Índice de figuras
10 CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE O DESEMPENHO E A MODELAÇÃO DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO
2.8. DURABILIDADE DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO 69
por diversos autores [7, 17, 65, 83, 88, 137, 139]. Os provetes foram sumetidos a ensaios de flexão em quatro pontos tendo‐se colado um laminado de GFRP com 230mm de comprimento, 75mm de largura e 1.06mm de espessura (correpondentes a 3 camada de 0.353mm por camada) na superfície de betão traccionada. Apenas um lote destes provetes foi ensaiado com laminado de CFRP. Os resultados em termos de tensões de aderência revelaram ter pouca dispersão. O tratamento de superfície com água sob pressão atingiu, em termos médios, os 5,89MPa, nos provetes com tratamento de superfície a martelo pneumático, a tensão de aderência atingiu os 6,06MPa e nos provetes com tratamento de superfície a jacto de areia, consegui‐se chegar aos 6,02MPa. Relativamente às forças máximas, foram identificadas maiores discrepâncias entre provetes. Assim, os provetes com tratamento de superfície a martelo pneumático e a jacto de areia tiveram rupturas para valores de carga de 27,7kN e 23,9kN, respectivamente. Nos provetes com tratamento de superfície a água sob pressão apenas se conseguiu atingir os 14,4kN conseguido‐se, ainda assim, um aumento em cerca de 158% da carga de ruptura quando comparada com a carga de ruptura do provete de referência (5,6kN). Khalighi [95] concluiu que o tratamento de superfície a água sob pressão introduz melhorias mínimas à ligação quando comparado com os outros tratamentos estudados. Figura 2.33: Aspecto final do provete rejeitado por Khalighi [95] com tratamento de superfície por intermédio de martelo pneumático.
2.8. Durabilidade da ligação FRP/betão
Na perspectiva de demolir ou reconstruir novas estruturas, o reforço de estruturas com compósitos de FRP afigura‐se como uma técnica alternativa que proporciona uma grande poupança de tempo e de custos e permitindo manter o legado arquitectónico sem o alterar de forma significativa. O enorme crescimento desta técnica nestas duas últimas décadas tem levado os engenheiros a realizar um esforço no sentido de compreender o exacto funcionamento das ligações entre materiais. Porém, enquanto o problema do destacamento prematuro do compósito de FRP de superfícies de betão armado tem vindo a ser extensivamente estudado, já o problema da durabilidade dessas ligações, durante o tempo de serviço da estrutura reforçada, tem merecido uma atenção algo limitada pelo que, este tipo de reforço enfrenta incertezas de durabilidade que justificam investigação adicional à que tem sido feita. Em particular, a ligação entre os compósitos de FRP e o betão, durante o tempo de serviço da estrutura reforçada, merece estudo que permita estimar a degradação da aderência FRP/betão, em termos de modos de ruptura ou/e capacidade de carga. Estas preocupações a longo tempo ficaram bem70 CAPÍTULO 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE O DESEMPENHO E A MODELAÇÃO DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO evidenciadas no acidente em 2006 no Big Dig Tunnel em Boston, quando um painel de betão com cerca de 3ton caiu sobre um veículo. Os painéis de betão foram ligados ao tecto por intermédio de ancoragens químicas (com resinas do tipo epoxy) e que cuja ruptura se ficou a dever, de acordo com [140], à falta ou de comprimento de amarração da ancoragem ou devido a problemas de fluência da resina. O modo de ruptura associado a este acidente ficou a dever‐se a uma ruptura adesiva pela interface resina/betão nas buchas químicas que suportavam o painel de betão. Ficou assim evidente que, embora a resina usada no túnel tivesse uma resistência aceitável a curto prazo, já a longo prazo a mesma resina conseguiria ancorar níveis de carga muito mais baixos.
Estes novos materiais não possuem um vasto historial de ensaios de durabilidade que permitam quantificar a degradação imposta pelos diversos agentes ambientais agressivos. Por conseguinte, os efeitos desses agentes ambientais têm vindo a merecer especial atenção nos estudos da ligação FRP/betão tendo alguns estudos [18, 90, 139, 141] verificado que tais agentes conseguem alterar inclusivamente o modo de ruptura dessas ligações. Faz‐se, nos sub‐capítulos seguintes, uma revisão bibliográfica dos efeitos produzidos pelos agentes ambientais agressivos numa ligação entre um compósito de FRP e o betão.
2.8.1. Exposição a água pura
A exposição de laminados de GFRP a águas puras (sem adição propositada e controlada de sais, como por exemplo, Cloreto de Sódio ‐ NaCl) foi estudada por Gonçalves da Silva em 2007 [142]. Pequenas placas (200×200mm) de GFRP foram submersas em água pura durante 7500h à temperatura de 22°C tendo‐se registado um ganho de massa na ordem dos 0,6% às 5500h. Daí em diante, a massa das placas de GFRP estabilizou. As propriedades mecânicas foram testadas a partir do ensaio à tracção de provetes com duas camadas (1,93mm de espessura). Os resultados revelaram que a tensão de ruptura do laminado de GFRP aos 12 meses sofreram uma variação pouco significativa quando comparada com os resultados às 0h. No entanto, aos 6 meses verificou‐se um ligeiro aumento de 8% da tensão de ruptura. O módulo de elasticidade e a extensão na ruptura sofreram a maior variação aos 6 meses com acréscimos de 12% e 5%, respectivamente. Os ensaios de arrancamento para avaliação da energia de fractura do Modo I realizados por Ouyang e Wan [143] sob o efeito da imersão em água, levaram os autores a concluir que a deteorização da ligação pode ser determinada em função do tempo de exposição. Os resultados experimentais foram comparados com modelos computacionais tendo os autores adoptado uma anologia entre a análise térmica e a análise por difusão da humidade em que as variáveis usadas para a temperatura eram representativas da humidade relativa e a condutividade térmica representada por um coeficiente de difusão. Ouyang e Wan [143] concluíram que a partir do momento em que a ligação fica saturada, a energia de fractura da ligação tende a estabilizar pelo que, o efeito da água deixa, a partir desse momento, de conseguir acrescentar mais degradação à interface.