de carbono (CFRP) possui excelente resistência a álcalis e é adequada para estruturas de concreto.
Ambientes com névoa salina:
A penetração de íons cloreto acelera a corrosão interfacial e, em sinergia com a umidade, agrava a degradação do desempenho.
Medidas de proteção:
Seleção de fibras quimicamente resistentes (ex.: CFRP); adição de cargas resistentes à corrosão à matriz.
5. Ciclos de congelamento e descongelamento
Mecanismo de influência:
A umidade que penetra nas microfissuras congela e se expande, aumentando o dano; o congelamento e descongelamento repetidos levam ao rachamento da matriz.
Medidas de proteção:
Controle a absorção de água pelo material; utilize uma matriz de resina flexível para reduzir danos por fragilidade.
6. Carregamento de longo prazo e fluência
Efeitos da carga estática:
A fluência da matriz de resina leva à redistribuição de tensões e as fibras ficam sujeitas a cargas maiores, o que pode desencadear fraturas.
O AFRP sofre fluência significativa, enquanto o CFRP apresenta a melhor resistência à fluência.
Carregamento dinâmico:
A carga de fadiga acelera a expansão de microfissuras e reduz a vida útil à fadiga.
Medidas de proteção:
Considere um fator de segurança mais elevado no projeto; prefira CFRP ou fibras de alto módulo.
7. Acoplamento ambiental integrado
Cenários do mundo real (ex.: ambientes marinhos):
Umidade, névoa salina, flutuações de temperatura e cargas mecânicas atuam sinergicamente para reduzir drasticamente a vida útil.
Estratégia de resposta:
Avaliação de experimentos de envelhecimento acelerado multifatorial; fator de desconto ambiental de reserva de projeto.
Resumo e recomendações
Seleção de materiais: Tipo de fibra preferencial de acordo com o ambiente (ex.: CFRP com boa resistência química, GFRP com baixo custo, mas que necessita de proteção).
Projeto de proteção: revestimento de superfície, tratamento de selagem, formulação de resina otimizada.
Monitoramento e manutenção: detecção regular de microfissuras e degradação do desempenho, com reparos oportunos.
A durabilidade dereforço de FRPA garantia da qualidade deve ser obtida por meio de uma combinação de otimização de materiais, projeto estrutural e avaliação da adaptabilidade ambiental, especialmente em ambientes agressivos onde o desempenho a longo prazo precisa ser cuidadosamente verificado.
Data da publicação: 02/04/2025
