Fonte: Roberto Leon, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Materiais poliméricos reforçados com fibras (FRP) são materiais compostos que são formados por fibras longitudinais embutidas em uma resinapolimérica, criando assim uma matriz de polímeros com fibras alinhadas ao longo de uma ou mais direções. Em sua forma mais simples, as fibras em materiais FRP estão alinhadas de forma ordenada e paralela, transmitindo assim características do material ortotrópico, o que significa que o material se comportará de forma diferente nas duas direções. Paralelamente às fibras, o material será muito forte e/ou rígido, enquanto perpendicular às fibras será muito fraco, pois a força só pode ser atribuída à resina em vez de toda a matriz.

Um exemplo dessa configuração unidirecional são as barras de reforço FRP disponíveis comercialmente, que imitam as barras de aço convencionais usadas na construção de concreto armado. Os materiais FRP são usados tanto como estruturas autônomas, como pontes de pedestres e escadas, quanto também como materiais para fortalecer e reparar estruturas existentes. As placas finas e longas são frequentemente epóxidas às estruturas de concreto existentes para adicionar força. Neste caso, as barras FRP atuam como reforço externo. As barras e placas FRP são mais leves e resistentes à corrosão, por isso estão encontrando aplicações em decks de pontes e estacionamentos, onde ripas de degelo levam à rápida deterioração das barras convencionais.

Neste exercício laboratorial, será estudado o comportamento de tração de um espécime unidirecional, com ênfase em sua força máxima e capacidade de deformação. Espera-se que o comportamento do espécime seja elástico até o fracasso, que deverá ocorrer de forma súbita e explosiva. Esse comportamento deve ser contrastado com os aços dúcteis, que apresentam extensa capacidade de deformação e endurecimento da tensão antes da falha.

1. Tome as devidas precauções de segurança e use proteção ocular porque a falha explosiva típica desses espécimes envia muitos fragmentos pequenos e afiados voando.
2. Obtenha quatro espécimes FRP. Dois serão de uma placa FRP de vidro E de 0,5 polegadas unidirecional cortada em amostras de 1" x 8", uma ao longo da direção das fibras e uma perpendicular às fibras. Os terceiros espécimes serão um vergalhão FRP de carbono de 0,25 polegadas, e o quarto será um vergalhão de vidro E de 0,25 FRP. Os espécimes de vergalhões devem ter cerca

Curvas típicas de tensão de estresse para as amostras de placa FRP de vidro E são mostradas para a placa com as duas camadas uniaxial alinhadas longitudinalmente (Fig. 1) e, respectivamente, perpendicularmente (Fig. 2) à direção do carregamento. Para o caso da carga aplicada paralelamente às fibras (Fig. 1), a força máxima foi de 12,32 kips, correspondendo a uma resistência de tração de 98,6 ksi. A falha ocorreu em uma cepa de 2,98% e o módulo de elasticidade, calculado a par...

Os materiais FRP são leves, compósitos fortes usados extensivamente em aplicações civis, mecânicas e aeroespaciais. Eles são compostos de fibras fortes embutidas em uma resina ou matriz semelhante, e são fabricadas de muitas formas, incluindo tiras de prepeg e laminados. Sua força e rigidez podem ser adaptadas variando as quantidades, tipos e direcionalidade das fibras. Os materiais FRP têm uma capacidade de deformação muito menor do que metais ou polímeros e dão pouco aviso de falha, por isso são import...