No presente capítulo são apresentadas as conclusões gerais da investigação realizada no âmbito da presente dissertação. Além disso, são apontadas algumas sugestões para desenvolvimentos futuros.
4.1. CONCLUSÕES GERAIS
A investigação experimental realizada no âmbito da presente dissertação teve como objetivo avaliar o efeito da pré-fendilhação do betão, no comportamento de vigas de betão armado reforçadas à flexão com laminados de CFRP inseridos. O nível de dano (pré-fendilhação) e a percentagem de reforço de CFRP foram os parâmetros que distinguiram as soluções de reforço testadas. O comportamento de vigas pré-fendilhadas e reforçadas à flexão com laminados de CFRP inseridos foi comparado com o de vigas semelhantes, com a diferença de não existir pré-fendilhação antes da execução do reforço. As principais conclusões extraídas deste trabalho de investigação foram às seguintes:
• A aplicação da técnica NSM com laminados de CFRP no reforço à flexão de vigas de betão armado, independentemente da percentagem de CFRP e independentemente do nível de pré-fendilhação instalado previamente à aplicação do reforço, permitiu aumentar a capacidade de carga das vigas. Tendo como base o comportamento da viga de referência sem CFRP, as soluções de reforço de CFRP testadas proporcionaram acréscimos de carga correspondente à cedência das armaduras que variaram entre os 9.5% e os 35.2%. Tendo ainda como base de comparação a viga de referência sem CFRP, as soluções de reforço de CFRP testadas proporcionaram acréscimos de carga máxima que variaram entre os 38.7% e os 110.3%. Neste contexto, refira-se que a solução com três laminados de CFRP duplicou a capacidade de carga máxima da viga de referência sem CFRP, atingindo aumentos de 105.8% a 110.3%, enquanto que as soluções de reforço com dois laminados proporcionaram acréscimos de capacidade de carga máxima superiores a 80%.
• Independentemente do nível de pré-fendilhação instalado antes da aplicação do reforço nas vigas, os ganhos de resistência obtidos foram proporcionais à percentagem de CFRP (ρf), ou seja, maiores valores de ρf garantiram maiores aumentos da capacidade resistente. O reforço com 1, 2 e 3 laminados conduziu, em termos médios, a acréscimos de carga de cedência das armaduras de 9.5%, 21.5% e 33.9%, respetivamente. O reforço com 1, 2 e 3 laminados conduziu, em termos médios, a acréscimos de carga máxima de 38.7%, 84.1% e 108.1%.
• As extensões máximas registadas, nos extensómetros elétricos aplicados nos laminados de CFRP, variaram entre 14.5‰ e 17.7‰. Tendo em consideração que o valor médio da extensão máxima obtido no ensaio de caracterização do laminado (ensaio de tração uniaxial) foi de 18‰, o grau de mobilização do reforço de CFRP nas configurações de reforço testadas, e independentemente do nível de pré-fendilhação, foi superior aos 81% chegando em alguns casos aos 100% (vigas em que se verificou a rotura do CFRP).
• Os modos de rotura observados nas vigas pré-fendilhadas e reforçadas com CFRP foram dois: rotura do CFRP e destacamento do CFRP. Em todas as vigas testadas, a rotura ocorreu com as armaduras longitudinais tracionadas em cedência. A rotura por esgotamento da capacidade resistente à tração do CFRP ocorreu na viga reforçada com um laminado e numa das vigas reforçadas com dois laminados (viga S2-PC1). O destacamento do laminado de CFRP foi o modo de rotura observado numa das vigas reforçadas com dois laminados (viga S2-PC2) e nas duas vigas reforçadas com três laminados inseridos. O destacamento do reforço ocorreu para níveis elevados de mobilização do CFRP (cerca de 93% no caso da viga S2-PC2 e entre os 81% e os 88% no caso das vigas reforçadas com três laminados).
• As curvas de comportamento força vs flecha a meio vão correspondentes ao ensaio à rotura das vigas permitiram concluir que, numa fase inicial, as vigas pré-fendilhadas e posteriormente reforçadas com laminados de CFRP inseridos apresentaram menor rigidez do que as vigas semelhantes mas sem pré-fendilhação do betão. Com efeito, tipicamente as vigas pré-fendilhadas e posteriormente reforçadas com laminados de CFRP inseridos apresentaram dois estados principais de comportamento: betão fendilhado com o aço não plastificado e betão fendilhado após a cedência das armaduras (nas vigas reforçadas com CFRP sem pré-fendilhação existe ainda o estado associado à fase inicial em que o betão não se encontra fendilhado).
Conclusões gerais e desenvolvimentos futuros 4.3
• Para cada uma das percentagens de reforço de CFRP testadas, verificou-se que, independentemente do nível de dano (nível de pré-fendilhação) que as vigas apresentavam na altura do reforço de CFRP, os valores da carga de cedência das armaduras, da carga máxima e do nível de mobilização do reforço de CFRP, aquando da rotura das vigas, foram similares aos alcançados em vigas semelhantes mas sem pré-fendilhação do betão. No caso das vigas reforçadas com dois e três laminados de CFRP, onde foram estudados dois níveis de dano, verificou-se que a eficácia das soluções de reforço não foi afetada com o aumento do nível de dano (nível de pré-fendilhação). Desta forma, conclui-se que os níveis de dano analisados no presente programa experimental não comprometeram a eficácia da técnica de reforço à flexão de vigas de betão armado com laminados de CFRP inseridos.
4.2. DESENVOLVIMENTOS FUTUROS
A presente dissertação corresponde a mais um contributo ao nível do conhecimento existente em termos do uso da técnica NSM com laminados de CFRP no reforço à flexão de vigas de betão armado. Em termos de desenvolvimentos futuros, alguns aspetos devem ser objeto de análise:
• Avaliar o efeito da aplicação de laminados de CFRP pré-tensionados na eficácia da técnica NSM quando aplicada no reforço à flexão de elementos de betão armado.
• Avaliar o comportamento a longo prazo dos reforços de CFRP aplicados de acordo com a técnica NSM.