CAPÍTULO 2 – Considerações gerais e tipos de reforço
2.4 Tipos de reforço
2.4.3 Reparação ou reforço com resinas epoxy e elementos metálicos
ELEMENTOS METÁLICOS
Esta técnica apresenta várias vantagens tais como a rapidez de execução, a compatibilidade com o projecto inicial (arquitectura), apresentar instalações auxiliares simples e ausência de materiais húmidos.
No entanto, necessita de pessoal qualificado e especializado, um controle de qualidade dos materiais utilizados e fiscalização rigorosa.
Madeira (prumos)
1ª fase de aplicação 2ª fase de aplicação
Cofragem 1ª fase
2ª fase 2ª fase
Considerações gerais e tipos de reforço 39
Em resumo, a fixação das armaduras exteriores (chapas de aço ou perfis metálicos) é geralmente efectuada com adesivos epoxídicos, os quais podem ser aplicados por espalhamento sobre as superfícies a fixar, ou por injecção preenchendo os espaços entre a superfície da peça a reforçar e o elemento de reforço. A ligação pode ser complementada com buchas metálicas. De forma a garantir boas condições de ligação do reforço, é necessário proceder a uma cuidadosa preparação, não somente da superfície de betão a reforçar, como também das chapas.
Os inconvenientes que acarreta cingem-se à corrosividade do aço, havendo grande probabilidade da zona da colagem (interface betão – adesivo – aço) se deteriorar; a dificuldade de manipulação de pesadas chapas de aço no local da obra (especialmente em superfícies curvas); necessidade de suportes provisórios durante o tempo de cura do adesivo; limitação do comprimento das chapas, por restrições do seu transporte, podendo dar origem à necessidade de execução de emendas (Dias & Barros, 2005).
Materiais e conceitos principais
Resinas epoxy
Tipicamente, as resinas epoxy são constituídas por dois componentes que, quando combinados, conduzem a um processo de polimerização e consequente endurecimento. Na Figura 2.8 apresenta-se, esquematicamente, este processo e suas características.
Resina - Irreversível
- Afectada pela temperatura - Fortemente exotérmica
- Sem formação de produtos residuais (sem retracção).
Polimerização Endurecedor
40 Capítulo 2
Conceitos principais
Apresentam-se, resumidamente, os conceitos e definições mais importantes no que diz respeito a resinas epoxy. Este tema será novamente abordado e aprofundado no ponto 2.2.4, na reparação ou reforço com polímeros reforçados com fibras, onde as resinas desempenham um papel deveras crucial.
Tempo de utilização (“Pot-life”)
Período de tempo após a mistura, durante o qual deve ser aplicado o produto.
Depende bastante da temperatura – o aumento da temperatura diminui o pot-life.
A 20 ºC o “pot-life” das resinas usualmente utilizadas na construção pode variar entre 45 e 120 minutos.
Para resinas utilizadas em injecções é da ordem dos 15 a 20 minutos – resinas de “cura rápida”.
Tempo de contacto (“Open – time”)
Período de tempo no qual as peças a ligar devem ser unidas, logo que a resina lhes tenha sido aplicada (colagens).
Viscosidade Importante para as aplicações por injecção. É também bastante dependente da temperatura.
Na generalidade, com o aumento da temperatura, a viscosidade e o “pot-life” diminuem.
Existe no mercado uma grande variedade de produtos deste tipo, cujas características e propriedades variam (e podem mesmo ser adaptadas) consoante as formulações, dependendo dos componentes utilizados, relações da mistura, aditivos, agregados, etc.
As recomendações a ter em conta para as formulações a utilizar em trabalhos de reparação ou de reforço, passam pelos seguintes pontos:
Adequado “pot-life”, baixo tempo de endurecimento (polimerização) e boa trabalhabilidade (viscosidade);
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Boa tolerância em relação a misturas incorrectas;
Excelentes características de ligação e de adesão ao betão e ao aço, não (ou minimamente) afectadas pela humidade;
Retracção e fluência negligenciáveis;
Boa resistência ao efeito de temperaturas elevadas;
Baixos valores da viscosidade para trabalhos de injecção e de impregnação e altos valores da viscosidade para aplicações em colagens;
Módulos de deformabilidade não muito baixos, para evitar reduções de rigidez estrutural.
Betão
Neste caso, o betão de suporte para ser alvo da aplicação de reforços por elementos metálicos, deve ter uma tensão característica de rotura à compressão superior à classe C16/20.
Aço
Recomenda-se a utilização de aços macios com tensão de cedência inferior a 400 MPa (preferencialmente o S235 para elementos metálicos), com vista a explorar, em estado limite último, a sua plasticidade (Matos, 2000).
Tecnologias
Adição de chapas metálicas em elementos de betão armado Preparação das superfícies
No que toca à preparação inicial das superfícies, é necessário ter em atenção o seguinte:
Betão Utilização de um martelo de agulhas ou de jacto de areia para limpar a superfície e aumentar, de modo não excessivo, a sua rugosidade.
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Chapa de aço Remoção de óxidos (imersão rápida em solução ácida) e limpeza da superfície com agentes dissolventes.
Galvanização ou aplicação de um primário para protecção anti-corrosiva.
Protecção temporária (até ao momento da colagem) por película aderente.
Colagem sem injecção
Proceder à aplicação da resina nas superfícies a colar e sua junção (ter em atenção o “pot-life” e o “open-time” da resina).
Fixar e apertar (geralmente por elementos metálicos), durante o tempo adequado à polimerização (endurecimento) da resina (mínimo de 24 horas, geralmente).
De ressalvar que a película de resina não deve exceder os 2 mm.
Ligação chapa-betão por injecção
Neste procedimento de aplicação, a viscosidade da resina deve ser adequada ao processo de injecção, sendo a preparação das superfícies idêntica ao descrito para o processo de colagem sem injecção.
A chapa é colocada na sua posição e selada perimetralmente (betume de ferro, argamassa de presa rápida, etc.). Deve-se também proceder à colmatação de fissuras adjacentes, para impedir a saída da resina durante a injecção.
Procede-se à instalação de tubos injectores (tubos plásticos de 20 em 20 cm, ao longo do vedante perimetral) e injecta-se a resina, por pistola especial, no 1º tubo até aparecer no 2º tubo. Quando isto acontecer, fecha-se o 1º tubo e continua-se a injecção pelo 2º tubo e assim sucessivamente.
No último tubo termina-se a injecção aplicando-se uma pressão que garanta o preenchimento total do espaço entre a chapa e o betão, sem destruir a selagem perimetral ou danificar o betão.
Por este processo resultam também “injectadas” as fissuras anexas do elemento de betão a reforçar.
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Como se pode constatar, este processo é de execução mais exigente e delicada do que o anterior.
Utilização de fixações metálicas
A ligação chapa-betão por injecção pode ser reforçada pela utilização de fixações metálicas, especialmente nas zonas de ancoragem (extremidades) das chapas metálicas.
As buchas são colocadas antes da injecção e facilitam a fixação da chapa durante o processo de injecção (Matos, 2000).
2.4.4 REPARAÇÃO OU REFORÇO COM POLÍMEROS REFORÇADOS