• Nenhum resultado encontrado

Índice de figuras 

10  CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE O DESEMPENHO E A MODELAÇÃO DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO 

2.4.  ENSAIOS DE ADERÊNCIA 39 

de tensões no CFRP devido, provavelmente, à falta de impregnação de fibras na resina  epoxídica utilizada. 

  A técnica óptica ESPI usada na monitorização das deformações no CFRP revelou  ainda  que  as  extensões,  para  uma  dada  secção,  não  permanecem  constantes,  ou  seja,  existe  um  gradiente  nas  extensões  ao  longo  da  largura  do  CFRP.  Como  consequência  deste  gradiente,  a  distribuição  das  tensões  de  aderência  na  largura  do  compósito  de  CFRP não é uniforme. Esta observação foi mais evidente nos provetes com laminados e  pode  ser  explicada  pela  distorção  não  uniforme  do  adesivo.  Porém,  à  medida  que  a  força  se  aproxima  do  instante  de  ruptura,  este  gradiente  tende  a  desaparecer  e  as  extensões  tendem  a  uniformizarem‐se  ao  longo  da  largura  do  compósito  de  CFRP  devido a uma redistribuição das tensões aquando do desenvolvimento de deformações  inelásticas no betão [91]. 

 

2.4.7. Ensaio de viga de BA com fenda a meio vão 

Este  ensaio  é  referido  em  diversos  trabalhos  [4,  66,  79,  92]  como  sendo  um  ensaio  de  flexão  típico  para  a  avaliação  da  interface  FRP/betão.  Este  ensaio  consiste  em  colar  o  compósito  de  FRP  ao  longo  da  face  traccionada  da  viga  a  qual  foi  previamente  fendilhada a meio‐vão e por onde o compósito, nessa região, deixa de estar colado ao  betão.  O  ensaio  permite  estudar  duas  superfícies  coladas  no  entanto,  o  mais  comum  consite no estudo apenas de uma das faces coladas. Para esse efeito, são adoptadas na  superfície  não  monitorizada  sistemas  de  amarração  complementares  quer  mecânicos  quer  por  colagem  de  mais  FRP  distribuído  por  uma  superfície  de  betão  maior  (por  exemplo, mais comprimento ou largura de colagem ou por confinamento do betão).    A  secção  transversal  da  viga  pode  também  sofrer  algumas  variações  e  nem  sempre  se  recorre  a  vigas  de  secção  rectangular.  No  trabalho  realizado  por  Laura  Lorenzis  et  al.  [93],  foram  realizados  ensaios  de  flexão  de  quatro  pontos  em  vigas  simplesmente  apoiadas  de  vão  1067mm  e  de  secção  transversal  em  forma  de  T  invertido. Neste trabalho, foi ainda adoptada uma rótula metálica na parte comprimida  da  viga  a  meio‐vão  de  modo  a  fixar  a  força  de  compressão  na  rótula  permitindo  controlar  a  posição  das  forças  de  compressão  e  de  tracção  na  secção  de  meio‐vão.  O  momento flector nesta secção é constante para qualquer nível de carga. Lorenzis et al.  [93] realizaram no total 18 ensaios de flexão com vista a estudar o comportamento da  ligação CFRP/betão. Três séries de provetes foram ainda consideradas distinguindo‐se  entre si pela resistência à compressão do betão. Em cada série, foram ainda adoptados 3  diferentes  comprimentos  de  colagem.  Os  resultados  permitiram  concluir  que  a  força  máxima  ancorada  pelo  compósito  de  CFRP  não  variava  com  o  comprimento  de  colagem, significando que os comprimentos de colagem adoptados eram superiores ao  comprimento  de  colagem  de  transferência  da  ligação.  Lorenzis  et  al.  [93]  verificaram  ainda  que  o  número  de  camadas  conferia  uma  maior  capacidade  resistente  à  ligação  CFRP/betão. 

  No trabalho de Maria Aiello e Marianovella Leone [88], comparou‐se a influência  do  tipo  de  ensaio  de  aderência  no  desempenho  da  ligação  CFRP/betão.  Três  tipos  de  ensaio  foram  estudados:  corte  simples,  corte  duplo  e  flexão  de  viga  com  fenda  a  meio‐vão.  Os  resultados  experimentais  revelaram  que  as  tensões  de  aderência  nos  ensaios das vigas de BA com fenda a meio‐vão eram superiores às obtidas nos outros 

40  CAPÍTULO 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE  O DESEMPENHO E A MODELAÇÃO DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO  ensaios.  No  entanto,  os  deslizamentos  obtidos  nestes  ensaios  foram  inferiores  relativamente aos outros dois ensaios de corte. As dispersões de resultados obtidos para  os três tipos de ensaios vêm reforçar a necessidade em se assumir um único ensaio de  aderência de maneira a que possa integrar os regulamentos da especialdidade conforme  refere Davalos et al. [68] e que, de acordo Aiello e Leone [88], o ensaio de corte simples  acaba por representar uma boa alternativa aos ensaios mais sofisticados, principalmente  quando  se  pretende  realizar  estudos  mais  localizados  sobre  a  ligação  FRP/betão  e  se  pretende determinar uma tensão de aderência média. 

  Dolan  et  al.  [94]  elegeram  também  este  tipo  de  ensaio  para  levar  a  cabo  uma  vasta campanha de ensaios (229 vigas) para avaliar os efeitos de degradação da ligação  CFRP/betão  sob  diferentes  agentes  ambientais  agressivos.  O  estudo  incidiu  ainda  no  tipo de aplicação do compósito de CFRP tendo os autores aplicado o compósito por wet 

lay‐up e em forma de laminado. O ensaio, controlado por deslocamento a 2,54mm/min 

(1in/min),  apresentou  os  modos  de  ruptura  seguintes:  coesiva  pelo  betão  (fendilhação  por flexão/corte da viga de betão), coesiva pela fibra (com delaminação do compósito) e  adesiva  (pela  interface  CFRP/betão).  Apresentam‐se  mais  detalhes  sobre  este  trabalho  no Sub‐Capítulo 2.8. 

  Yashar Khalighi [95] escolheu este tipo de ensaio para estudar o comportamento  das  ligações  GFRP/betão  e  CFRP/betão  com  recurso  a  42  vigas  de  secção  rectangular  (310×100×100mm) e 6 vigas de controlo (sem colagem de FRP). As dimensões escolhidas  para  as  vigas  incidiram  apenas  na  facilidade  de  manuseamento  e  custos  inerentes  à  concepção dos provetes. Yashar Khalighi [94] fez ainda variar o tipo de preparação de  superfície,  o  tipo  de  resina,  a  velocidade  de  aplicação  das  cargas  (em  ensaios  de  impacto)  e  o  efeito  do  comprimento  de  colagem.  Dois  tipos  de  betão  (fcm=28,1MPa  e  33,1MPa) foram ainda considerados neste trabalho ao qual se adicionaram fibras de aço  com  30mm  de  comprimento  e  secção  transversal  rectangular  de  1,0×0,5mm  com  o  intuito de induzir uma ruptura dos provetes pela interface. Os provetes tiveram, na sua  generalidade, uma ruptura preponderantemente mais adesiva com clara excepção para  os ensaios em que o autor utilizou compósitos de CFRP e nos quais foram identificadas  duas  rupturas  distintas:  (i)  ruptura  coesiva  pelo  compósito  conforme  se  mostra  pela  Figura 2.18a; e (ii) ruptura pelo betão por falta de amarração do compósito (ruptura por  esforço transverso) conforme se mostra pela Figura 2.18b. A primeira das rupturas ficou  a dever‐se, provavelmente, ao modo de impregnação das fibras seguido pelo autor em  que a utilização de pistola de pressão para pulverizar a fibra com resina foi insuficiente  para  impregnar  as  fibras  de  carbono.  No  segundo  caso,  a  aplicação  da  resina  com  recurso a rolo foi mais eficiente e daí, tendo o compósito de CFRP um elevado módulo  de  elasticidade,  acabou  por  induzir  mais  forças  para  o  apoio  conduzindo  o  provete  a  uma ruptura por esforço transverso. A Figura 2.19 mostra o esquema de ensaio seguido  por Yashar Khalighi [95] com recurso a uma máquina universal de tracção/compressão e  que  cujos  ensaios  quasi  estáticos  foram  realizados  sob  controlo  dos  deslocamentos  à  razão de 0,05mm/min. 

2.4. ENSAIOS DE ADERÊNCIA    41        Figura 2.18: Modos de ruptura no ensaio: (a) com pulverização da resina na fibra de carbono (em  cima); (b) com aplicação a rolo da resina na fibra de carbono (em baixo à esquerda); e (c) com  GFRP [95].      Figura 2.19: Ensaio de viga à flexão de 4 pontos com uma fenda a meio‐vão seguido por Yashar  Khalighi [95]. 

 

2.4.8. Ensaio de viga de BA com rótula a meio‐vão 

O ensaio de vigas de betão armado com rótula a meio‐vão consiste num ensaio de flexão  de 4 pontos. O ensaio possui simetria e os dois blocos de betão armado que formam a  viga  são  unidos  por  intermédio  de  uma  rótula  metálica  e  colados  com  FRP  na  face  traccionada.  Algumas  variantes  para  o  sistema  metálico  da  rótula  são  conhecidas:  (i)  com recurso a 4 chapas metálicas [17, 18]; e (ii) com recurso a peças metálicas em forma  de  “T”  [96].  O  ensaio  necessita  de  uma  célula  de  carga  que  fica  colocada  atrás  do  actuador para medição das forças envolvidas no ensaio. Em alternativa, o ensaio pode