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CAPÍTULO 3 PROGRAMA EXPERIMENTAL E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS 

Índice de figuras 

88    CAPÍTULO 3 PROGRAMA EXPERIMENTAL E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS 

as tensões perpendiculares à ligação. Computacionalmente, a caracterização da interface  GFRP/betão  tem  vindo  a  ser  estudada  destacando‐se  a  incapacidade  de  previsão  da  carga última na modelação da ligação GFRP/betão rígida contrariamente à modelação  da  ligação  com  recurso  a  elementos  de  interface  com  base  no  critério  de  ruptura  de  Mohr‐Coulomb [76, 128‐131, 133] que estima com razoável precisão o descolamento do  compósito de FRP do elemento de betão. Neste sentido, realizaram‐se diversos ensaios  para diferentes estados de tensão da ligação para se definir uma envolvente de ruptura  (ângulo de atrito e coesão) correspondente à ligação GFRP/betão. Atendendo a que os  agentes ambientais agressivos podem introduzir algumas alterações no desempenho da  ligação  e  consequentemente  na  envolvente  de  ruptura,  realizaram‐se  igualmente  diversos ensaios. 

  Tendo por objectivo a caracterização da interface GFRP/betão e da envolvente de  ruptura  de  Mohr‐Coulomb  foram  realizados  79  ensaios  de  corte  duplo,  considerando  quatro  tipos  de  envelhecimento  acelerado  entre  as  0  e  10000  horas.  A  geometria  dos  provetes  e  o  sistema  de  ensaio  utilizado  encontra‐se  representado  na  Figura  3.1.  No  Capítulo 4, este tipo de ensaio será abordado em detalhe.      Figura 3.1: Esquema de forças do ensaio de corte duplo.    Tendo por objectivo a avaliação do desempenho do reforço de vigas de betão armado  submetidas  a  diversos  agentes  ambientais  agressivos,  foram  realizados  47  ensaios  de  vigas  de  secção  rectangular  com  quatro  tipos  de  envelhecimento  acelerado  entre  as  0  horas e as 10000 horas. Estes ensaios tiveram de ser realizados a uma escala reduzida  dado que as dimensões máximas das vigas estarem condicionadas pelas dimensões das  câmaras de envelhecimentos acelerado. Na Figura 3.2 mostra‐se a geometria e o sistema  de ensaio utilizado. No Capítulo 5 estes ensaios serão discutidos em pormenor. 

Realizaram‐se  igualmente  três  ensaios  com  vigas  de  betão  armado  de  secção  transversal em T à escala real com o objectivo de comparar o desempenho do sistema de  reforço  com  as  vigas  de  secção  rectangular.  Na  Figura  3.3  mostra‐se  o  esquema  de  ensaio utilizado. No Capítulo 6 são descritos com mais detalhe estes ensaios. 

3.2. PREPARAÇÃO DOS PROVETES DE BETÃO ARMADO  89    Figura 3.2: Esquema de forças do ensaio de das vigas de secção rectangular.      Figura 3.3: Esquema de forças do ensaio de das vigas de secção em T.   

Nos  sub‐capítulos  seguintes  descreve‐se,  de  forma  mais  detalhada,  o  programa  de  ensaios realizado e caracterizam‐se também todos os materiais envolvidos neste estudo. 

 

3.2. Preparação dos provetes de betão armado 

3.2.1. Preparação das superfícies 

A  preparação  adoptada  para  as  superfícies  de  betão  que  receberiam  a  colagem  dos  compósitos  de  GFRP  foi  comum  a  todos  os  provetes  experimentais.  Deste  modo,  pretendeu‐se  controlar  todas  as  superfícies  dos  provetes,  impondo‐lhes  rugosidade  semelhante, por intermédio de jacto de areia seca à pressão de 4 bar, conforme se mostra  pela  Figura  3.4.  A  camanda  superficial  de  betão  foi  removida  ficando  as  superfícies,  após limpeza com ar comprimido, prontas a receber a colagem do compósito de GFRP.  Anulando‐se  os  vazios  e  as  microfisurações  existentes  através  de  uma  primeira  aplicação  de  uma  camada  muito  fina  de  resina  epoxídica  (undercoating),  os  provetes  tratados  deverão  garantir  uma  união  perfeita  com  o  compósito  de  GFRP.  Entende‐se  que  estes  procedimentos  são  de  extrema  importância  para  o  bom  desempenho  da  ligação FRP/betão.  

  Na preparação da superfície do betão dos provetes são de realçar dois aspectos: o  primeiro, a grande rugosidade alcançada pelo jacto de areia, conforme se compara na  Figura  3.5;  e  a  elevada  facilidade  de  execução  e  rendimento  proporcionado  por  esta  técnica quando comparada, por exemplo, com o uso do martelo de agulhas, rebarbadora  ou  outra  técnica  de  abrasão  similar.  No  entanto,  a  técnica  por  jacto  de  areia  tem  o  inconveniente  de  gerar  ambientes  altamente  saturados  em  poeiras  de  cimento  e  que  causam ao utilizador ou trabalhadores perto da área de trabalho, uma difícil respiração  que deverá ser acautelada por intermédio de dispositivos apropriados para oxigenação  do pessoal, conforme se faz notar pela Figura 3.4. 

90    CAPÍTULO 3. PROGRAMA EXPERIMENTAL E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS            Figura 3.4: Preparação das superfícies de betão a jacto de areia (da esquerda para a direita) dos  provetes de corte, das vigas de secção rectangular e das vigas com secção em T.      Figura 3.5: Pormenor da diferença entre a superfície de betão tratada com jacto de areia e a  superfície de betão inicial. 

 

3.2.2. Aplicação do compósito de GFRP às peças de BA 

Os trabalhos desenvolvidos na aplicação do compósito de GFRP às vigas de betão e aos  provetes  para  ensaios  ao  corte  seguiram  uma  metodologia  típica.  Os  passos  e  os  procedimentos  adoptados  foram  transversais  a  todos  os  provetes  de  betão  e  que  se  enumeram em seguida: 

 

(i) As superfícies de betão onde se pretende aplicar o compósito foram inicialmente  delimitadas por intermédio de uma fita adesiva para se garantir que apenas a área  de  colagem  inicialmente  prevista  fosse  efectivamente  colada.  No  caso  particular  dos  cubos  de  betão  utilizados  nos  ensaios  de  corte,  foi  montado  um  molde  que  permitisse  ser  adaptado  ao  sistema  de  ensaio  previsto.  Este  molde,  conforme  se  pode  ver  pela  Figura  3.6,  foi  constituído  por  peças  de  BA  com  as  dimensões  ajustadas à forma do provete. Para evitar a colagem do compósito a essas peças,  foram  colocadas  películas  aderentes  a  envolver  as  peças  de  BA  por  forma  a  garantir uma boa descofragem dos moldes. 

(ii) Após  a  limpeza  de  eventuais  impurezas  e  partículas  ou  poeiras  de  betão  da  superfície  a  colar,  procede‐se  à  aplicação  de  uma  primeira  camada  de  resina