Ensaios de aderência

realizado  em  2006  [18],  o  valor  calculado  para  a  energia  de  fractura  do  Modo  II,  em  provetes  de  betão  armado  exteriormente  reforçados  com  compósitos  de  GFRP  recorrendo a curvas do tipo bond‐slip foi de 1,107N/mm. Recorrendo à expressão (2.17) e  assumindo o comprimento da fenda a igual ao comprimento de transferência da ligação,  a  energia  de  fractura  do  Modo  II  toma  o  valor  de  1,076N/mm  cometendo‐se  um  erro  relativo de apenas 2,8%. Refira‐se ainda que no caso de se adoptar a expressão (2.21) a  energia  de  fractura  do  Modo  II  valeria  apenas  0,972N/mm  cometendo‐se  um  erro  relativo de 12,2%. 

2.4. Ensaios de aderência 

O  estudo  da  aderência  entre  um  compósito  de  FRP  e  o  betão  tem  levado  diversos  investigadores  a  procurarem  soluções  que,  por  não  haver  nem  consenso  nem  regulamentação que defina o(s) ensaio(s) mais adequado(s), se distinguem precisamente  pelo  tipo  de  ensaio  experimental  praticado.  É  pois  muito  comum  encontrar  uma  diversidade de ensaios na literatura e que se esquematizam sucintamente na Figura 2.11  [4, 66, 67]. 

  Refira‐se  ainda  que,  os  atributos  que  um  dado  ensaio  ou/e  provete  deve  apresentar para vir a configurar nas normas ou códigos devem, segundo Davalos et al.  [68], basear‐se nos seguintes aspectos: 

i. permitir que os ensaios mecânicos incidam primeiramente sob a interface da ligação  em  detrimento  do  adesivo.  Dada  a  existência  no  mercado  de  diferentes  marcas  comerciais  de  adesivos,  este  aspecto  libertaria  assim  o  ensaio  de  uma  variável  importante no estudo da caracterização e desempenho da ligação; 

ii. os  provetes  deverão  ser  compactos  e  versáteis  permitindo  a  realização  de  ensaios  estáticos,  de  fadiga  e  de  durabilidade  (efeitos  ambientais),  proporcionando  ainda,  para os mesmos instantes de ensaio, uma correlação com elementos estruturas reais,  e portanto, de maiores dimensões; 

iii. permitir a obtenção de informação sobre as propriedades dos materiais directamente  relacionados  com  o  desempenho  da  interface,  baseado  em  princípios  mecânicos  e  sendo adequado para o estudo paramétrico dos efeitos ambientais; 

iv. permitir  a  redução  no  tratamento  de  dados  e  na  simplificação  das  técnicas  de  interpretação dos ensaios de modo a conseguir‐se idealizar modelos de degradação  envolvidos na interface levando assim, à identificação e quantificação de factores de  dimensionamento que podem ser extremamente úteis na prática. 

A  seguir,  faz‐se  uma  síntese  bibliográfica  dos  principais  aspectos  de  cada  um  dos  ensaios esquematizados na Figura 2.11. 

2.4.1. Ensaio de Pull‐off 

O  ensaio  representado  na  Figura  2.11a  é  vulgarmente  chamado  por  Pull‐off  test  e  tem  como principal objectivo determinar as características mínimas do suporte e verificar as  interfaces  adesivas  (adesivo/betão  e  adesivo/FRP)  [68].  Este  ensaio  tem  ainda  uma 

26  CAPÍTULO 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE  O DESEMPENHO E A MODELAÇÃO DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO  grande popularidade por ser de muito fácil utilização em obra e consiste na colagem de  uma  pastilha  metálica,  bronze  ou  alumínio,  ao  compósito  de  FRP  já  polimerizado.  A  pastilha metálica tem um pino enroscado que, por sua vez, faz a ligação ao equipamento  de  ensaio.  A  imposição  da  força  é  então  feita  gradualmente  por  reacção  dos  “pés”  (geralmente três) do equipamento no bloco de betão a ensaiar e a leitura da força é feita  através de um dinamómetro do tipo analógico ou digital [69]. A Figura 2.12 mostra um  equipamento de ensaio Pull‐off.      Figura 2.11: Recolha bibliográfica de diferentes esquemas de ensaios para o estudo da aderência  entre um compósito de FRP e o betão. 

2.4. ENSAIOS DE ADERÊNCIA    27      A preparação do ensaio consiste, após a preparação e limpeza da superfície de betão a  colar, colagem e polimerização do compósito de FRP, no corte do FRP com uma broca  de ponta diamantada de diâmetro interno igual à pastilha. Este procedimento implica  que a broca de corte não danifique o compósito de FRP e, ao mesmo tempo, perfure o  betão com um comprimento de 15 ± 5mm [69]. 

  Este  ensaio  é  extremamente  simples  de  realizar  e  fornece  apenas  o  valor  da  tensão de aderência ao arrancamento da pastilha metálica no caso de se obter um modo  de  ruptura  pela  interface  FRP/betão.  Outros  modos  de  ruptura  são  também  descritos  por  alguns  autores  [69‐72].  Os  modos  de  ruptura  são  distinguidos  por:  (i)  ruptura  coesiva pelo betão; (ii) ruptura pela interface entre o adesivo e o betão; (iii) ruptura pela  interface entre o adesivo e o compósito de FRP; e (iv) ruptura coesiva pelo compósito de  FRP.  A  ruptura  dá‐se,  geralmente,  pelo  betão  evidenciando‐se  como  o  elemento  mais  débil do suporte e estando as rupturas pelas interfaces adesivas associadas a deficiente  preparação  da  superfície  de  colagem.  Em  alternativa,  e  em  conformidade  com  alguns  ensaios  realizados  anteriormente  [18],  se  os  provetes  estiveram  sujeitos  a  ciclos  acelerados de envelhecimento, essas rupturas podem evidenciar perdas na capacidade  resistente do adesivo (vide Figura 2.13).        Figura 2.12: Equipamento para o ensaio Pull‐off (à esquerda) e preparação dos cortes num betão  colado com GFRP para colagem das pastilhas metálicas (à direita) [18].    Apesar das vantagens, já aqui expostas, os resultados provenientes do ensaio de Pull‐off  podem, segundo Everaldo Bonaldo et al. [69] ser afectados por alguns factores tais como  a profundidade de corte diametral produzida no betão, a espessura da peça de betão e a  resistência  (ou  classe)  do  betão.  Uma  grande  dispersão  dos  resultados  foi  ainda  verificada por Hamid Rahimi [72] cujos ensaios realizados na avaliação de uma ligação  entre  uma  resina  epoxídica  e  um  betão  com  alto  teor  de  humidade  revelaram  uma  tensão  de  arrancamento  compreendida  entre  os  1,65MPa  e  os  2,91MPa.  Os  resultados  finais podem ainda ser afectados pela humidade aquando do procedimento de colagem  do FRP. De acordo com o trabalho de Kesteloot et al. [71], um betão com alto teor de  humidade reduz a tensão de arrancamento em cerca de 65%, alterando também o modo  de ruptura de coesiva (pelo betão) para adesiva (pela interface adesivo/betão). 

  O diâmetro da pastilha a usar é também um factor decisivo neste ensaio. Uma  vez  que  pastilhas  com  diâmetros  pequenos  requerem  brocas  com  diâmetros  também  mais pequenos, aumentando‐se a probabilidade de danificar a região de betão que fica