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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 bem 

70  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.