Varões compósitos híbridos fibra - aço

Abstract

Os materiais compósitos resultam da combinação de dois ou mais materiais distintos. Devido às suas vantagens, como o baixo peso associado a ótimas prestações mecânicas, e excelente resistência a ambientes agressivos, entre muitas outras. Existe um grande leque de aplicação destes materiais em diversos sectores industriais tais como: aeroespacial, automóvel, construção civil, medicina, etc. No sector da construção, as estruturas de betão estão expostas a diversos agentes agressivos, químicos e físicos, que diminuem a capacidade mecânica, a durabilidade e o seu período de vida útil. Um dos fenómenos que tem maior importância é a corrosão da armadura em aço que se encontra no interior do betão. Assim, o objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de varões compósitos híbridos fibra/aço para utilização na substituição do aço no reforço do betão. Os varões compósitos que incorporam apenas fibras de reforço apresentam um rotura frágil, isto é, não apresentam deformação plástica, tendo-se verificado ao longo deste trabalho que os varões compósitos híbridos fibra/aço apresentam um comportamento dúctil. O trabalho desenvolvido iniciou-se com a adaptação do processo produtivo de entrançamento, que é utilizado na indústria têxtil para a produção de cordas e cordões. Esta adaptação permitiu a produção de vários tipos de varões compósitos com a incorporação de fibras de vidro e de aço no núcleo e fibras poliéster na camada exterior, impregnadas com uma resina do tipo Vinylester. Os varões produzidos foram ensaiados relativamente às suas propriedades físicas e mecânicas, seguindo as metodologias e técnicas de ensaio usadas por outros autores ou adaptando estas, nos casos em que tal não foi possível, devido às caraterísticas do material desenvolvido. Os resultados obtidos demonstram que os varões monofibra têm um comportamento linearelástico com rotura frágil, enquanto que os varões com incorporação de aço no núcleo, a curva tensão-extensão do material é composta por dois tramos distintos separados por uma zona de transição.

Composite materials results in a combination of the two or more different materials. With advantages like the low weight associated a great mechanical performance, excellent resistance to aggressive environments and other many advantages. For all this reasons, exist a great applications of this materials in various industrials sectors such as aerospace, automotive, construction, medicine, among many others. In the construction industry, concrete structures are exposed to various aggressive agents, chemical and physical, which decrease the mechanical capability , durability and the life of product . One of the most important phenomenon is the importance the corrosion of the steel reinforcement which are within the concrete. Thus the main objective of this work is the development and study of hybrid fiber composite rods/steel. The composite rods which incorporate only fibers exhibit a brittle fracture, that is, there is no transfer of material, by contrast with the composite rods and steel fibers have a ductile fracture. The work start with adapting the production process of braiding, which is used in the textile industry for the production of ropes and cords. These changes have enabled the production of various types of rods incorporating glass fibers and the steel wire core and the outer layer polyester impregnated with a resin type Vinylester. The rods produced were tested their physical and mechanical properties following various methodologies and testing techniques that were used by other authors and making adaptation to a new essay form.