Se disséssemos que o concreto é o material de construção mais popular e comum do mundo, não haveria discussão. O concreto é o material mais utilizado no mundo, perdendo apenas para a água.
O concreto reforçado com fibras está entre as muitas inovações desenvolvidas para melhorar as características de resistência e outras propriedades do concreto.
Neste artigo, vamos examinar o concreto reforçado com fibras, o que é esse concreto, seus diferentes tipos e benefícios, e descobrir se essa mistura de concreto é adequada para você.
O que é Fibra Betão armado?
O concreto reforçado com fibras (CRF) é o concreto fresco reforçado com materiais fibrosos, como fibras longas de aço. Esse método de reforço melhora as propriedades do concreto convencional.
Diversos materiais fibrosos são utilizados na fabricação do concreto reforçado com fibras. Esse tipo de concreto armado tornou-se tão popular que várias versões são produzidas de acordo com as necessidades de cada aplicação.
Do que é feito o concreto reforçado com fibras?
Os principais componentes do concreto reforçado com fibras são:
Cimento hidráulico
O principal componente do concreto reforçado com fibras é o cimento hidráulico, que se torna adesivo ao reagir com a água. Normalmente, o cimento Portland é utilizado como cimento hidráulico no concreto reforçado com fibras.
Fibras
A adição de fibras longas altera as propriedades do concreto fresco, dependendo do tipo de material fibroso utilizado. Existem quatro categorias de fibras geralmente usadas na produção de concreto reforçado com fibras. Essas fibras para concreto são:
Fibras de aço
Fibras de vidro
Fibras sintéticas
Fibras naturais
Agregados
Os agregados conferem resistência à ligação do concreto, reduzindo a quantidade de cimento necessária. Alguns exemplos comuns de agregados são areia, pedra britada e cascalho.
Breve histórico do FRC
O concreto reforçado com fibras (FRC) existe há muito tempo, mas as fibras de concreto foram aprimoradas. Antigamente, quando os edifícios eram construídos com pedras, a argamassa atuava como agente de ligação, mantendo-as unidas. A argamassa era reforçada com crina de cavalo.
Da mesma forma, no caso da construção com tijolos de barro, a palha era o principal material de reforço. Quando o concreto se tornou um dos materiais de construção mais comuns, as fibras de amianto passaram a ser usadas como reforço.
No entanto, com o passar das décadas, as pessoas tornaram-se mais conscientes dos riscos do amianto para a saúde e de como ele causa câncer. Durante a década de 1960, em vez do amianto, outras fibras como o aço e o vidro ganharam popularidade.
Qual o efeito das fibras no concreto?
A adição de fibras ao concreto resulta em diversos efeitos. A magnitude desses efeitos varia de acordo com as fibras específicas utilizadas. A melhoria na capacidade de carga depende de vários fatores, como o número de fibras de reforço em relação ao volume total, denominado fração volumétrica, e a relação de aspecto, obtida dividindo-se o comprimento da fibra pelo seu diâmetro.
As fibras geralmente têm como principal objetivo reduzir o surgimento de fissuras no concreto, melhorando sua resistência à flexão. O surgimento de fissuras no concreto ocorre devido à retração do material. Essa retração pode acontecer por diversos motivos, como a retração por secagem e a retração plástica.
Além disso, as fibras diminuem a permeabilidade do concreto, eliminando a possibilidade de infiltração de água em estruturas de concreto.
Quais são os diferentes tipos de concreto reforçado com fibras?
Existem diversos tipos de compósitos de concreto reforçado com fibras em aplicações populares. Alguns exemplos incluem:
Concreto reforçado com fibra de aço
O concreto reforçado com fibras de aço é um dos tipos mais difundidos de concreto reforçado com fibras. A adição de fibras de aço ao concreto, mesmo em pequenas quantidades, leva a melhorias significativas nas propriedades do concreto.
O concreto reforçado com fibras de aço é utilizado em aplicações que exigem concreto de alta resistência, como pontes, pisos, túneis, mineração, pré-moldados, etc.
Existem muitos tipos diferentes de fibras de aço utilizadas para reforçar o concreto, como arame trefilado a frio (Tipo 1), fibras de aço cortadas em lâminas (Tipo 2), fibras extraídas por fusão (Tipo 3), fibras cortadas em moinho (Tipo 4) e arame trefilado a frio modificado (Tipo 5).
Concreto reforçado com fibra de polipropileno (PFRC)
O PFRC utiliza fibras sintéticas chamadas fibras de polipropileno, um tipo de termoplástico. Há muitos benefícios diferentes na adição de polipropileno ao concreto, que discutiremos na próxima seção.
O polipropileno compartilha muitas características com o polietileno, apresentando propriedades de endurecimento aprimoradas, maior resistência à flexão e maior resistência ao calor.
Além disso, essa fibra possui alta resistência a produtos químicos como ácidos e solventes orgânicos, conferindo propriedades semelhantes ao concreto.
Concreto reforçado com fibra de vidro (GFRC)
Uma mistura de concreto reforçado com fibra de vidro inclui muitas partículas pequenas de vidro. Como essas partículas tornam o concreto mais resistente?
Embora um grande painel de vidro seja delicado, a fibra de vidro possui uma resistência estrutural muito alta. Além dessa resistência, as fibras são um aditivo de baixo custo, tornando a mistura final de concreto mais barata do que alternativas como o concreto reforçado com fibra de aço.
As mesmas fibras adicionadas ao plástico resultam em um material compósito de fibra de vidro com excelentes propriedades de resistência à tração.
Concreto reforçado com fibra de poliéster
As fibras de poliéster para concreto reforçado com fibras estão disponíveis como microfibras e macrofibras. As fibras de poliéster contribuem para a melhoria da resistência à fissuração desse tipo de concreto reforçado com fibras.
O concreto reforçado com fibra de poliéster apresenta maior resistência e integridade estrutural. Sua durabilidade superior torna esse tipo de concreto ideal para pisos industriais, pisos de armazéns, estruturas pré-fabricadas, revestimentos e aplicações comerciais similares.
Concreto reforçado com fibra de carbono
Você já ouviu falar de aço reforçado com fibra de carbono? O conceito é semelhante para o concreto reforçado com fibra de carbono.
Embora a adição de fibra de carbono ao concreto seja um processo mais complexo do que a adição de cimento ou vidro, o concreto resultante apresenta alta rigidez e resistência. No entanto, com alta rigidez, o concreto torna-se mais quebradiço (como o aço carbono).
Fibra sintética macro Betão armado
A utilização de macrofibras sintéticas no concreto surgiu como uma alternativa ao reforço de aço. Afinal, o reforço de aço pode representar um custo adicional significativo para o concreto.
Com o uso crescente, as macrofibras sintéticas deixaram de ser apenas uma alternativa. Essas fibras têm muitas aplicações próprias, especialmente em estruturas apoiadas no solo.
Em áreas com alta umidade, como ambientes marinhos, a armadura de aço pode sofrer corrosão, e as fibras de vidro estão sujeitas ao risco de lascamento. As macrofibras sintéticas oferecem alta resistência a esses fatores, sendo, portanto, um valioso complemento para o concreto nesses ambientes.
Concreto reforçado com fibras naturais
As fibras naturais provêm de plantas, animais e minerais naturais. Como mencionamos na seção sobre a história do FRC (Concreto Reforçado com Fibras), as fibras naturais têm sido utilizadas no processo de construção desde a antiguidade.
Independentemente de onde o concreto seja utilizado, haverá uma abundância de fibras naturais presentes. Essas fibras também ajudam a reduzir o custo de fabricação do concreto reforçado com fibras (CRF).
Algumas fibras naturais incluem algodão, palha, madeira e grãos.
Quais são os benefícios de usar concreto reforçado com fibras?
A adição de diferentes fibras ao concreto resulta em diversos benefícios. O concreto reforçado com fibras é classificado de acordo com o tipo de fibra adicionada. Os benefícios específicos do concreto reforçado com fibras dependerão do tipo de fibra utilizado.
Em geral, estes são os benefícios associados a alguns tipos comuns de concreto reforçado com fibras:
Reforço de fibra de vidro
O reforço com fibra de vidro aumenta a resistência estrutural do concreto sem aumentar significativamente os custos. O vidro é um dos materiais fibrosos mais baratos.
Esse tipo de reforço é utilizado para melhorar o apelo estético da estrutura de concreto. As fibras curtas e discretas podem ser vistas na estrutura de concreto após a secagem.
Este método de reforço confere resistência à tração a todas as áreas, ao contrário do reforço tradicional com barras de aço, onde a resistência à tração é limitada à direção das barras.
Reforço com fibra de aço
O aço proporciona a maior resistência estrutural no concreto reforçado com fibras.
Com a adição de fibras de aço, o concreto requer menos barras de aço de reforço.
As fibras proporcionam maior resistência a impactos e abrasões.
Melhoria na resistência ao descongelamento e em outras características térmicas do edifício.
Reduz o risco de fissuras ao diminuir a largura das mesmas.
Fibras de polipropileno e reforço de náilon para concreto
Proporciona a capacidade de bombear o concreto a longas distâncias, aumentando suas propriedades de coesão.
Melhora as características de temperatura (ex.: resistência ao descongelamento).
Aumenta a ductilidade do concreto e reduz sua fragilidade.
Em caso de incêndio, as estruturas de concreto com fibras de polipropileno e fibras de náilon são resistentes ao lascamento explosivo.
Resulta em alta resistência a impactos e à abrasão.
Quais são as aplicações do concreto reforçado com fibras?
O tipo de concreto reforçado com fibras (CRF) utilizado pode variar de acordo com o projeto de construção específico. Em geral, a maioria dos projetos de engenharia civil utiliza CRF. Por exemplo:
Paredes
Pisos
Barragens
Pistas de pouso
Estradas
Tubos de concreto
Pontes
Pisos de armazém
Bueiros
Túneis
Calçadas
Como obter concreto reforçado com fibras?
Como você já deve saber, o concreto reforçado com fibras não é um produto único. Existem diversos tipos de concreto com diferentes técnicas de reforço, resultando em propriedades específicas aprimoradas.
Existem fibras de aço de alta resistência que amplificam a integridade estrutural do coletor de concreto. Além disso, materiais fibrosos de vidro e sintéticos oferecem resistência moderada, mas a um custo mais baixo.
Por Daniel Arkin
Data da publicação: 07/04/2023