O "reforço com fibra de carbono" costuma ser descrito como se fosse um único produto. Na prática, o polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) chega à obra em pelo menos seis formas de produto distintas, cada uma com seu próprio processo de fabricação, conjunto de especificações e — o mais importante — sua própria aplicação correta.

Este guia explica cada forma de produto, suas especificações típicas, onde é utilizada e como selecioná-la. Foi escrito para proprietários, empreiteiros e engenheiros que precisam falar a mesma língua ao especificar fibra de carbono.

Produtos de reforço com fibra de carbono

Seis formas de produto — combine a forma com a tarefa

1. Manta / Envoltório / Tecido / Tela de fibra de carbono

O que é. Um tecido fino e flexível de filamentos de carbono, uni ou multidirecional, normalmente fornecido em rolos e saturado com epóxi na obra (método "wet lay-up"). "Manta", "envoltório", "tecido" e "tela" são, em grande parte, a mesma classe de produto designada por diferentes fornecedores.

Especificações disponíveis.

200 g/m² (espessura nominal 0.111 mm) e 300 g/m² (0.167 mm) — as gramaturas mais usuais

Largura: 100 / 150 / 200 / 250 / 300 / 500 mm; comprimento do rolo 100 m

600 g/m² (0.333 mm) — gramatura pesada para maior capacidade por camada única

Largura: 500 mm; comprimento do rolo 50 m

Gramaturas intermediárias também disponíveis: 230 / 430 / 450 / 530 g/m²

Usos típicos. Reforço à flexão de vigas e lajes (colado na face tracionada), reforço ao cisalhamento (envoltórios em U e envoltórios totais) e confinamento de pilares (envoltórios totais) para aumentar a ductilidade.

2. Lâmina / Laminado / Faixa de fibra de carbono

O que é. Uma faixa rígida de CFRP pultrudada em fábrica, fornecida já curada e colada à estrutura com adesivo estrutural dedicado. "Lâmina", "laminado" e "faixa" descrevem a mesma forma de barra rígida.

Especificações típicas.

Espessura: comumente 1.2 mm / 1.4 mm / 2.0 mm / 3.0 mm

Largura: comumente 50 mm / 100 mm

Resistência à tração: tipicamente ≥ 2,400 MPa (alta resistência) e ≥ 1,800 MPa (alto módulo)

Classes de módulo: alta resistência (~150 GPa) e alto módulo (~200 GPa)

Usos típicos. Reforço à flexão de vigas e lajes onde se exige maior transferência de força e um perfil limpo e controlado; as lâminas suportam mais carga por faixa do que camadas de tecido de mesma largura.

3. Ancoragem de fibra de carbono

O que é. Um elemento curto de fibra — muitas vezes um "leque" de fibra de carbono aberto ou em laço, ou uma ancoragem pré-moldada — instalado para fixar uma lâmina ou manta ao substrato nas extremidades ou em seções críticas. Sua finalidade é resistir ao descolamento e à separação de ponta, que é o modo de falha dominante do CFRP colado externamente.

Especificações típicas. Variam conforme o sistema; os parâmetros-chave são o diâmetro/largura da ancoragem, a profundidade de embutimento e o ângulo do leque/abertura. As ancoragens são especificadas para corresponder ao sistema de manta ou lâmina que fixam.

Usos típicos. Ancorar as pontas de lâminas e envoltórios colados, melhorar a ancoragem em transpasse e ao redor de aberturas, e aumentar a capacidade utilizável (limitada pelo descolamento) do reforço.

4. Malha / Grade de fibra de carbono

O que é. Uma grade de fibra de carbono de trama aberta, embutida em matriz de argamassa cimentícia ou modificada com polímero em vez de epóxi. Essa abordagem de "matriz cimentícia reforçada com tecido" (FRCM / TRM) difere fundamentalmente do wet lay-up com epóxi.

Especificações disponíveis.

Grades de fibra de carbono unidirecionais e bidirecionais com malhas de 10×10 a 50×50 mm, todas classificadas como Grade I Alta Resistência e fornecidas em larguras de até 1000 mm.

Usos típicos. Reforço de grandes áreas em paredes de alvenaria, abóbadas e lajes; reforço sísmico de construções em tijolo e pedra; aplicações que exigem matriz respirável, resistente ao fogo ou compatível com álcalis, onde o epóxi não é adequado.

5. Armadura / Barra de fibra de carbono

O que é. Uma barra maciça de CFRP pultrudada (frequentemente com superfície revestida de areia ou enrolada em espiral para aderência), usada como armadura não metálica dentro de concreto novo ou embutida próxima à superfície de um elemento existente (método "near-surface-mounted", NSM).

Especificações típicas. Diâmetros comumente de 6 mm a 25 mm; fornecidas em barras, rolos ou gaiolas. A classe e a superfície de aderência são os campos-chave de especificação.

Usos típicos. Armadura resistente à corrosão para estruturas em ambientes agressivos (marinho, sais de degelo), áreas sensíveis eletromagneticamente (hospitais, ressonância magnética) e reforço NSM de concreto existente onde se exige baixa invasividade.

6. Jaqueta de fibra de carbono / Jaqueta de estaca

O que é. Uma luva tubular de CFRP pré-moldada ou fabricada na obra que envolve um pilar, pilar de ponte ou estaca. Um pequeno vão anular é preenchido com graute ou adesivo estrutural para que a luva e o núcleo trabalhem juntos. "Jaqueta de estaca" refere-se ao mesmo conceito aplicado a estacas de fundação, muitas vezes submersas.

Especificações típicas. Definidas pelo diâmetro, espessura da parede e altura/comprimento do segmento; para estacas, a jaqueta deve atender ao diâmetro da estaca e ao ambiente marinho/de solo.

Usos típicos. Confinamento e reparo de pilares, apoios e chaminés deteriorados; reabilitação de estacas corroídas ou danificadas na zona de respingo e submersas, onde a jaqueta tanto reforça quanto protege.