Qualificação dos materiais

Os adesivos e sistemas FRP-EBR usados devem ser caracterizados de acordo com métodos de teste standard. Os materiais FRP devem cumprir as qualificações em termos de

propriedades mecânicas, físicas e químicas exigidas pelo projecto. Embora muitos dos fornecedores de FRP’s disponibilizem informação acerca das propriedades dos seus sistemas de reforço, normalmente são realizados testes de qualificação por uma autoridade competente independente para confirmar a validade das propriedades físicas e mecânicas disponibilizadas (fib, 2001; ISIS, 2006e). As qualificações podem incluir testes para verificar (ISIS, 2006e):

a) Resistência à tracção e o módulo de elasticidade; b) Extensão na rotura;

c) Temperatura de transição vítrea, Tg, da resina; d) Pot-life da resina;

e) Resistência da aderência ao betão.

5.1.1. Agente de colagem

Os agentes de colagem normalmente utilizados são constituídos por dois componentes, resina e endurecedor, e são do tipo epoxi ou idênticos. A grande experiência no uso de adesivos epoxi e a sua durabilidade, comprovam a sua aptidão. No entanto, podem ser usados outros adesivos desde que comprovem ter um desempenho e durabilidade equivalente. Os requisitos do adesivo para colagem estrutural são estabelecidos na pr EN 1504-4 (ACI 440.2R-02, 2002).

5.1.1.1. Propriedades físicas

Viscosidade e tixotropia – o agente polimérico de colagem deve ser capaz de ser aplicado

imediatamente após a mistura, de acordo com as instruções do fabricante, em camadas com a espessura mínima especificada e proporcionando um humedecimento correcto. A viscosidade do adesivo deve ser optimizada de acordo com a utilização pretendida e irá diferir para os sistemas FRP-EBR pré-fabricados e wet-lay-up. Esta pode ser determinada de acordo com a ISO 3219, CEN 1995. A tixotropia é necessária quando se requer uma alta viscosidade com capacidade de humedecimento durante o espalhamento. A aptidão do adesivo para aplicação em superfícies verticais, horizontais e inclinadas pode ser verificada pela EN 1799, CEN 1998 (fib, 2001).

Controlo de qualidade

especificadas pelo fabricante. A temperatura máxima de cura pode ser especificada em relação ao pot-life e à viscosidade, e a temperatura mínima à qual a cura ainda é possível, geralmente, é igual a 5ºC. A humidade relativa acima da qual ocorre insuficiência de adesão, geralmente, é de 80%. Durante a cura, o adesivo deve apresentar uma retracção inferior a 0,1%, determinada de acordo com a prEN 12617-3, CEN 2001 (fib, 2001).

Pot-life, open-time e prazo de validade – o adesivo depois de misturado deve ter um pot-life superior a 40 minutos à temperatura de aplicação e pode ser determinado de acordo

com a prEN 14022,CEN 2001. O tempo após a aplicação do adesivo (open-time) dentro do qual a união pode ser efectuada, deve ser superior a 20 minutos à temperatura de aplicação e pode ser determinado de acordo com EN 12189, CEN 1999. O prazo de validade de todos os componentes do adesivo deve ser superior a 6 meses, quando em recipientes originais e armazenados entre 5 e 25ºC. Se o prazo de validade, pot-life ou open-time tiverem sido ultrapassados, o adesivo não deve ser usado (fib, 2001).

Temperatura de transição vítrea, Tg – a temperatura de transição vítrea deve ser

suficientemente grande em relação à temperatura de serviço, Tg ≥ 45ºC, ou à temperatura

máxima do ar em serviço +20ºC, consoante a que for maior. A temperatura de transição vítrea pode ser determinada de acordo com a prEN 12614, CEN 2001 (fib, 2001).

Resistência à humidade – o transporte de humidade através do adesivo deve ser

minimizado. A absorção máxima após imersão em água, de acordo com prEN 13580, CEN 2001, não deve exceder 3% em peso (fib, 2001).

Propriedades do puttie filler – os puttie fillers usados em conjunto com os adesivos devem

ser electricamente não condutores, altamente resistentes à humidade, capazes de resistir a temperaturas até 120ºC, sem degradação e ter dimensões máximas das partículas de 0,5 mm (fib, 2001).

5.1.1.2. Durabilidade e propriedades mecânicas do adesivo curado

Módulo de elasticidade em flexão (módulo de flexão) – o módulo de elasticidade deve ser

determinado de acordo com a ISO 178, 1993 devendo estar entre 2000 e 150000 N/mm2. O limite inferior está relacionado com a limitação da fluência e o superior com a minimização da concentração de tensões (fib, 2001).

Resistência ao corte – o valor mínimo necessário é 12 N/mm2 a 20ºC. A resistência ao corte é determinada de acordo com a EN 12188, CEN 1999 (fib, 2001).

Resistência à adesão – a resistência à adesão do agente de colagem é determinada de

acordo com a EN 12188, CEN 1999 e deve ser superior a 15 N/mm2 a 20ºC (fib, 2001).

Resistência à compressão – a resistência à compressão pode ser determinada de acordo

com a EN 12190, CEN 1998 (fib, 2001).

A durabilidade deve ser comprovada com base em testes laboratoriais de durabilidade acelerada ou baseada em experiencias a longo prazo (pelo menos 15 anos) em condições similares às de utilização. Quanto à durabilidade, fadiga e fluência sob ensaios de carga, é feita referência à prEN 13584-1, CEN 2001, prEN 13733, CEN 2001, prEN 13894-1, CEN 2001 e prEN 13894-2, CEN 2001 (fib, 2001).

5.1.2. Sistema FRP-EBR

O sistema FRP-EBR é definido basicamente pelo(s) tipo(s) de fibra(s), pela resina de aglutinação (matriz) e pela direcção e fracção de volume das fibras.

5.1.2.1. Tipo e características geométricas do FRP-EBR

O tipo de FRP-EBR e as características dimensionais devem ser especificadas em termos de: tipologia - pré-fabricados (tiras ou laminas) ou curados in-situ (mantas ou tecidos); tipo(s) de fibra(s); tipo de resina; direcção das fibras; largura, comprimento e espessura nominal.

A definição da espessura do FRP deve ser claramente indicada, sendo geralmente feita referência à espessura global ou à espessura das fibras secas (fib, 2001).

5.1.2.2. Propriedades físicas do FRP-EBR

Fracção de fibra – o peso da fracção de fibra, a fracção do volume de fibra ou o peso de

fibra por unidade de área deve ser apresentado para cada uma das direcções das fibras.

Quantidade de resina para impregnação – a quantidade mínima de resina por unidade de

Controlo de qualidade

Coeficiente de expansão térmica – o coeficiente de expansão térmica deve ser determinado

de acordo com a EN 1770, CEN 1998.

Temperatura de transição vítrea – a temperatura de transição vítrea dos FRP’s pré-

fabricados normalmente é maior (devido ao processo de produção) do que a do agente de colagem. A temperatura de transição vítrea dos sistemas wet-lay-up é dada pela resina de colagem e impregnação.

Absorção de humidade e estabilidade química – tal como especificado para o agente de

colagem, a absorção de humidade do FRP curado deve ser limitada. Embora os sistemas FRP-EBR geralmente tenham boa estabilidade química, a durabilidade do sistema nestes ambientes deve ser demonstrada (fib, 2001).

5.1.2.3. Durabilidade e propriedades mecânicas do FRP

Resistência à tracção, módulo de elasticidade, tensão e extensão de rotura – a extensão de

tracção, o módulo de elasticidade na origem (módulo tangente), o módulo secante (dado por 20-60% da carga última) e a extensão de rotura devem ser determinados por ensaios de tensão. Não existem métodos padrão disponíveis, embora possa ser feita referência aos métodos de ensaio para materiais FRP utilizados em outros campos: ISO 527-5,1997; EN 2561, CEN 1996; ASTM D 3039/D3039M, 1995. Os resultados dos testes devem ser apresentados como valores médios e desvio padrão. Para a resistência à tracção e módulo de elasticidade deve estabelecer-se claramente o valor da espessura nominal tido em consideração. As propriedades obtidas nos testes de tracção estão relacionadas com a direcção das fibras, sendo que, para os tecidos de FRP com fibras em múltiplas direcções, as propriedades deverão ser determinadas para cada direcção das fibras (fib, 2001). Os FRP’s devem ter resistência suficiente à humidade, aos produtos químicos e às radiações UV ou então deverão ser protegidos por camadas protectoras.