Vergalhão de Fibra de Vidro para Reforço de Concreto
Barra pultrudada de vidro S em matriz de viniléster. Não corrói, não é magnética e pesa cerca de um quarto do aço.
Especificações num relance
FSGR e FSGS são barras de polímero reforçado com fibra de vidro (PRFV), produzidas por pultrusão a partir de roving contínuo de vidro S em matriz de viniléster, e fornecidas nervuradas ou lisas em Ø 6–32 mm. A resistência à tração de ficha técnica é de 950 MPa e o módulo de tração de 47 GPa, com as propriedades de tração ensaiadas conforme ASTM D7205; as barras são ainda fabricadas e ensaiadas conforme GB/T 26743-2011. Com 2,1 g/cm³, a barra pesa cerca de um quarto do aço de mesmo diâmetro, não corre risco de corrosão por cloreto, carbonatação ou álcalis, e não é condutora elétrica nem magnética.
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Models | FSGR (ribbed) / FSGS (smooth) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 / 14 / 16 / 20 / 22 / 25 / 28 / 32 mm |
| Fibre | S-glass continuous roving, min 70% by weight |
| Resin Matrix | Vinyl-ester |
| Tensile Strength | 950 MPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Tensile Elastic Modulus | 47 GPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Elongation at Break | 2.1% (ASTM D7205) |
| Density | 2.1 g/cm³ (about 1/4 of steel) |
| Corrosion | Non-corrosive — immune to chloride, carbonation and alkali attack |
| Electromagnetic | Non-conductive, non-magnetic |
| Packaging | 6 m and 12 m straight bars; bent shapes to order |
| Shelf Life | 2 years from manufacture, stored flat and out of direct sunlight |
Onde se utiliza
Estruturas marítimas e costeiras
Muros de cais, píeres, muros de arrimo marítimos e lajes em zona de respingo, onde o cloreto chega à armadura e decide a vida útil da estrutura.
Tabuleiros de ponte e guarda-corpos
Elementos que recebem sal de degelo todo inverno. O sal continua chegando; só que na barra não há nada para ele atacar.
Plantas químicas, de esgoto e de dessalinização
Tanques, canais e lajes em contato com água de processo agressiva, onde o cobrimento de concreto sozinho nunca ia proteger o aço pela vida de projeto.
Salas de ressonância magnética, subestações e fundações de radar
Lugares onde o aço não é permitido de jeito nenhum. A barra não é condutora nem magnética, então não distorce campo nem conduz corrente.
Paredes de entrada de túnel (soft eye)
Paredes provisórias que a tuneladora precisa atravessar cortando. O GFRP a TBM corta, o aço não, e é por isso que o soft eye é armado com ele.
Obra permanente com vida de projeto longa
Qualquer elemento em que o que limita a durabilidade é a corrosão, e não a resistência — e em que um reparo depois custaria mais do que a barra custa hoje.
Guia de escolha
| Modelo | Superfície | Escolha quando |
|---|---|---|
| FSGR | Nervurada — com nervuras ao longo da barra | A opção padrão para armadura estrutural. As nervuras desenvolvem aderência mecânica com o concreto por intertravamento, do mesmo jeito que um vergalhão de aço nervurado. Há formas dobradas, conformadas na fábrica sob encomenda. |
| FSGS | Lisa — redonda simples, como sai da pultrusão | Quando a aderência não é a ação determinante, ou quando se quer uma superfície redonda limpa para o manuseio ou para um tratamento superficial aplicado na obra. As propriedades mecânicas são idênticas às do FSGR. |
| Contra o vergalhão de aço | GFRP (FSGR / FSGS) | O que muda para você |
|---|---|---|
| Corrosão | Nenhuma — imune a cloreto, carbonatação e álcalis | Essa é toda a razão para usar. Onde a corrosão do aço decide a vida útil — ambiente marinho, sal de degelo, esgoto, dessalinização — esse modo de falha simplesmente não existe. |
| Peso | 2,1 g/cm³ contra 7.85 do aço | Cerca de um quarto do peso por metro. Menos gente para posicionar, frete mais barato e uma barra de 12 m que um operário carrega sozinho. |
| Resistência | 950 MPa à tração (ficha técnica) contra 400 MPa de escoamento do aço | Mais que o dobro do número de capa — mas leia a tabela de projeto abaixo antes de usar. Os coeficientes da norma comem boa parte dele. |
| Rigidez | 47 GPa contra cerca de 200 GPa do aço | É aqui que a maioria se engana. Com aproximadamente um quarto do módulo do aço, quem costuma governar o projeto são a flecha e a abertura de fissura, não a resistência. |
| Ductilidade | Elástica linear até a ruptura, 2,1% de alongamento — sem patamar de escoamento | O GFRP não escoa, então as seções são normalmente projetadas com ruptura governada pela compressão (o concreto esmaga primeiro), e não governada pela tração. A taxa balanceada fica em torno de 0.0078 contra 0.0335 do aço (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). |
| Eletromagnetismo | Não condutora, não magnética | Salas de ressonância magnética, subestações, fundações de radar e de antena, sinalização ferroviária — lugares onde o aço não é permitido de jeito nenhum. |
Os dois modelos vêm em barras retas de 6 m e 12 m; as dobras são conformadas na fábrica sob encomenda porque GFRP não pode ser dobrado na obra — a resina já está curada. A validade é de 2 anos a partir da fabricação, com as barras deitadas sobre apoios planos, longe do chão e fora da luz solar direta.
Os valores desta página são propriedades do material, tirados da nossa ficha técnica, e não valores de projeto. Concreto armado com GFRP é dimensionado pela ACI 440.1R / ACI 440.11 ou pelo equivalente local, e a norma aplica reduções que a ficha técnica não mostra — veja a segunda tabela abaixo. A TDS diz isso com todas as letras: os cálculos de projeto têm de ser certificados por um engenheiro habilitado e independente.
Bitolas e valores de projeto
Bitolas e peso de embarque
| Ø da barra (mm) | Área nominal (mm²) | GFRP (kg/m) | Aço de mesmo Ø (kg/m) | Barra de 12 m (kg) | N.º de barra ASTM mais próximo (Ø nominal) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.059 | 0.222 | 0.7 | #2 (6.3 mm) |
| 8 | 50.3 | 0.106 | 0.395 | 1.3 | — |
| 10 | 78.5 | 0.165 | 0.617 | 2.0 | #3 (9.5 mm) |
| 12 | 113.1 | 0.238 | 0.888 | 2.9 | #4 (12.7 mm) |
| 14 | 153.9 | 0.323 | 1.208 | 3.9 | — |
| 16 | 201.1 | 0.422 | 1.578 | 5.1 | #5 (15.9 mm) |
| 20 | 314.2 | 0.660 | 2.466 | 7.9 | #6 (19.1 mm) |
| 22 | 380.1 | 0.798 | 2.984 | 9.6 | #7 (22.2 mm) |
| 25 | 490.9 | 1.031 | 3.853 | 12.4 | #8 (25.4 mm) |
| 28 | 615.8 | 1.293 | 4.834 | 15.5 | #9 (28.7 mm) |
| 32 | 804.2 | 1.689 | 6.313 | 20.3 | #10 (32.3 mm) |
A área é a área circular nominal πd²/4; a massa usa a densidade de 2,1 g/cm³ da ficha técnica (aço a 7.85 para comparação). Use estes números para frete e manuseio, não para projeto — a especificação ASTM para barras de GFRP atribui sua própria área nominal a cada número de barra, e a área de projeto tem de vir do certificado de fábrica das barras que você realmente receber. Os números de barra ASTM da última coluna são a designação mais próxima por diâmetro nominal; a área nominal ASTM desse número difere de πd²/4 da nossa barra métrica.
Do número da ficha técnica ao número de projeto (ACI 440.1R-15)
| Fator ambiental CE | ffu de projeto (MPa) | Limite sob carga permanente (MPa) | Numa dobra de 90°, rb/db = 4 (MPa) | Limite em estribos de cisalhamento (MPa) | Fração dos 950 de capa |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 760 | 152 | 380 | 188 | 80% |
| 0.7 | 665 | 133 | 333 | 188 | 70% |
CE 0.8 é concreto não exposto ao solo e às intempéries, CE 0.7 é exposto (Table 6.2). A resistência de projeto é ffu = CE × ffu* (Eq. 6.2a), tomando como ffu* o nosso valor de ficha técnica de 950 MPa (um valor de ficha técnica, não um valor garantido por diâmetro — veja a nota de controle de qualidade). A tensão permanente somada à de fadiga é limitada a 0.20 ffu para fibra de vidro (Table 7.4.1, com o coeficiente de segurança já incluído). Uma dobra de 90° mantém 0.50 ffu com rb/db = 4 (Eq. 6.2.1). Estribos de cisalhamento ficam limitados por um teto de deformação de 0.004, ffv = 0.004 Ef (Eq. 8.2d).
Leia juntas as duas últimas colunas da segunda tabela: uma barra anunciada com 950 MPa fica limitada a 133 MPa sob carga permanente num elemento exposto depois de aplicados os coeficientes da norma — cerca de um sétimo do número de capa. Isso não é defeito do produto, é como se dimensiona GFRP no mundo inteiro, e qualquer fornecedor que lhe passe o número grande sem esse contexto não está lhe fazendo favor nenhum. O dimensionamento da seção e as verificações de flecha e de abertura de fissura cabem ao engenheiro da obra.
Colocação do vergalhão GFRP em seis passos
Peça as dobras junto com a barra
GFRP não pode ser dobrado na obra. A resina está curada; forçar uma dobra trinca a matriz e a barra perde resistência sem necessariamente parecer danificada. Estribos, ganchos e barras dobradas são conformados na fábrica, então as formas e as quantidades precisam ser definidas na hora do pedido, e não no canteiro.
Armazene deitado e na sombra
Mantenha os feixes sobre apoios planos, longe do chão, protegidos de impacto e de UV prolongado. A validade é de 2 anos a partir da fabricação, com armazenagem correta. Arrastar as barras sobre a laje come as nervuras, e são as nervuras que desenvolvem a aderência.
Corte, nunca solde nem aqueça
Corte no comprimento com disco abrasivo ou lâmina de dentes finos; use proteção ocular e máscara contra poeira, e siga a SDS para o manuseio do pó de vidro. As pontas cortadas não precisam de selagem contra corrosão — não há nada na barra que corroa — mas mantenha-as fora da zona de ancoragem, onde o comprimento de aderência completo importa.
Amarre com plástico ou arame revestido
Use presilhas plásticas ou arame revestido. Arame de aço nu em contato com a barra joga fora parte do motivo pelo qual você escolheu GFRP, e caranguejos ou espaçadores de aço recolocam um caminho de corrosão bem na zona de cobrimento. Use apoios de plástico ou reforçados com fibra.
Respeite o cobrimento e o traspasse
O GFRP desenvolve aderência de forma diferente do aço: os traspasses costumam ser bem mais longos, e a ACI 440.1R recomenda comprimentos de ancoragem na faixa de 20–100 diâmetros de barra, conforme o cobrimento e a bitola (Eq. 10.3a). Não repita por hábito um comprimento de traspasse de aço — tire-o do cálculo em GFRP para a sua seção.
Concrete e confira como sempre
Lançamento, vibração e cura são iguais aos do concreto armado com aço. Como a barra flutua — ela pesa um quarto do aço — confira se os apoios e as amarrações realmente seguram a posição antes e durante a concretagem.
Perguntas frequentes
O vergalhão GFRP substitui o aço um por um?
Não, e qualquer fornecedor que diga o contrário está lhe vendendo um problema. A barra é mais resistente que o aço, mas cerca de quatro vezes menos rígida, e não tem patamar de escoamento. Isso muda qual estado limite governa: em geral quem manda é a flecha e a abertura de fissura, as seções são projetadas com ruptura governada pela compressão em vez da tração, e a taxa balanceada de armadura fica em torno de 0.0078 contra 0.0335 do aço (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). A seção precisa ser redimensionada pela ACI 440.1R / ACI 440.11 ou pelo equivalente local, e não apenas substituída.
Por que a resistência de projeto é tão menor que 950 MPa?
Porque a norma manda assim, para toda barra de GFRP de todo fornecedor. A resistência de projeto é o fator ambiental multiplicado pela resistência garantida (0.8 ou 0.7, ACI 440.1R-15 Table 6.2), e a tensão permanente somada à de fadiga é depois limitada a 0.20 desse valor para fibra de vidro (Table 7.4.1). Num elemento exposto, sobram cerca de 133 MPa. A tabela acima mostra a conta para que isso não seja surpresa na fase de projeto.
Dá para dobrar ou cortar na obra?
Cortar sim, dobrar não. A resina já está curada, então uma dobra feita na obra trinca a matriz e a barra perde resistência sem necessariamente parecer danificada. Todas as dobras, estribos e ganchos são conformados na fábrica sob encomenda — o que significa que a lista de dobras tem de ser fechada antes da fabricação, e não ajustada no canteiro.
Uma dobra enfraquece a barra?
Sim, e a norma quantifica isso: a resistência na dobra é (0.05 × rb/db + 0.3) × ffu, ou seja, com raio de dobra de quatro diâmetros de barra a dobra suporta metade da resistência de projeto da barra reta (ACI 440.1R-15 Eq. 6.2.1). As dobras precisam ser verificadas com esse valor reduzido, não com o número da barra reta.
Como ela se comporta em incêndio?
Pior que o aço, e isso precisa ser avaliado caso a caso. A matriz de viniléster amolece perto da sua temperatura de transição vítrea, e depois que a matriz vai embora a barra não consegue transferir tensão para as fibras. Cobrimento, tipo de elemento e resistência ao fogo exigida decidem se o GFRP é sequer aceitável — essa é uma avaliação específica do projeto, feita pelo engenheiro, e não algo que uma ficha técnica responda.
Qual é a diferença entre FSGR e FSGS?
Só a superfície. O FSGR tem nervuras ao longo da barra e desenvolve aderência mecânica com o concreto pelo intertravamento das nervuras, como faz um vergalhão de aço nervurado; o FSGS é redondo liso, como sai da pultrusão. Fibra, resina, resistência, módulo e densidade são idênticos. Para armadura estrutural, a barra nervurada é a opção padrão.
Por quais normas ela é fabricada e ensaiada?
As propriedades de tração são ensaiadas pela ASTM D7205 (método de ensaio de propriedades de tração de barras compósitas de FRP) e as barras são fabricadas e ensaiadas conforme GB/T 26743-2011. No momento não dispomos de um dossiê de qualificação completo pela ASTM D7957 (Tg, grau de cura, cisalhamento transversal, aderência, absorção de umidade, retenção após exposição alcalina); se a sua especificação exigir a D7957, diga-nos na fase de consulta e informaremos com clareza quais itens conseguimos documentar. Projeto é outra história: a ACI 440.1R-15 é o guia, e a ACI 440.11-22 é o primeiro código de edificações para GFRP escrito em linguagem obrigatória, ao lado da ACI 318.
Vocês têm alguma aprovação de terceira parte para o produto?
Não. As barras saem com as próprias fichas técnicas, com as propriedades ensaiadas pelos métodos ASTM acima, mais um Mill Test Certificate e um Certificate of Analysis do lote. Se a sua especificação exige uma aprovação de terceira parte específica, avise já na consulta e diremos com clareza se conseguimos atender ou não.
Documentos & Downloads
Duas fichas técnicas, uma por acabamento
FSGR para a barra nervurada e FSGS para a barra lisa. As duas trazem a tabela completa de propriedades, com o método de ensaio ASTM ao lado de cada valor.
MTC + COA em cada expedição
Cada lote é expedido com um Mill Test Certificate e um Certificate of Analysis. Peça-os na hora do pedido se a sua especificação exigir que fiquem arquivados.
Solicitar Cotação
Envie os diâmetros, os comprimentos e as quantidades — e as dobras, porque elas são conformadas na fábrica. Um engenheiro responde em um dia útil com a proposta, os pesos para o seu cálculo de frete e as fichas técnicas. Se a sua seção ainda precisa ser dimensionada para GFRP, diga, e nós contamos o que o engenheiro vai precisar.
