Fortalecimento de Colunas

Princípio do Reforço Composto

A fibra de carbono tem resistência à tração e módulo de elasticidade extremamente altos. Quando usada para reforçar colunas, ela forma uma estrutura composta com o material original da

coluna (como concreto ou alvenaria). O princípio é baseado no fato de que a fibra de carbono e o material de base trabalham juntos para suportar cargas.

Em uma coluna reforçada, a fibra de carbono pode compartilhar as forças de tração que o material original da coluna pode não ser capaz de lidar efetivamente. Por exemplo, em uma coluna de

concreto, o concreto é forte em compressão, mas relativamente fraco em tensão. Quando uma carga é aplicada e tensões de tração se desenvolvem, a fibra de carbono pode resistir a essas forças de tração, aumentando assim a capacidade geral de carga da coluna.

Efeito de Confinamento

Quando a fibra de carbono é enrolada em torno de uma coluna (como na forma de folhas ou revestimentos de fibra de carbono), ela fornece um efeito de confinamento. Para colunas sob cargas

compressivas, esse confinamento é crucial.

Em colunas de concreto, o confinamento fornecido pela fibra de carbono restringe a expansão lateral do concreto sob compressão axial. De acordo com a teoria da mecânica do concreto, esse

confinamento lateral pode aumentar a resistência à compressão do concreto. A capa de fibra de carbono age como um arco, impedindo que o concreto fique saliente para fora e permitindo que

ele suporte mais carga compressiva antes da falha.

Controle de Trincas e Pontes

A fibra de carbono também pode controlar a propagação de trincas no material da coluna. Em uma coluna sujeita a cargas, microtrincas podem se desenvolver inicialmente no material de base

 (por exemplo, concreto).

A fibra de carbono pode fazer a ponte entre essas trincas, impedindo que elas cresçam e se fundam em trincas maiores que podem levar à falha estrutural. As fibras transferem a carga através

das trincas, mantendo a integridade da estrutura e aumentando sua durabilidade. Ao fazer isso, a coluna pode manter sua capacidade de carga por um período mais longo e suportar mais

ciclos de carga sem deterioração significativa.

Mecanismo de Transferência de Carga

A transferência de carga entre a fibra de carbono e o material de base ocorre principalmente por meio da ligação entre eles. O adesivo usado para fixar a fibra de carbono à superfície da coluna

desempenha um papel vital.

Um adesivo de boa qualidade garante que as forças de tração na fibra de carbono sejam efetivamente transferidas para o material de base e vice-versa. A resistência da ligação determina o quão

bem a fibra de carbono e a coluna podem trabalhar juntas como uma estrutura composta. Quando a coluna é carregada, a carga é distribuída entre a fibra de carbono e o material original da

coluna de acordo com suas respectivas rigidezes e a qualidade da ligação, aumentando assim a resistência geral da coluna.