O Efeito Da Temperatura Na Manutenção Da Integridade Do Reforço Com Fibra De Carbono

8/17/2019 O Efeito Da Temperatura Na Manutenção Da Integridade Do Reforço Com Fibra De Carbono

1/15

Iº Encontro Luso-Brasileiro de Degradação em Estruturas de Concreto Armado

Salvador, Bahia, Brasil, 06 a 09 de agosto de 2014 1

O efeito da temperatura na manutenção da integridade doreforço com fibra de carbono em corpos de prova prismáticos

de concreto.

HENDGES, M.a,*; MEDEIROS M.H.F b

a Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil;b Universidade Federal do Paraná, Departamento de Construção Civil, Curitiba, Brasil.

* [email protected]

Resumo

O emprego de fibra de carbono como meio de reforçar estruturas de concreto degradadas, ou que

necessitem maior capacidade portante, tem sido cada vez mais frequente e um ponto de dúvida sobre

este assunto é sua resistência à temperatura, principalmente por sua aplicação ser associada a resinas

epóxi. Neste contexto, no estudo foi investigado o comportamento de vigas de concreto, reforçadas

com fibra de carbono, quanto à manutenção da integridade do reforço após exposição a temperaturas

elevadas distintas, além de analisar um processo de cura térmica do sistema de reforço para determinar

ou não sua eficácia. Os resultados revelam uma significante diminuição da capacidade mecânica da peça

após exposição a 90°C, porém, evidenciam um aumento da resistência pelo processo de cura térmica.

Palavras-chave : Reforço Estrutural, Fibra de Carbono, Temperatura, Cura térmica, Materiais de Construção Civil.

The temperature effect on the integrity maintenance of

carbon fiber reinforcement on prismatic concrete specimens. Abstract

The usage of Carbon Fiber as reinforcement of deteriorated concrete structures, or that need to

support a larger load, is becoming more frequent, and a doubt point about the subject is its resistance

to temperature, mainly because of its association with epoxy resins on the appliance. In this context, the

study explores the behavior of beam specimens of concrete, reinforced with carbon fiber, regarding the

maintenance of the integrity of the reinforcement after exposition to higher and different temperatures,

besides analyzing a process of thermal curing of the reinforcement system to determine or not its

efficiency. Results reveal a significant diminish on the mechanical strength of the specimen after

exposition to 90°C, however, show an increase on the strength by thermal curing process.

Keywords : Structural Reinforcement, Carbon Fiber, Temperature, Thermal Cure, Civil Construction Materials.


2/15

2

1 Introdução

Com o advento da técnica do concreto armado ocorrido no século passado, esse tipo de

construção tornou-se extremamente difundida e largamente utilizada em todos os âmbitos da

construção civil. Pode-se encontra-lo em casas de alvenaria, em rodovias, pontes, nos edifíciosmais altos do mundo, em torres de resfriamento, em usinas hidrelétricas e nucleares, em obras

de saneamento e até em plataformas de extração petrolífera móveis. Estima-se que anualmente

são consumidas 11 bilhões de tonaladas de concreto, perfazendo segundo a Federación

Iberoamericana de Hormigón Premesclado (FIHP), um consumo médio de 1,9 tonelada de

concreto por habitante por ano, valor inferior apenas ao consumo de água (PEDROSO [1]).

Mas com todo esse crescimento, a necessidade de manutenção e reparos cresce em proporção

semelhante. A ocorrência de falhas que vêm sendo vivenciadas tem sido fruto da existência de

situações de risco decorrentes de deficiências de projeto e execução, de falta de conservação ou

de intervenções inadequadas, problemas que denotam um sério déficit de conhecimento sobre

o comportamento estutural e os mecanismos de deterioração de edifícios e outras obras. Esse

problema tende a se agravar nos próximos anos, pois muitas estruturas estão atingindo idades

avançadas, o que vai aumentar a demanda por intervenções de reparo e proteção (TUTIKIAN

et al. [2]). Além disso, com o desenvolvimento da tecnologia do concreto e suas respectivas

técnicas construtivas, em conjunto com a implementação de ferramentas computacionais

sofisticadas, capazes de reproduzir com grande precisão o comportamento do concreto e do

aço, atualmente, é possível explorar plenamente as propriedades destes materiais. Embora

otimizadas do ponto de vista estrutural e econômico, as novas estruturas de concreto são mais

sensíveis a qualquer defeito dos materiais, da execução ou do cálculo, podendo gerar situações

de risco. As estruturas de concreto armado hoje são, portanto, mais sucetíveis a apresentar um

quadro patológico do que as mais antigas, que eram dimensionadas com uma margem de

segurança superior, dispondo de uma capacidade resistente para suplantar os efeitos de agentes

agressivos, mecânicos e químicos (BEBER [3]). Por isso, além das estruturas antigas

deterioradas ao longo do tempo, construções recentes também podem requerer métodos derecuparação e reforço, tornando os processos de degradação das estruturas de concreto

armado grande objeto de estudo para o desenvolvimento de técnicas de mitigação e

recuperação dos sistemas.


3/15

3

Um dos métodos de recuperação que vem alcançando destaque recentemente é o emprego de

compósitos com fibra de carbono a fim de restaurar a capacidade portante inicial da estrutura

devido à deterioração, ou elevá-la devido ao aumento da carga útil aplicada. Várias

características da fibra garantem seu aspecto vantajoso quanto a outras opções de reforço

estrutural, sendo uma alternativa eficiente e de grande utilidade em diversos casos. Sua grande

resistência à tração, elevado módulo de elasticidade longitudinal, dimensões e peso reduzidos,

alta resistência à maioria dos produtos químicos, estabilidade dimensional e facilidade de

aplicação a tornam competitiva nos mais diversos ramos da construção civil.

A aplicação associa a fibra de carbono, em forma de manta, a uma matriz polimérica,

geralmente uma resina epóxi, a qual é um polímero termofixo. Os dois componentes tendem a

ligar-se formando um compósito monolítico aderido a superfície da estrutura. As propriedades

mecânicas do compósito provêm inteiramente das características da fibra e de sua interfacecom a matriz polimérica, a qual é diretamente afetada pelas condições do ambiente exposto.

Por isso, faz-se necessária a matriz possuir características como alta estabilidade dimensional

em temperaturas elevadas, baixa absorção de água, alta resistência química e mecânica, entre

outras (HOLLOWAY [4]). Segundo a IUPAC (International Union of Pure and Applied

Chemistry), um polímero termofixo pode ser sólido ou viscoso, modificado irreversivelmente

em uma rede polimérica infusível e insolúvel (HORIE et al. [5]). Neste conceito, a variação de

temperatura acima de certo limite acaba por decompô-lo, diminuindo drasticamente suas

propriedades mecânicas.

Em geral, as fibras formadoras dos compósitos não se degradam, quando submetidas às

temperaturas inferiores a 80ºC. Entretanto, como as resinas e adesivos, utilizados na formação

e aplicação dos compósitos do tipo polímero reforçado com fibras, não resistem a elevadas

temperaturas, a aplicação de temperaturas em torno de 80ºC pode causar danos que

prejudiquem a ação do compósito (PERELLES et al. [6]). Em decorrência dessa associação de

materiais acometida pela fragilidade da resina epóxi a temperaturas acima de determinado

ponto, a investigação do comportamento relativo às variações de temperaturas se faz

necessário, evitando o emprego de uma técnica que pode não ser totalmente eficaz para o

ambiente de exposição. Por exemplo, uma estrutura de concreto exposta à insolação intensa

pode atingir temperaturas da ordem de 80°C (THOMAZ [7]), assim também, chaminés e

outros ambientes industriais podem alcançar temperaturas elevadas.


4/15

4

Outro ponto de análise do estudo é o aumento da resistência do reforço através de um

processo de cura térmica, o qual, segundo a literatura abordada neste estudo, tem a capacidade

de acelerar a velocidade de reação da resina, aumentando assim a taxa de reação e a quantidade

de ligações cruzadas, as quais conferem maior resistência mecânica ao compósito.

Obter total conhecimento do comportamento estrutural de peças reforçadas se faz essencial,

principalmente pelo ponto de vista do ambiente de exposição relacionado às principais

fragilidades do método de recuperação. Além disso, alternativas que aperfeiçoem a técnica

também são de grande valia, a fim de obter a máxima durabilidade das edificações e garantir a

segurança dos usuários.

1.1 Cura de resinas epóxi

A cura de uma resina epoxídica termofixa é um processo de complexidade elevada, definido

pela mudança nas propriedades químicas e físicas de uma determinada combinação entre resinae endurecedor. Mudanças às quais ocorrem irreversivelmente através de reações químicas

exotérmicas, sendo usualmente influenciadas pela ação da temperatura, pressão e vácuo em

condições variadas (PARDINI et al. [8]).

Os principais fenômenos que ocorrem durante a cura de sistemas termofixos são a gelificação

e a vitrificação. O primeiro corresponde ao momento onde o polímero passa de um liquido

viscoso para um gel elástico, e a partir deste momento, o processo continua mais lentamente

devido ao aumento da densidade de ligações cruzadas que restringem a mobilidade do sistema.

Esse acréscimo nas ligações cruzadas provoca um aumento na temperatura de transição vítrea

(Tg) e nas propriedades mecânicas do material (PARDINI et al. [8]).

Como a principal responsável pela reação de cura das resinas termofixas é a temperatura, pode

se considerar que esta ocorre segundo a equação de Arrhenius:

k = A.e(-E/RT)

Onde:

k = constante de velocidade de reação na temperatura T (s-1 );

E = energia de ativação (J/mol);

R = constante dos gases (8,314 J/K.mol);

T = temperatura absoluta (K);

A = fator pré-exponencial ou de frequência (s-1 ).

Portanto, a velocidade da reação aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura,

melhorando o processo de cura e possibilitando uma maior resistência mecânica do sistema.


5/15

5

Já a vitrificação, é a formação do sólido vítreo pelo processo no qual a reação química é

resfriada durante o ciclo de cura (PARDINI et al. [8]).

A temperatura de transição vítrea é o valor médio da faixa de temperatura que, durante o

aquecimento de um material polimérico de uma temperatura muito baixa para valores mais

altos, permite que as cadeias poliméricas da fase amorfa adquiram mobilidade, ou seja,

adquiram possibilidade de mudança de conformação. Abaixo de Tg o polímero não tem

energia interna suficiente para permitir o deslocamento de uma cadeia com relação à outra por

mudanças conformacionais. Ele está no estado vítreo caracterizado por se apresentar duro,

rígido e quebradiço como um vidro, por isto g, do inglês “glass”. Tg trata-se de uma transição

termodinâmica de segunda ordem, isto é, que afeta as variáveis termodinâmicas secundárias.

Algumas propriedades mudam com Tg e, portanto, podem ser utilizadas para a sua

determinação: módulo de elasticidade, coeficiente de expansão, índice de refração, calorespecífico, etc (CANEVAROLO JR [9]).

A transição vítrea de polímeros termofixos é caracterizada pela temperatura acima da qual o

material deixa de comportar-se como um sólido, e passa a funcionar como um líquido (estado

de borracha). Em temperaturas superiores ao Tg, o polímero começa a perder sua resistência

até chegar à sua decomposição (HOLLOWAY [4]).

2 Materiais e Métodos

2.1

Características dos corpos de prova

Os corpos de prova prismáticos de concreto foram moldados em fôrmas metálicas e tiveram

dimensões de 305 mm x 56,3 mm x 25,4 mm. A mistura do concreto foi feita em uma

argamassadeira convencional, de eixo vertical, em dois períodos de 2 minutos, separados pelo

tempo necessário para revirar o material do fundo da cuba misturando com o todo. A

concretagem foi feita em duas camadas, cada uma compactada por 30 golpes padronizados

através de um soquete padrão de metal. A superfície foi regularizada manualmente e aplicado

um plástico filme até a desmoldagem, a qual ocorreu 24 horas depois da moldagem. Os corpos

de prova foram mantidos submersos em uma solução de água e cal por 28 dias para a cura do

concreto, e suas características estão descritas na Tabela 1:


6/15

6

Tabela 1 - Características do concreto

Traço em massa: 1 : 2,2 : 3

Relação Água/Cimento: 0,6

Cimento CPII F-32

Brita 4,75/12,5 (brita zero) Areia fina (zona utilizável), natural, seca em estufa

Foram utilizados quatro corpos de prova para determinar os valores referenciais sem a

exposição às temperaturas variáveis, tanto no aspecto da degradação quanto no da cura.

2.2

Fibra de carbono

É uma fibra sintética composta por filamentos de 5 a 10 micrometros de diâmetro, sendo que

cada filamento une milhares de fibras de carbono. Com propriedades similares às do aço sendo

muito leve. A fabricação é feita a partir de um processo de pirólise, ou seja, a decomposição

pelo calor, de algum material rico em carbono retendo sua forma fibrosa através detratamentos térmicos.

Foi utilizada uma fibra de carbono em forma de manta do modelo SikaWrap – 300 C/60, da

marca Sika. Aplicada associada a uma resina epóxi em toda a área da parte inferior do corpo de

prova, dispondo as fibras em seu sentido longitudinal. A Tabela 2 apresenta as especificações

técnicas do fabricante.

Tabela 2 – Características da fibra de carbono

Gramatura 300 g/m² ± 15 g/m²Espessura do Tecido 0,166 mm

Densidade da Fibra 1,79 g/cm³

Resistência à Tração 3900 N/mm²

Módulo de Elasticidade 230000 N/mm²

Alongamento na Ruptura 1,50%

2.3

Resina epóxi

Plástico que amolece uma vez com o aquecimento sofre o processo de cura no qual se tem

uma transformação química irreversível, com a formação de ligações cruzadas, tornando-se

rígido. Posteriores aquecimentos não mais alteram seu estado físico, ou seja, não amolece mais,

tornando-se infusível e insolúvel (CANEVAROLO JR [9]).

As resinas epóxi são substâncias líquidas ou sólidas, obtidas geralmente por policondensação

podendo conter mais de um grupo epóxi por molécula. Mas, para poder atender as mais


7/15

7

diversas aplicações, é necessário reacioná-la a um agente catalisador, também chamado,

endurecedor, o qual garante ao compósito as propriedades desejadas para sua utilização.

A resina utilizada também foi da marca Sika, modelo Sikadur 330. Adesivo epóxi bi-

componente com dosagem 1:4, atendendo os requisitos normativos SOCOTEC (França) e do

Road and Bridges Research Institute (Polônia). Na Tabela 3 estão dispostas as especificações

técnicas disponibilizadas pelo fabricante.

Deve-se salientar que a ficha técnica do produto não informa a temperatura de transição vítrea

do produto, mas cita que a temperatura máxima de trabalho, em exposição contínua da resina

de colagem da fibra de carbono, é de 45ºC.

O método de aplicação da manta de fibra de carbono consistiu na aplicação do adesivo epóxi

em camadas intercaladas com a fibra e posterior conformação da camada com um rolo a fim

de tornar o compósito monolítico. Tabela 3 – Características da resina epóxi

Densidade 1,30 kg/l

Viscosidade (10°C) 10000 mPa.s



Coeficiente de Expansão Térmica 4,5x10-5x10 °C-1

Temperatura de Serviço -40°C a +45°C

Resistência de Tração 30 MPa (7 dias a +23°C)

Resistência de Aderência Falha no concreto (> 4 MPa)Módulo de Elasticidade na Flexão 3800 MPa (7 dias a +23°C)

Módulo de Elasticidade na Tração 4500 MPa (7 dias a +23°C)

Alongamento na Ruptura 0,9% (7 dias a +23°C)

Resistência Química Não adequado para exposição a produtos químicos

Resistência Térmica Exposição contínua: +45°C

2.4

Cura da resina epóxi

No estudo, o processo de cura da resina epóxi foi monitorado de duas maneiras para

determinar a variação de temperatura que ela sofre no decorrer do tempo e a partir disso

desenvolver o processo de cura mais adequado. A primeira forma foi analisando a variação da

resina já aplicada aos corpos de prova, porém, este método não mostrou nenhuma alteração na

temperatura, a qual se manteve constante e igual à ambiente por 157 minutos, devido a

pequena espessura da camada de epóxi. Já no segundo método, o monitoramento foi iniciado à

temperatura ambiente de 20°C em uma amostra de resina com 65 g em um recipiente


8/15

8

cilindrico com diâmetro de 4,5 cm, sendo utilizado um termômetro a laser de superfície da

marca AKSO, com um intervalo entre as medições generalizado em 5 minutos, mas reduzido

para 2 minutos no intervalo de endurecimento. Observou-se o pico de temperatura de 115,6°C

após 108 minutos do início da mistura dos dois componentes da resina epóxi, sendo o período

de endurecimento compreendido entre 60 e 70 minutos. A Figura 1 exibe a variação de

temperatura do segundo método de monitoramento.

Figura 1. Monitoramento da variação de temperatura de cura da resina epóxi em recipiente.

A partir disso, dois métodos de cura foram desenvolvidos. No primeiro, os corpos de prova

foram expostos por 3 horas em estufa logo após a aplicação da fibra de carbono às

temperaturas de 40°C, 50°C e 60°C, para posterior comparação aos referenciais. Para cada

temperatura especificada foram utilizados três corpos de prova. Neste sistema buscou-se uma

forma mais simplificada de cura, e ainda, com temperaturas não tão distantes da realidade, com

possível aplicação prática.

Já o segundo método possui complexidade maior. Em dois corpos de prova, o objetivo foi

simular, o mais próximo possível, a variação de temperaturas da cura da resina epóxi emrecipiente. Para isso, foram utilizadas três estufas reguladas a 40°C, 80°C e 105°C (máxima

temperatura do equipamento) com tempos e temperaturas de entrada e saída descritas na

Tabela 4. Na Figura 2 pode ser observado o comparativo entre os processos de cura e o


9/15

9

método de simulação adotado, sendo as temperaturas medidas na retirada e troca de uma

estufa para outra.

Tabela 4 – Variação de temperatura da simulação do processo de cura térmica

Tempo (minutos) Estufa Temperatura Inicial (°C) Temperatura Final (°C)

0 a 2 - 21 25,52 a 15 - 25,5 2215 a 45 40°C 22 3345 a 60 80°C 33 55,560 a 75 105°C 55,5 9075 a 85 - 90 6085 a 95 - 60 3895 a 107 - 38 30

Figura 2. Comparativo da variação de temperatura dos diferentes métodos de cura térmica.

2.5

Exposição a temperaturas elevadas quanto à degradação do reforço

Os corpos de prova com aplicação de uma camada de fibra de carbono foram submetidos à

exposição em estufa por 3 horas a temperaturas de 40°C, 50°C, 60°C, 70°C, 80°C e 90°C, após

sete dias (tempo de cura especificado pelo fabricante) da aplicação da fibra, simulando

situações ambientes normais e superiores, como no caso de ambientes industriais ou expostos

a insolação intensa. Foram expostos quatro corpos de prova a cada temperatura especificada.


10/15

10

O caso de 90°C simula a temperatura de transição vítrea (Tg) de resinas epoxídicas

normalmente utilizadas em materiais compósitos (RELVAS [10]).

2.6 Método de rompimento: Ensaio de Stuttgart

Para a situação de rompimento foi utilizada a configuração denominada Ensaio de Stuttgart,

muito comum no âmbito do concreto armado. É caracterizado pela aplicação de duas cargas

concentradas iguais até o rompimento, sendo equidistantes dos apoios e gerando uma situação

onde se pode observar na mesma viga casos de flexão pura (ausência de cisalhamento) e flexão

simples (presença de cisalhamento), respectivamente apresentados nos trechos BC, e AB-CD,

como indicado na Figura 3.

Figura 3. Representação dos diagramas de momento fletor e esforço cortante do Ensaio de Stuttgart(ROCHA et al. [11]).

Esta configuração foi obtida em uma prensa hidráulica com velocidade de aplicação de carga

de 7,5 kN/min especificada pelos pesquisadores de modo que o ensaio não demandassegrande quantidade de tempo, nem que pudesse ser demasiado rápido impedindo o adequado

acomodamento da peça após aplicação da carga. Foi suportada por dois apoios móveis

distantes 244 mm entre si e 30,5 mm das extremidades, com cargas concentradas distantes 122

mm entre si e a 61 mm do apoio mais próximo. A carga foi aplicada em uma rótula e


11/15

11

posteriormente distribuída igualmente em dois roletes metálicos, conforme pode ser observado

na Figura 4.

Figura 4. Configuração de rompimento utilizada.

3 Resultados e discussões

Os resultados foram obtidos a partir do rompimento de 39 corpos de prova (Tabela 5) com

idades entre 40 e 50 dias.

Tabela 5 – Discretização dos corpos de prova

Tipo Quantidade

Referencial com uma camada de reforço 4

Exposto a 40°C quanto à degradação 4

Exposto a 50°C quanto à degradação 4Exposto a 60°C quanto à degradação 4




Exposto a 40°C quanto à cura simplificada 3



Exposto ao método de cura simulado 2

Os resultados dos ensaios relativos à análise da degradação do reforço exposto às temperaturaselevadas revelam a confirmação da queda significativa da resistência da peça em sua

temperatura de transição vítrea (Tg), 90°C, totalizando apenas 68% quando comparada aos

corpos de prova de referência com aplicação de uma camada de fibra sem exposição às

condições de temperatura majoradas. Por outro lado, os dados ressaltam um crescimento

acentuado da resistência em temperaturas inferiores a 90°C, o que indica que o material tem


12/15

12

suas características aperfeiçoadas com a exposição a essas condições. As Figuras 5 e 6 exibem

os dados obtidos, sendo importante realçar a resistência média de pico, ocorrida com

exposição a 80°C, de 14807 N, elevando assim em 18% a capacidade portante da peça.

Figura 5. Variação de carga aplicada quanto à temperatura de exposição sob o viés da degradação.

Figura 6. Variação percentual quanto ao referencial com aplicação de uma camada de reforço com fibrade carbono sem exposição à cura térmica.

Para o método de cura simplificado logo após a aplicação do reforço, os resultados se

mostraram similares, porém menores que os dos corpos de prova expostos às temperaturas

elevadas uma semana após a aplicação da fibra. Os dados registrados podem ser observados naFigura 7, sendo a não linearidade do crescimento da resistência um indício de que este método

é menos constante e possivelmente afetado pela variabilidade no concreto devido ao seu

processo de moldagem e fabricação, e pelas pequenas variações possíveis durante a aplicação

da fibra de carbono.


13/15

13

Figura 7. Comparativo da variação de carga e percentual do método de cura simplificado para asdiferentes temperaturas de exposição.

O método de cura simulado, onde se buscou a variação da temperatura de maneira similar a

cura natural da resina epóxi, mostrou-se eficaz, resultando na maior média das resistências

observadas nos diversos casos, 15137 N, o que representa uma elevação de 20% na capacidademecânica da peça quando comparada ao referencial a temperatura ambiente. Na Figura 8 está

representado o comparativo dos diversos métodos de cura adotados onde o simulado se

sobressai.

Figura 8. Comparativo das resistências obtidas a partir dos métodos de cura adotados.

4

Conclusões

O emprego de reforços com fibra de carbono é, sem sombra de dúvidas, um método

de grande utilidade e que se mostra vantajoso em diversos aspectos, principalmente, por suas

características que permitem grande aplicação de carga à estrutura mantendo as dimensões

reduzidas. Em situações onde a degradação do concreto e armaduras compromete a segurança

da edificação, a aplicação desse sistema, possibilita sua recuperação quanto à capacidade


14/15

14

portante sem necessidade de intervenções estruturais de grande volume, sendo uma maneira

rápida e eficaz para restaurar as propriedades iniciais de resistência.

Devem-se tomar as devidas precauções quanto à questão do ambiente à qual o sistema

de reforço estará exposto. A partir dos resultados obtidos, é possível concluir que em

temperaturas iguais ou superiores a 90°C a resistência da peça cai drasticamente,

comprometendo assim, o dimensionamento prévio do reforço. Em cenários onde as

temperaturas são elevadas e agravadas por possíveis intervalos cíclicos de exposição como

chaminés, ambientes industriais, fornos, caldeiras, estruturas expostas a insolação intensa, entre

outros, esse método de recuperação não é recomendado, pois sua eficiência estará sujeita as

condições do meio e por elas comprometida.

A partir da concepção da curva de comportamento dos corpos de prova expostos às

diversas temperaturas, além de observar a perda significante de resistência para o caso de 90°C,foi possível constatar um acréscimo significativo de resistência com a exposição às

temperaturas intermediárias e conseguindo elevar a capacidade em 18%, com isso, um

processo de cura tardia pode ser considerado, visto que este pós-aquecimento contribuiu de

forma relevante para o aperfeiçoamento das propriedades do sistema de reforço.

Com base na característica de aumento de resistência observada após exposição a

determinadas temperaturas elevadas, o método de cura simplificado, realizado logo após a

aplicação do reforço, não atingiu os mesmos patamares de resistência quando comparado aos

da cura tardia, a qual foi observada nos ensaios onde se buscava analisar a degradação do

sistema de reforço por meio da temperatura. Comparando o método ao processo natural de

cura da resina epóxi, pode-se concluir que existe a necessidade de manter o compósito por

certo tempo em estado de repouso, para então aplicar a temperatura desejada para a cura,

obtendo-se assim propriedades resistivas mais elevadas.

Outra vantagem constatada no estudo da cura térmica é o endurecimento do

compósito de forma acelerada, onde o estado vitrificado é obtido instantaneamente após a

exposição a temperaturas elevadas ao contrário do período mínimo de sete dias para chegar atal estado a temperatura ambiente.

Quanto aos métodos de cura, o que simulou o processo natural da resina epóxi

revelou-se superior e pode-se concluir, a partir dos dados observados, que no processo de cura

ideal, deve existir um período de pelo menos uma hora antes da aplicação da temperatura de

pico, a qual tem resultados significativamente bons quando compreendida entre 80°C e 90°C.


15/15

15

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Ministério da Educação (MEC) pelo apoio financeiro e à empresa

Sika pelo fornecimento do material empregado nos estudos. Quanto à estrutura física utilizada,

fica o agradecimento à Universidade Federal do Paraná (UFPR), ao Centro de Estudos deEngenharia Civil Professor Inaldo Ayres Vieira (CESEC), ao Laboratório de Materiais e

Estruturas (LAME/DCC), ao Instituto LACTEC pela realização dos rompimentos nas

dependências do LAME/LACTEC e a todos os profissionais que contribuíram para a

realização deste trabalho.

5

Referências

[1] PEDROSO, F. L.. Concreto: as origens e a evolução do material construtivo mais usado pelohomem. São Paulo, Concreto & Construções, IBRACON, Ano XXXVII nº53 Jan-Fev-Mar 2009,p. 14-19.

[2]

TUTIKIAN, B. F.; MILLEN, E.; FILHO, L. C.; SILVA, M. A. C.; HELENE, P.; CARMONA, T.; BITTENCOURT, T.. Programa de redução de riscos e aumento da vida útil de estruturas. SãoPaulo, Concreto & Construções, IBRACON, Ano XL nº 68, Out-Nov-Dez 2012, p. 52-56.

[3] BEBER, A. J.. Comportamento estrutural de vigas de concreto armado reforçadas comcompósitos de fibra de carbono. Porto Alegre, 2003, Tese (doutorado) – Universidade Federal doRio Grande do Sul, 289p.

[4]

HOLLOWAY, L.C.. A review of the present and future utilisation of FRP composites in the civilinfrastructure with reference to their importance in-service properties. Construction and BuildingMaterials, v. 24, p. 2419-2445, 2010.

[5]

HORIE, K., et al.. Definitions of terms relating to reactions of polymers and to functionalpolymeric materials. Pure and Applied Chemistry, v. 76, p. 898. IUPAC, 2004

[6]

PERELLES, D. H.; MEDEIROS, M. H. F.; GARCEZ, M. R.. Aplicação da análise hierárquicacomo ferramenta de tomada de decisão para escolha do compósito de reforço com polímerosreforçados com fibras. Revista ALCONPAT, v.3, nº3, p. 165-180, Set-Out-Nov-Dez 2013.

[7] THOMAZ, E.. Trincas em Edifícios. Ed. IPT/EPUSP/PINI, 1949.

[8]

CANEVAROLO JR, S. V.. Ciência dos polímeros: um texto básico para tecnólogos e engenheiros.São Paulo, Artliber Editora, 2002.

[9]

PARDINI, L. C.; REZENDE, M. C.; COSTA, M. L.. Métodos de estudo da cinética de cura deresinas epóxi. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.9, n.2, p. 3-3, 1999.

[10]

RELVAS, F. J.. Reforço de vigas de concreto armado, a flexão, com fibra de carbono. 2003.Disponível em : Acessoem: 16 jul. 2013.

[11]

ROCHA, A. C., et al.. Ensaios de Stuttgart – Reprodução em Laboratório, 46º CongressoBrasileiro do Concreto. Florianópolis, IBRACON, 2004.

Documents

O Efeito Da Temperatura Na Manutenção Da Integridade Do Reforço Com Fibra De Carbono