Plásticos Reforçados com Fibra de Vidro: História, Tipos e Aplicações, Esquemas de Materiais e Sistemas de Construção

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MATERIAIS

COMPÓSITOS REFORÇADOS

COM FIBRA

ISPTEC – DET – ECV5_M1 - MCC

ELEMENTOS DO GRUPO Nº 1

20200171 Chirley António

20211176 Elma Macamo

20210002 Imaculada Joaquim

20191112 Ivan Cardoso

20201220 Jorge Makili

Márcio Chicuba

Marineth Fula

INTRODUÇÃO

Os materiais compósitos têm uma história rica e

um desenvolvimento significativo ao longo dos

séculos. Desde a utilização na antiguidade até os

avanços ocorridos no século XX, esses materiais

têm desempenhado um papel crucial em diversas

aplicações. Vamos explorar a história dos materiais

compósitos e seu desenvolvimento ao longo do

tempo.

Os Materiais Compósitos são materiais

heterogêneos e multifásicos constituídos por dois

ou mais componentes com propriedades químicas

ou físicas diferentes. A combinação desses

materiais resulta em propriedades superiores

quando comparados com materiais individuais. Os

compósitos são conhecidos pela resistência,

eficiência e durabilidade aprimoradas.

A utilização de Materiais Compósitos remonta à era antes de Cristo, quando a sociedade antiga criava estruturas compensadas sobrepondo tiras de madeira em diferentes ângulos. Os egípcios também utilizavam compósitos ao fazer máscaras mortuárias de linho ou papiro embebido em gesso. Outra aplicação emergente naquela época era o reforço de casas construídas com argila, adicionando palha como elemento estrutural para aumentar a resistência dos tijolos. No século XX, após a revolução industrial, surgiram as primeiras resinas sintéticas. O avanço do conhecimento em produtos químicos impulsionou o desenvolvimento dos materiais plásticos. Características como baixa condutividade elétrica e térmica levaram a ampla utilização desses materiais por parte de diversas indústrias. A fibra de vidro foi introduzida na década de 1930 , seguida pela patente da primeira fibra de carbono em 1961. A partir da década de 1990 , os materiais compósitos ganharam preponderância devido à evolução tecnológica, que aumentou a procura por materiais com melhores propriedades intrínsecas e custos mais competitivos. FRC é um compósito de fibra de alto desempenho alcançado e possibilitado pela ligação cruzada de moléculas de fibra celulósica com resinas na matriz do material FRC por meio de um processo proprietário de reengenharia molecular, produzindo um produto com propriedades estruturais excecionais. Através desta façanha de reengenharia molecular, as propriedades físicas e estruturais selecionadas da madeira são clonadas com sucesso e incorporadas no produto FRC, além de outros atributos críticos para produzir propriedades de desempenho superiores às da madeira contemporânea. Este material, ao contrário de outros compósitos, pode ser reciclado até 20 vezes, permitindo que a sucata de FRC seja reutilizada continuamente. Os mecanismos de falha em materiais FRC incluem delaminação, fissuração da matriz intralaminar, divisão longitudinal da matriz, descolamento fibra/matriz, arrancamento da fibra e fratura da fibra.

OS TIPOS DE FIBRAS CLASSIFICAM-SE EM:

CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FIBRA

FIBRAS DE CARBONO

FIBRAS DE ARAMIDA

FIBRAS DE VIDRO

FIBRAS DE CARBONO

Fibra de carbono é uma fibra sintética, composta de finos filamentos

de 5 a 10 micrômetros de diâmetro e, principalmente, de carbono.

Cada filamento é a união de milhares de fibras de carbono. É uma fibra

sintética porque é feita a partir de poliacrilonitrila. Possui propriedades

mecânicas semelhantes às do aço; e é leve como madeira ou plástico.

Por sua dureza, tem maior resistência ao impacto do que o aço.

Quando usada juntamente com compósitos, as fibras ficam

responsáveis por atribuir as características que são importantes para

a construção civil. Todo o sistema que utiliza as fibras de carbono é

composto por dois tipos de elementos. O primeiro deles é a matriz

polimérica, que é responsável por manter as fibras coesas. O segundo

é o elemento estrutural, que são as próprias fibras.

Os compósitos reforçados com fibra de carbono adquirem as seguintes

características importantes:

CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FIBRA ELEVADA RESISTÊNCIA À TRACÇÃO RESISTÊNCIA A ATAQUES QUÍMICOS ÓTIMO COMPORTAMENTO À FADIGA A CARREGAMENTOS CÍCLICOS LEVEZA ESTABILIDADE TÉRMICA E REOLÓGICA

FIBRAS DE ARAMIDA

Aramida é uma fibra sintética de alta

resistência e rigidez, também conhecida como

fibra aramida ou poliamida aromática. É um

tipo de polímero termoplástico que é produzido

a partir de compostos químicos aromáticos e

amida, por meio de um processo de

polimerização.

Na construção civil, as fibras de aramida são

utilizadas em painéis de parede,

proporcionando excelente isolamento térmico e

acústico.

CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FIBRA

As aramidas têm resistência excepcional à tração,

aos impactos, à abrasão, à corrosão, a produtos

químicos e, ainda, com alta estabilidade térmica

(seja calor ou frio), sem ser condutora e ter ponto de

fusão, tudo isso com baixo peso e elasticidade e

considerada cerca de sete vezes mais resistente do

que o aço (por unidade de peso).

Com essas características, são indicadas para

inúmeras situações de grande importância e que,

para quem não conhece de perto grandes riscos,

chegam a surpreender. São os casos, por exemplo,

da execução de atividades em altas temperaturas

(como em fornos aquecidos) ou proteção contra o

impacto de projéteis – caso dos coletes à prova de

balas – quando sua fibra age com um “efeito mola”,

absorvendo e dissipando parte da energia dessa

colisão.

TIPOS DE FIBRA

Na construção civil, a fibra de vidro pode substituir o

ferro no concreto armado, conferindo uma construção

igualmente resistente e com maior durabilidade.

O polietileno é um polímero termoplástico amplamente

utilizado devido à sua resistência, durabilidade e leveza.

As fibras de reforço, geralmente de vidro ou carbono,

são adicionadas ao polietileno para aumentar ainda

mais sua resistência e rigidez. Essas varas são

fabricadas por meio de um processo de extrusão, no

qual o polietileno é aquecido e moldado em um formato

cilíndrico, resultando em uma vara sólida e contínua.

O material conhecido como fibra de polietileno para

concreto, é adicionado em concretos e argamassas de

diferentes tipos proporcionando, com isso, redução de

fissuras e melhoria de suas características gerais.

TIPOS DE FIBRA

PLÁSTICO REFORÇADO 3

COM FIBRA DE VIDRO

PLÁSTICO REFORÇADO C/ FIBRA DE VIDRO

FIBRAS DE VIDRO EM FIOS

CONTÍNUOS

FIBRAS DE VIDRO EM MANTA

PLÁSTICO REFORÇADO C/ FIBRA DE VIDRO

FIBRAS DE VIDRO EM

TECIDO

FIBRAS DE VIDRO MOÍDA

PROCESSO MANUAL

É um processo de fabricação

artesanal de baixa produção, permite

liberdade de formas e grandes

dimensões das peças. Aplica-se

sobre o molde uma camada de

resina, em seguida coloca-se o tecido

ou manta, impregnando-o com a

resina através de pincel. A qualidade

da peça depende da operação de

impregnação e desmoldagem.

PLÁSTICO REFORÇADO C/ FIBRA DE VIDRO

LAMINAÇÃO À PISTOLA

é uma derivação do processo manual, no

qual a aplicação da fibra de vidro é feita com

pistola de projeção. A pistola corta a fibra e a

lança sobre o molde ao mesmo tempo que

pulveriza a resina. São aplicadas várias

camadas até que se chegue a espessura

desejada. Após a aplicação da fibra de vidro

é necessário a roletagem para acomodar as

fibras nos contornos do molde. Este método é

usado quando grandes quantidades de um

produto devem ser produzidas, o que agiliza

o processo de produção.

PLÁSTICO REFORÇADO C/ FIBRA DE VIDRO