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O objetivo geral da formação do Núcleo de Materiais Compósitos Avançados é consolidar a atuação de dois novos grupos com atuação na área de materiais de construção e análise experimental de estruturas que estão se estabelecendo em instituições do interior do Estado – UFPEL e UNIPAMPA, em conjunto com grupos mais experientes da UFRGS.
A estratégia é promover sinergia através do alinhamento e desenvolvimento integrado de pesquisas em rede, com foco em dois tipos de materiais compósitos muito promissores, que estão despertando cada vez mais interesse na engenharia civil: os polímeros reforçados com fibras (PRF) e os compósitos de múltipla fissuração, batizados pelo grupo do Prof. Victor Li da Universidade de Michigan (o centro que mais tem trabalhado no tema) como Engineered Cemetitious Composites, ou ECC.
Os grupos da UFPEL e da UNIPAMPA, que contam com pesquisadores emanados da própria UFRGS (o que favorece a integração da equipe, pelo contato pessoal e similaridade de cultura científica), trabalharão de maneira conjunta com o Grupo de Pesquisa LEME, um centro de excelência em pesquisas na área de compósitos, que atua num dos laboratórios mais tradicionais e bem equipados da UFRGS, instituição executora da proposta.
O estudo proposto com foco no uso de PRFs visa fornecer subsídios sobre durabilidade dos reforços com PRF frente a influências ambientais, carregamentos cíclicos e altas temperaturas, de modo a complementar o conhecimento já existente e assegurar que a aplicação desse materiais possa ser efetuada de forma segura e eficiente. Para tanto, os seguintes objetivos específicos foram estabelecidos:
· analisar experimentalmente formas de aplicação e proteção dos PRF, criando metodologias detalhadas de aplicação;
· realizar ensaios de ensaios de resistência ao fogo para definição de sistema de proteção e segurança contra incêndio;
· analisar as alterações das propriedades mecânicas em amostras sujeitas a influências ambientais como variação de temperatura, umidade e exposição à radiação ultravioleta, para consolidação dos critérios de análise de durabilidade e previsão de vida útil do sistema para o fim pretendido;
· determinar do desempenho à cargas cíclicas do sistema de reforço com proteção mecânica;
· estabelecer de critérios específicos para dimensionamento do sistema, considerando segurança e risco.
Com a obtenção de dados relativos a estas questões, se estabelecerão diretrizes sobre as condições recomendadas para o uso, as formas e critérios de dimensionamento, as estratégias de controle de materiais e de execução, os ensaios de conformidade, as alternativas de proteção, os cuidados de manutenção e a expectativa de vida útil de reforços com PRF, que serão compilados, resultando em publicações científicas de alto nível e na agregação de dados técnicos fundamentais e ainda não disponíveis.
Já o estudo com foco nos ECCs apresenta como objetivos específicos:
· desenvolver uma ou mais versões de ECCs utilizando fibras disponíveis e fabricadas em território brasileiro, como reforço das matrizes cimentícias, em substituição às fibras de PVA, produzidas especialmente para ECC no Japão;
· avaliar a possibilidade de incluir cinza de casca de arroz e cinza volante local, em substituição a cinza volante classe F, disponível nos Estados Unidos e usualmente utilizada na produção de ECC;
· investigar o comportamento ECC produzidos no Brasil à flexão e fadiga;
· investigar a durabilidade dos ECC gerados com materiais locais.