12
Utilização de Argamassas na Protecção de Elementos Reforçados com FRP face a Acção Térmica Inês Grilo UC - Coimbra Portugal [email protected] Fernando Branco UC - Coimbra Portugal [email protected] Eduardo Júlio IST - Lisboa Portugal [email protected] Resumo: A presente comunicação apresenta resultados laboratoriais com objectivo de estudar a eficiência da utilização de um sistema combinado – argamassa de protecção e tinta intumescente - na protecção de elementos de betão reforçados com laminados de CFRP face a acções térmicas. As colagens betão – CFRP foram sujeitas a um esforço de corte puro. Comparou-se o desempenho de várias soluções comerciais para protecção de estruturas ao fogo, testando-se colagens sem protecção e com diferentes combinações de protecção com argamassa e tinta intumescente. Palavras–chave: Sistemas de Protecção Térmica, Acção Térmica, Betão, CFRP 1. INTRODUÇÃO Ao longo da sua vida útil, as estruturas são submetidas a várias acções que provocam a sua deterioração, diminuindo a sua capacidade resistente. Com a degradação de edifícios e obras de arte, surge a necessidade de reparação e, eventualmente, de reforço, para assegurar o bom funcionamento e também a segurança estrutural durante a vida útil da construção. Actualmente, com a necessidade de garantir a sustentabilidade ecológica na construção civil, cada vez mais as operações de manutenção, reparação e reforço de estruturas tenderão a ser actividades predominantes nesta área. Surgem com frequência novos materiais e tecnologias inovadoras, para fazer face ao aumento do interesse da reabilitação estrutural. Além disso, procuram-se novos materiais e métodos de construção que assegurem uma vida longa e saudável às estruturas. Desta forma, têm vindo a desenvolver-se diferentes sistemas de reparação e reforço, nomeadamente a técnica de colagem de armaduras exteriores ao betão, chapas de aço ou polímeros reforçados com

Utilização de Argamassas na Protecção de Elementos ... 61_2012.pdf · esquema é constituído por duas amarras e uma abraçadeira (4). Cada amarra possui uma ... ensaios laboratoriais,

Embed Size (px)

Citation preview

Utilização de Argamassas na Protecção de Elementos Reforçados com FRP face a Acção Térmica

Inês Grilo

UC - Coimbra Portugal

[email protected]

Fernando Branco UC - Coimbra

Portugal [email protected]

Eduardo Júlio IST - Lisboa

Portugal [email protected]

Resumo: A presente comunicação apresenta resultados laboratoriais com objectivo de estudar a eficiência da utilização de um sistema combinado – argamassa de protecção e tinta intumescente - na protecção de elementos de betão reforçados com laminados de CFRP face a acções térmicas. As colagens betão – CFRP foram sujeitas a um esforço de corte puro. Comparou-se o desempenho de várias soluções comerciais para protecção de estruturas ao fogo, testando-se colagens sem protecção e com diferentes combinações de protecção com argamassa e tinta intumescente. Palavras–chave: Sistemas de Protecção Térmica, Acção Térmica, Betão, CFRP 1. INTRODUÇÃO Ao longo da sua vida útil, as estruturas são submetidas a várias acções que provocam a sua deterioração, diminuindo a sua capacidade resistente. Com a degradação de edifícios e obras de arte, surge a necessidade de reparação e, eventualmente, de reforço, para assegurar o bom funcionamento e também a segurança estrutural durante a vida útil da construção. Actualmente, com a necessidade de garantir a sustentabilidade ecológica na construção civil, cada vez mais as operações de manutenção, reparação e reforço de estruturas tenderão a ser actividades predominantes nesta área. Surgem com frequência novos materiais e tecnologias inovadoras, para fazer face ao aumento do interesse da reabilitação estrutural. Além disso, procuram-se novos materiais e métodos de construção que assegurem uma vida longa e saudável às estruturas. Desta forma, têm vindo a desenvolver-se diferentes sistemas de reparação e reforço, nomeadamente a técnica de colagem de armaduras exteriores ao betão, chapas de aço ou polímeros reforçados com

fibras (FRP), utilizando resinas de epóxido. A técnica de reforço com FRP é adoptada quando se pretende aumentar a resistência da estrutura tanto a esforços de flexão como a esforços transversos, podendo ser aplicada em lajes, pilares e vigas. Existem três grupos de fibras que se utilizam no campo da engenharia civil como materiais atractivos para reforço: aramida, vidro e carbono. As propriedades mecânicas dependem do tipo de fibras escolhida. No entanto, o CFRP – (Carbon Fibre Reinforced Polymer) torna-se o mais indicado para reforço de estruturas de betão armado devido à melhoria das suas características comparativamente com outras fibras. Na utilização do CFRP como reforço em elementos de betão armado, realça-se uma elevada resistência à tracção e à fadiga, excelente imunidade à corrosão e grande capacidade de deformação [1]. A sua colocação também não aumenta nem o peso próprio nem a espessura do elemento estrutural. Na elaboração de um reforço com compósito de FRP deve-se ter em atenção as exigências deste. A exposição ambiental é um factor determinante na durabilidade de um projecto de reforço. Sabe-se que uma das desvantagens deste tipo de sistemas de reforço é a degradação prematura e consequente rotura, quando submetidos a acções térmicas. Este comportamento deve-se ao mau desempenho da resina de epóxido utilizada como adesivo, quando sujeita a aquecimento. Como a resina de epóxido é um material orgânico, as suas propriedades são susceptíveis de se degradarem com o aumento de temperatura, provocando um mau comportamento na colagem betão/compósito. A deterioração das propriedades mecânicas e de ligação do CFRP provoca problemas de aderência, que diminuem o aproveitamento máximo das potencialidades destes materiais compósitos. Assim, torna-se essencial melhorar o comportamento das estruturas de betão armado reforçadas com FRP quando sujeitas à acção do fogo. 2. LIGAÇÃO ENTRE O BETÃO, O ADESIVO E O COMPÓSITO Um sistema de reforço com materiais compósitos é constituído por dois elementos distintos: o FRP e o adesivo. O adesivo possui um papel essencial na eficácia de um reforço exterior. As duas principais funções são a impregnação do grupo de fibras, para garantir a polimerização do conjunto do compósito, e criar a ligação entre o betão e o compósito, transformando o conjunto numa estrutura composta. Após o endurecimento “in situ” e a colagem betão/compósito, desenvolvem-se as propriedades de aderência na ligação desejadas, estando concluído o sistema de reforço estrutural [1]. O adesivo deve garantir a transferência de esforços entre os dois elementos. Para que haja êxito neste tipo de reforço, é necessário que a ligação entre o elemento estrutural e a laminado de CFRP seja perfeita. Assim, a preparação das superfícies a colar é uma condição importante. Exige-se uma cuidadosa preparação das superfícies de betão, de modo a garantir uma boa aderência entre os materiais [2]. Desta forma, para se obter um bom comportamento da ligação, a superfície de colagem deve encontrar-se seca, limpa de poeiras e impureza e possuir um grau de rugosidade adequado. Após o processo de colagem, ocorre o aumento da aderência na interface betão – adesivo – compósito FRP. Face às exigências de um projecto de reforço estrutural, é fundamental que exista um bom desempenho da ligação das superfícies coladas. Neste tipo de sistemas reforçados com CFRP, é importante ter especial atenção ao efeito negativo da acção de elevadas temperaturas nas resinas de epóxido e nos compósitos.

Uma das grandes preocupações é a perda de resistência da interface resina/CFRP [3]. O desempenho face a acções térmicas pode ser melhorado através da aplicação de revestimentos que retardam a penetração do calor para o material compósito, tendo uma função de isolamento térmico. Revestimentos cerâmicos e intumescentes têm sido utilizados para aumentar a temperatura de ignição e atrasar a propagação da chama no interior do sistema de reforço [4,5]. Assim, tendo atenção a comportamento prejudicial da ligação betão/FRP quando submetida a aquecimento, podem aplicar-se procedimentos adicionais de prevenção, protegendo a colagem com revestimentos térmicos e intumescentes. Pelo exposto anteriormente, pode concluir-se que o comportamento da ligação entre o betão e o compósito é um factor relevante na aplicação desta técnica de reforço. Torna-se importante estudar a resistência da colagem, tendo vindo a ser desenvolvidos diversos modelos de ensaio com esse objectivo. Estes modelos de ensaio foram empregues para avaliar a colagem entre betão e chapas de aço [6,7,8], sendo adaptados para avaliar a colagem entre betão/CFRP. Branco [9] idealizou um esquema de ensaio que permite transmitir esforço de tracção às chapas de aço e compressão ao betão (Figura 1). A transmissão de esforços entre os dois materiais é efectuada através da resina epóxida. O esquema é constituído por duas amarras e uma abraçadeira (4). Cada amarra possui uma argola (3), que funciona como suporte de fixação à máquina de tracção. No interior da argola, passa um casquilho horizontal (2), apoiado no centro da argola através de um roço, permitindo a sua oscilação em torno desta. Cria-se então uma rótula, que garante a transmissão de forças semelhantes em ambas as chapas que constituem a braçadeira. Por fim, no centro do casquilho atravessa uma cavilha (1), que tem como função interligar as chapas às amarras.

Figura 1 - Esquema idealizado por Branco [9].

O presente trabalho, realizado no âmbito de uma tese de Mestrado [10], tem como objectivo estudar a viabilidade de utilizar um sistema combinado - argamassa de protecção e tinta intumescente - na protecção face a acções térmicas de elementos de betão armado reforçado com laminados de CFRP. Para o efeito, realizaram-se diversos ensaios laboratoriais, nos quais as colagens eram protegidas por isolantes térmicos e sujeitas a um esforço de corte puro. Comparou-se assim o desempenho de duas soluções comerciais para protecção de estruturas ao fogo, das empresas de materiais de construção Sika Portugal, SA e Tria - Serviços, Materiais e Equipamentos, Lda. Numa primeira fase, realizaram-se ensaios de corte, inicialmente sem protecção térmica e, posteriormente, com sistemas combinados de protecções térmicas. Nestes ensaios aplicava-se uma força constante de 50% da carga de rotura apurada nos ensaios realizados a 20ºC. Numa segunda fase, realizaram-se ensaios de corte sem qualquer tipo de protecção. Posteriormente, os provetes foram protegidos com argamassa Tria, e sujeitos a 75% da

carga de rotura dos ensaios a frio. Avaliou-se a evolução da capacidade resistente de colagens betão/compósito CFRP com variação de temperatura. A taxa de aquecimento adoptada foi de 5ºC/min. O tipo de rotura observada e a temperatura da ligação foram os parâmetros avaliados nestes ensaios. 3. PROGRAMA EXPERIMENTAL Efectuaram-se vários ensaios laboratoriais com o objectivo de se avaliar o comportamento da ligação betão/CFRP sujeita a esforços de corte e a aumento de temperatura. Em todos os ensaios analisou-se a evolução de temperatura, com auxílio de termopares, quando a ligação estava protegida com isolantes térmicos. Para a realização de ensaios de corte, adoptou-se o modelo de ensaio desenvolvido por Branco [9]. No entanto, houve necessidade de se efectuar algumas adaptações ao modelo. Como o modelo foi desenvolvido para avaliar o comportamento de ligações betão/aço, existiam componentes que necessitavam de ser alteradas. Neste esquema, a cavilha atravessava as chapas de aço devido aos orifícios que estas possuíam. No caso em estudo, não era possível furar as chapas de CFRP, pois iria originar concentrações de tensões na lâmina de CFRP, tornando-o susceptível de sofrer uma rotura prematura. Assim, a alternativa viável para se poder utilizar este esquema de ensaio caso consistiu em cortar chapas de aço de forma a cintá-las ao CFRP, na zona da cavilha por meio de parafusos (Figura 2). A principal finalidade das chapas era acomodar o CFRP entre elas e, ao apertá-las, criar uma zona que permitisse transmitir de forma eficaz os esforços aplicados à ligação. Para se evitar o deslizamento entre os materiais, grenalhou-se as chapas de aço de forma a aumentar o atrito entre elas e o CFRP.

(a) (b)

Figura 2 – (a) Ligação do provete ao dispositivo de ensaio; (b) chapas e a sua aplicação no provete.

3.1 Definição e Caracterização dos Materiais Os provetes eram constituídos por três materiais distintos: o bloco de betão, duas lâminas de CFRP e a resina de epóxido. As lâminas eram coladas em duas faces opostas do bloco. Utilizou-se um betão que representava um elemento estrutural que necessitasse de reforço. Escolheu-se assim um betão corrente, de baixa resistência. A manta de CFRP foi fornecida pela MC-Bauchemie, sendo uma manta unidireccional com uma espessura de, aproximadamente, 0,2 mm e com largura de 30 cm. Para as colagens, adoptou-se uma resina de epóxida fornecida pela empresa Sika, denominada Sikadur-30. As características mecânicas dos materiais encontram-se definidas na Tabela 1.

Tabela 1 – Características mecânicas dos materiais que constituem os provetes.

Material Resistência ao corte (MPa)

Resistência à tracção (MPa)

Resistência à compressão

(MPa)

Módulo de Elasticidade

(MPa) Betão - - 25 -

Manta CFRP - 3700 - 240 Sikadur-30 14-17 70-80 - 11200

As argamassas usadas para proteger termicamente o CFRP são argamassas desenvolvidas para protecção de elementos estruturais face a incêndios. A argamassa fornecida pela empresa Sika denomina-se Sikacrete-213F, sendo uma argamassa monocomponente à base de cimento, concebida para aplicação por projecção por via húmida. A argamassa pastosa projectada proporcionada pela Tria é constituída por agregados leves de perlite e vermiculite, apresentando-se sob argamassa hidráulica, com excelentes propriedades de coesão e aderência. As tintas intumescente utilizadas nestes ensaios foram também disponibilizadas pelas empresas Sika e Tria sendo denominadas, respectivamente, Sika Unitherm Concrete S e Pintura Intumescente. Estas tintas são formadas com base em água e solventes. Por acção do calor, estas protecções intumescentes formam uma camada de material termo-isolante, protegendo a estrutura que lhe serve de suporte. Quando o processo de intumescência é iniciado, observa-se uma expansão volumétrica. 3.2 Definição dos Provetes Os provetes de betão possuíam dimensões de 200x100x100 mm3. Duas das superfícies laterais de cada provete, em faces opostas, foram reforçadas com tiras de CFRP, com dimensões 80x300mm2 (Figura 3). A área de colagem do CFRP às superfícies do betão é de 80x150 mm2.

Figura 3 – Alçado e corte de um provete com sistema de CFRP.

O processo de colagem do CFRP ao betão consistiu na aplicação do feixe de fibras contínuas em estado seco sobre um adesivo epóxido previamente espalhado na superfície

a reforçar. Após a impregnação das fibras, aplicou-se mais uma camada de resina sobre elas. Os provetes foram mantidos em repouso durante 5 dias, assegurando a eficácia da colagem. Para a aplicação das argamassas recorreu-se a moldes de poliestireno, com 2 cm de espessura, sobre a superfície a proteger, com o objectivo de delimitar a área de colagem. Após a aplicação das argamassas, os provetes repousaram durante 3 dias (Figura 4). Finalmente, nos provetes protegidos com tintas intumescentes, estas foram aplicadas utilizando um pincel, pintando todas as superfícies do provete. Fizeram-se duas passagens com a tinta para garantir a homogeneidade da pintura. As tintas demoraram 24 horas a secar.

(a) (b)

Figura 4 – (a) Provete não protegido; (b) Provete com protecção de argamassa.

3.3 Realização dos ensaios 3.3.1 Condições de ensaio Os provetes de betão reforçados com o sistema de CFRP foram sujeitos a ensaios de corte com aumento de temperatura. No decorrer dos ensaios, era essencial determinar a evolução das temperaturas em pontos específicos do provete. Assim, colaram-se termopares na zona de colagem e na superfície da protecção em todos os provetes a ensaiar. Permanecia também um termopar no interior do forno para se conhecer a evolução de temperatura dentro deste. Em todos os ensaios, a temperatura no interior do forno sofria uma taxa de aquecimento constante de 5ºC/min, até ao instante de rotura do provete. Os ensaios de corte foram realizados com o auxílio de uma prensa hidráulica, aplicando a força a uma velocidade de 0,1 mm/s até ao valor de ensaio. 3.3.2 Instrumentação dos Provetes A resistência ao fogo dos provetes foi avaliada no domínio da temperatura, determinando-se as temperaturas de rotura de cada tipo de ensaio. Na preparação destes ensaios, os provetes foram instrumentados com termopares (Figura 5). Nos ensaios sem protecção, avaliou-se a temperatura de rotura na ligação (1). Nos ensaios com sistemas de protecção, determinou-se ainda a diferença de temperatura entre a superfície da protecção (2) e a superfície de ligação (1), )(º12 Ctemp , no instante da rotura. Assim, fixaram-se os termopares nos seguintes pontos:

Ensaios de provetes sem protecção térmica: termopares na zona de colagem (1);

Ensaios de provetes protegidos com argamassas: termopares na zona de interface entre a resina e a argamassa (1) e na superfície desta (2);

Ensaios de provetes protegidos com argamassas e tintas: termopares na zona de interface entre a resina e a argamassa (1) e na superfície da tinta intumescente (2);

Figura 5 – Identificação das superfícies em estudo.

3.3.3 Tipos de rotura Os ensaios realizados permitiram observar cinco tipos de rotura: Rotura 1 - Rotura no betão, sofrendo um arrancamento/destacamento deste de forma regular; Rotura 2 - Rotura na resina, significando que esta possui uma resistência inferior à do betão devido à degradação das suas propriedades iniciais quando sujeita a elevadas temperaturas; Rotura 3 - Rotura mista betão/resina, devido à perda de aderência entre os materiais; Rotura 4 - Rotura mista CFRP/resina, verificando-se rotura na resina e imediatamente após esta rotura, a lâmina de CFRP rompia na sua zona mais frágil; Rotura 5 - Rotura na lâmina de CFRP. Estes tipos de rotura estão representados na Figura 6.

Rotura 1 Rotura 2 Rotura 3 Rotura 4 Rotura 5

Figura 6 - Tipo de rotura observadas nos provetes.

4. RESULTADOS 4.1 Ensaios a frio Nestes ensaios, os provetes apresentavam uma rotura na camada de betão adjacente à colagem. Como os ensaios foram realizados sem aquecimento, o adesivo não se deteriorou, garantindo eficácia da colagem. Após a análise de resultados destes ensaios, determinou-se o valor de 31,07kN como força de rotura. 4.2 Ensaios a quente Após os ensaios a frio, realizaram-se ensaios a quente, com a aplicação constante de 50% e 75% de 31,07kN. Aplicava-se a força de corte constante e depois iniciava-se o processo de aquecimento. O ensaio era concluído quando se observava a rotura no provete. Nestes ensaios pretendia-se avaliar a evolução da capacidade resistente de colagens betão/CFRP com variação de temperatura. Na Tabela 2 esquematizam-se as várias etapas dos ensaios, diferenciadas pela percentagem de carga e pelo tipo de protecção.

Tabela 2 – Esquema das etapas de ensaio ao corte em aquecimento.

% Carga de rotura Protecção da ligação Força (kN)

50% de carga

Sem protecção

15,85 Argamassa Sika Tria

Argamassa + Tinta

Sika Tria

75% de carga Sem protecção 23,3 Argamassa Tria 4.2.1 Com 50% de carga Nos ensaios realizados sobre provetes sem protecção, observou-se uma rotura mista entre o betão e a resina de epóxido. Esta rotura pode ser explicada pela perda de aderência entre estes dois materiais. As temperaturas de rotura observadas possuem valores da mesma ordem de grandeza. A Tabela 3 apresenta os resultados obtidos nestes ensaios.

Tabela 3 – Temperatura e tipo de rotura nos ensaios sem protecção térmica na ligação.

Provetes F (kN) T (ºC) Tipo de Rotura 1º

16,3 101,1 3

2º 87,9 3 3º 96,6 3

Quando se aplicou a argamassa como protecção térmica da colagem, verificou-se, nos provetes protegidos pela argamassa da Sika, uma redução da capacidade adesiva da resina. Ambos os provetes protegidos pela argamassa da Sika romperam com rotura localizada na resina. No instante da rotura observaram-se, na zona de colagem, temperaturas próximas de 65ºC. A diferença de temperatura entre a superfície da argamassa e a superfície em

contacto com o CFRP, )(º12 Ctemp , variou entre os 53ºC e 66ºC. Nos provetes protegidos pela argamassa Tria, observaram-se roturas distintas, havendo, no entanto, sempre uma falha na lâmina de CFRP e resina, de forma individual ou simultânea. No instante da rotura, a temperatura registada na zona de ligação foi sempre superior a 75ºC. Ao comparar a resistência térmica dos dois tipos de argamassa, observou-se que os provetes protegidos pela argamassa Tria revelavam uma temperatura de rotura mais elevada em relação aos provetes protegidos pela argamassa Sika. Verificou-se também que a diferença de temperaturas existente entre a superfície da argamassa e a superfície da resina é mais elevada nos provetes protegidos pela argamassa da Tria. Os resultados obtidos apresentam-se na Tabela 4. Estes indicam que a argamassa Tria assegura uma maior eficiência como isolante térmico, quando comparada com a argamassa Sika.

Tabela 4 – Temperatura e tipo de rotura nos ensaios com argamassas.

Provetes F (kN) T1 (ºC) T2 (ºC) )(º12 Ctemp Tipo de Rotura

Argamassa Sika

1º 16,2 64,7 117,9 53,2 2 2º 68,5 134,6 66,1 2

Argamassa Tria

1º 16,2

90,8 147,9 57,2 5 2º 79,3 160,4 81,0 2 3º 75,3 137,9 62,6 4

De seguida, realizaram-se ensaios em que se mantinha o nível de carregamento, sendo o sistema de protecção constituído não só por argamassa mas também por uma tinta intumescente fornecida pela mesma empresa. Os resultados obtidos apresentam-se na Tabela 5. Comparando os resultados obtidos nos ensaios com argamassas e com argamassas + tintas intumescentes, verificou-se que as temperaturas de rotura e

)(º12 Ctemp são semelhantes. Observou-se que todos os provetes apresentaram o mesmo tipo de rotura. O aumento de temperatura introduz uma fragilidade excessiva na resina, originando uma fissura que conduzia à rotura prematura do CFRP. Estes resultados indicam que a presença da tinta intumescente não teve influência no resultado dos ensaios. Este acontecimento deve-se ao facto da tinta intumescente reagir a partir dos 200ºC, valor bastante superior às temperaturas atingidas.

Tabela 5 – Temperatura e tipo de rotura nos ensaios com argamassas + tintas intumescentes.

Provetes F (kN) T1 (ºC) T2 (ºC) )(º12 Ctemp Tipo de Rotura

Argamassa + tinta Sika

1º 16,2

59,9 120,0 60,1 4 2º 68,7 145,3 76,6 4 3º 72,2 110,9 38,7 4

Argamassa + tinta Tria

1º 16,4

59,9 119,9 52,5 4 2º 68,7 146,0 73,1 4 3º 72,2 146,7 73,8 4

4.2.2 Com 75% de carga Com o propósito de avaliar a influência do nível de carregamento no comportamento da ligação submetidas a acções térmicas, procedeu-se a uma série de ensaios sobre provetes sujeitos a um carregamento de 75% da carga de rotura nos ensaios a frio. Os resultados dos ensaios sem protecção térmica na ligação são apresentados na Tabela 6. Estes ensaios revelaram que o aumento de carga conduziu a um decréscimo da resistência térmica na ligação. De facto, a rotura ocorre com temperaturas na ligação acima dos 68ºC, um valor significativamente inferior quando comparado com oobservado para um nível de carregamento de 50%.

Tabela 6 – Temperatura e tipo de rotura nos ensaios sem protecção térmica na ligação.

Provetes F (kN) T (ºC) Tipo de Rotura 1º

24,1 75,3 5

2º 83,2 1 3º 68,4 1

Nos provetes ensaiados com protecção de argamassa Tria, verificou-se que a diferença de temperaturas entre a superfície da argamassa e a resina foi bastante semelhante ao observado no ensaio de 50% de carga. Na Tabela 7 apresentam-se os resultados obtidos. De acordo com estes resultados, pode concluir-se que a características isolantes da argamassa são independentes do valor de carga aplicada no ensaio de corte. A temperatura de ocorrência da rotura (acima dos 52ºC) revelou-se inferior à obtida para um carregamento de 50%. As roturas ocorreram por falha no betão, significando que a resina não perdeu a sua característica aderente.

Tabela 7 – Temperatura e tipo de rotura nos ensaios com argamassas.

Provetes F (kN) T1 (ºC) T2 (ºC) )(º12 Ctemp Tipo de Rotura

Argamassa Tria

1º 24,1

70,6 148,6 77,9 4 2º 52,9 115,9 63,0 1 3º 51,4 120,9 61,5 1

5. CONCLUSÕES O presente trabalho pretendeu estudar a eficácia de um sistema combinado constituído por argamassas de protecção e tintas intumescentes num elemento de betão armado reforçado com fibras de carbono. Desenvolveu-se um programa de ensaios laboratoriais, nos quais se submeteram colagens entre betão e CFRP a esforços de corte puro, associados a um aumento de temperatura. Comparou-se o desempenho e a eficiência da capacidade isolantes de diversos tipos de protecções térmicas comerciais. Iniciou-se o trabalho laboratorial com a realização de ensaios a frio, que permitiram avaliar a resistência mecânica máxima da ligação. Em seguida, realizaram-se duas séries de ensaios com aquecimento, submetendo os provetes, respectivamente, a 50% e 75% da carga de rotura obtida nos ensaios a frio.

Nos ensaios realizados a 50%, constatou-se que os modos de rotura obtidos quando se ensaiavam os provetes protegidos com argamassa sugeriam uma redução da capacidade adesiva da resina. Esta redução indica uma diminuição da resistência de colagem, como resultado da degradação das suas características. Comparando a resistência térmica dos dois tipos de argamassa, conclui-se que a diferença de temperaturas que existia entre a superfície da argamassa e a resina era mais elevada nos provetes protegidos pela argamassa Tria. Deste modo, pode concluir-se que a argamassa da Tria funcionou de forma mais eficaz como isolante térmico, quando comparada com a argamassa Sika. Comparando os resultados obtidos nos ensaios efectuados apenas com argamassa e com argamassa e tinta intumescente, verificou-se que as temperaturas de rotura são semelhantes em ambos os casos. Estes resultados indicam que a tinta intumescente não possui efeito isolante significativo neste tipo de ensaios. Este resultado deve-se ao facto de as tintas intumescentes entrarem em actividade para temperaturas mais elevadas a partir dos 200ºC. Comparando os resultados obtidos entre provetes submetidos a 50% e a 75% da carga de rotura observada à temperatura ambiente, conclui-se que o aumento da carga aplicada aos provetes provoca um decréscimo da resistência térmica da ligação. A diferença de temperaturas entre a superfície da argamassa e a resina é semelhante à observada no ensaio realizado com 50% de carga aplicada, de onde se conclui que as características isolantes da argamassa são independentes do valor de carga aplicada no ensaio de corte. Observou-se também que, para a carga de 75%, a rotura dos provetes deveu-se à falha no betão, significando que a resina não perdeu as suas características adesivas ao longo destes ensaios. 6. REFERÊNCIAS [1] Juvandes, L. Reforço e Reabilitação de Estruturas de Betão Usando Materiais Compósitos de CFRP. Tese de Doutoramento, Universidade do Porto, 1999. [2] Azevedo, D. Reforço de estruturas de betão com colagem de sistemas de compósitos de CFRP – Recomendações para dimensionamento. Tese de Mestrado, Universidade do Porto, Porto, 2008. [3] Kodur, VKR.; Baingo, D. Fire Resistance of FRP Reinforced Concrete Slabs. RC International Report No 758, National Research Council of Canada, página 37, 1998. [4] Apicella, F.; Imbrogno, M. Fire performance of CFRP- composites used for repairing and strengthening concrete. Materials and Construction: Exploring the Connection. Proceddings, 5th ASCE Materials Engineering Congress, New York, páginas 260-266, 1999. [5] Sorathia U.; Dapp T.; Beck C. Fire performance of composites. Materials Engineering, Vol. 109, páginas 10-12, 1992 [6] L´Hermite, R. L´Application des Colles et Resins dans la Construction. Le Beton a Coffrage Portant. Annales de L´ITBTP, nº 239, 1967. [7] Bresson, J. Nouvelles Recherches et Applications Concernant L´Utilisation des Collages dans les Structures. Béton Plaqué. Annales de L´ITBTP, nº 278, 1971. [8] Theillout, J.N. Repair and Strengthening of Bridges by Means of Bonded Plates. Adhesion Between Polymers and Concrete. International Symposium Organized by RILEM, France, páginas 542-555, 1986.

[9] Branco, F. Influência da Temperatura na Fixação de Chapas de Aço a Betão. Tese de Mestrado, Universidade de Coimbra, 1998. [10] Grilo, I. Protecção ao Fogo de Elementos Reforçados com FRP. Tese de Mestrado, Universidade de Coimbra, 2010.