Folhas de fibra de carbono para reparação de betão

Visão geral do projeto

O projeto consiste num edifício comercial abrangente de alto padrão, com dois pisos e estrutura de betão armado, com um restaurante no primeiro piso e escritórios nos restantes pisos. Devido à necessidade de reconstrução do espaço, é necessário ampliar o edifício comercial sem aumentar o módulo de vão do edifício comercial original e sem a adição de divisórias. Além disso, devido aos requisitos especiais do processo, o projeto utilizou uma fundação de estacas tubulares pré-esforçadas. Com base nestas restrições de projeto e nas condições reais de construção, optámos por um plano de construção que manteve a forma estrutural original e adotou uma ligação rígida entre os edifícios novos e antigos.

Após a definição do projeto, o proprietário contratou uma empresa especializada em avaliação de imóveis para realizar medições no local do desempenho da estrutura original. De acordo com os resultados da inspeção, a configuração das barras de aço da estrutura original, a análise estrutural computacional da parte de extensão e os resultados da verificação sísmica estrutural, verificou-se que a estrutura original possui quatro secções de vigas com margem de flexão insuficiente e necessita de ser reforçada.

De acordo com as condições de construção no local, o método de ligação de fibra de carbono ou o método de ligação de aço é preliminarmente selecionado para reforço.

O princípio de reforço da folha de fibra de carbono

As chapas de fibra de carbono são utilizadas para reforçar a estrutura do edifício, colando-as à superfície da estrutura com a resina de suporte. A resistência ao cisalhamento da resina de ligação é utilizada para transferir a carga suportada pelo componente de betão para a chapa de fibra de carbono, de modo a que a chapa de fibra de carbono pós-colada e o componente de betão armado original possam suportar a força de carga externa em conjunto. O reforço, por fim, produz um efeito de força sobreposta, sendo que a chapa de fibra de carbono utilizada para o reforço é equivalente ao reforço da estrutura do edifício.

Características do reforço de chapas de fibra de carbono e sua comparação com a tecnologia de reforço de aço colado

(1) A construção com reforço de chapa de fibra de carbono é conveniente, eficiente e possui uma boa operacionalidade. Não há necessidade de parafusos e rebites para fixação durante a construção do reforço, sendo aplicado e colado nas partes necessárias, o que provoca pouca perturbação na estrutura existente, não afetando a sua integridade e garantindo a qualidade da construção. O funcionamento da tecnologia de reforço de aço por colagem é relativamente complexo. O segundo piso deste projeto e a parte inferior das vigas do telhado são projetados sem forro, a estrutura é exposta e o esquema de reforço com pequenas alterações na estrutura original é a primeira opção.

2) O reforço com chapa de fibra de carbono basicamente não aumenta a carga permanente da estrutura ou aumenta pouco. Após a colagem da chapa de fibra de carbono, o peso por m é inferior a 1,0 kg e a espessura da camada colada é de apenas 1 mm. Após o reforço e reparação, o peso e o tamanho da estrutura existente não aumentam basicamente.

3) A tecnologia de reforço de aço ligado não pode ser utilizada em ambientes com solo salino, ambientes marinhos e ambientes com erosão química. Portanto, restringe-se ao reforço de projetos de corrosão em estruturas subterrâneas, estruturas de abastecimento e drenagem de água, estruturas hidráulicas, estruturas portuárias, oficinas químicas, etc. Parte do projeto necessita de reforçar a secção da viga abaixo da superfície do solo e em contacto com o solo, pelo que o método de ligação do aço é limitado.

4) O reforço da chapa de fibra de carbono pode ser calculado de acordo com o método de cálculo da estrutura de betão, para que o efeito do reforço possa ser garantido e o cálculo da vida útil e da fiabilidade da estrutura após o reforço seja possível.

Tecnologia de construção e aplicação da tecnologia de construção de reforço de chapa de fibra de carbono

O processo de construção do reforço de chapa de fibra de carbono é: descarga, tratamento do substrato, revestimento de primário, nivelamento, colagem e tratamento de proteção.

Conclusão

Este projeto opta pela tecnologia de reforço de chapas de fibra de carbono para reforçar a antiga estrutura de betão, na perspetiva da tecnologia de construção de materiais e outros aspetos. A prática demonstrou que o efeito de interferência no ambiente e a perturbação da estrutura antiga são muito pequenos, atendendo plenamente às necessidades do proprietário. A longo prazo, esta tecnologia satisfaz os requisitos da engenharia moderna para a tecnologia da construção, é favorável à protecção ambiental e ocupará uma posição dominante no domínio do reforço estrutural.