Ensaio de arrancamento por tração direta (Pull-Off)

O ensaio de arrancamento por tração direta (Pull-Off) permite avaliar a resistência à tração do betão e a aderência entre o betão e outros materiais, através da força necessária para efetuar o arrancamento de um disco metálico colado no betão (Medas, 2013). O ensaio pode ser realizado sobre a superfície da uma estrutura de betão, em qualquer ponto acessível da mesma. O “pull-off” não é um método puramente não-destrutivo, já que é necessário proceder à reparação da zona ensaiada, sendo por isso muitas vezes denominado como um método semi-destrutivo (Medas, 2013).

Para a realização do ensaio procede-se à realização de um caroteamento na zona a ensaiar, com um diâmetro igual ao de uma peça metálica que irá ser colada com uma resina epoxídica. Deve-se garantir a perpendicularidade à superfície do material e uma profundidade suficiente para perfurar os diversos planos de ligação dos materiais e atingir o substrato de betão. De seguida procede-se à limpeza da superfície de betão que deve ficar isenta de água e humidade, podendo proceder-se a uma regularização da superfície com uma lixa grossa, removendo de seguida toda a poeira existente com recurso a acetona. Na fase seguinte, procede-se à colagem da peça metálica, também designada por pastilha e que tem geralmente entre 40 a 50 mm de diâmetro, com recurso a uma resina epoxídica (Medas, 2013; Sampaio, 2010).

Após a cura da resina, utiliza-se um aparelho idêntico ao da Figura 4.14 que efetua o arrancamento da pastilha e fornece o valor da tensão de tração exercida no arrancamento. Para o arrancamento, enrosca-se um parafuso na pastilha permitindo que o aparelho exerça sobre o conjunto (pastilha, resina e betão) uma força de tração. Deve garantir-se que a força de tração se distribui de forma uniforme e perpendicularmente na pastilha. Se isso não acontecer, os valores de “pull-off” serão menores do que os obtidos em boas condições de ensaio. As assimetrias na força de tração podem ser causadas na execução do pré-caroteamento ou aplicação da resina, mas também se o aparelho de ensaio não estiver nivelado. No sentido de minimizar esse efeito, alguns aparelhos fazem um auto-nivelamento relativamente à área a testar (Medas, 2013; Sampaio, 2010).

58 Figura 4.14 - Equipamento para o ensaio Pull-Off (Sampaio, 2010).

A tração é transmitida axialmente a uma peça metálica (pastilha) de ensaio colada previamente ao provete. O aumento gradual da força pode ser observado diretamente numa escala, sendo registado o momento em que ocorre o arrancamento do provete na secção mais frágil deste (Medas, 2013).

Deve caracterizar-se o modo de ruína ocorrido no arrancamento da pastilha para complementar a análise dos resultados obtidos. De uma forma geral, podem ocorrer dois modos de ruína: rotura que ocorre na superfície de interface resina-betão e rotura por corte do betão (Sampaio, 2010).

Quando ocorre a rotura na superfície da interface resina-betão (ruína pela resina), a pastilha apresenta vestígios de betão mas pouco significativos. Este tipo de rotura pode indicar uma cura da resina mal efetuada ou a existência de um betão bastante forte. Os valores associados a este tipo de ruína são considerados inválidos para efeitos de caracterização do betão. No segundo caso, quando ocorre a rotura por corte do betão (ruína pelo betão), observa-se na pastilha uma porção de betão com o formato da pastilha e com espessura variável, mas próxima do valor da profundidade do pré-caroteamento (Sampaio, 2010).

O valor obtido através do ensaio de “pull-off” resulta da força de arrancamento dividida pela área da pastilha e pode ser correlacionado com a resistência do betão.

É necessário respeitar o tempo necessário para a cura da resina. Este depende do tipo de resina utilizada e das condições de temperatura e humidade verificadas no local. Assim, o tempo que decorre desde o pré-caroteamento até ao arrancamento da pastilha e obtenção do valor do ensaio de “pull-off” pode variar, sendo geralmente maior ou igual a 48 horas (tempo de cura). A aplicação de primário é recomendada para aumentar a aderência da pastilha ao betão. Este produto deve ser aplicado antes do pré-caroteamento e também requer uma cura semelhante ao da resina, aumentando o tempo de espera (Juvandes, 1999).

Num estudo levado a cabo por Costa et al. (2005), apresenta-se a expressão da Equação 4.2 que permite estimar o valor da resistência à compressão do betão em cubos a partir do ensaio de “pull-off”:

𝑓𝑐𝑡𝑚,𝑝= 0,18(𝑓𝑐𝑚,𝑐𝑢𝑏𝑜)

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Em que:

• 𝑓𝑐𝑡𝑚,𝑝 – valor médio da resistência obtida no ensaio Pull-Off;

• 𝑓𝑐𝑚,𝑐𝑢𝑏𝑜 – resistência média do betão à compressão em cubos.

A obtenção de valores com recurso a esta equação foi adotada pelo British Standard Council e pelo Instituto Alemão de Tecnologia da Construção.

Os valores obtidos neste ensaio devem ser analisados criticamente, pois existem diversos fatores que podem influenciar o ensaio Pull-Off e conduzir a conclusões erradas. Segundo Juvandes (1999), os fatores que mais influenciam este tipo de ensaio são:

• Estado de deterioração do betão: a existência de micro-fendilhação reduz os valores do “pull-off”;

• Tipo de adesivo utilizado na colagem das pastilhas: o tipo de adesivo pode condicionar o modo de ruína, se esta se dá pelo betão, pelo adesivo ou por ambos;

• Tratamento das superfícies: em superfícies mais rugosas ou sem aplicações de qualquer primário ou argamassa de regularização, os valores de “pull-off” são bastante mais baixos do que os obtidos com superfícies mais regulares;

• Caroteamento: se o ensaio é efetuado com a realização de pré-caroteamento os valores do “pull-off” são inferiores aos obtidos sem pré-caroteamento;

Devido aos fatores descritos anteriormente e que tornam o ensaio muito suscetível a erros, é aconselhado realizar um número suficiente de ensaios que permita uma comparação dos resultados. Este é um ensaio vantajoso no sentido em que pode ser aplicado in situ e em estruturas pré-existentes, sendo um método particularmente útil quando se pretende avaliar a aderência entre novas camadas de betão ou materiais de reparação aplicados a betão previamente existente (Juvandes, 1999).