Influência de temperaturas elevadas no comportamento de reforços exteriores de betão armado

Abstract

De alguns anos a esta parte, a manifestação de anomalias em construções de betão armado tem aumentado significativamente. Este problema implicou o aparecimento e o desenvolvimento de materiais e técnicas para a resolução destes problemas. O reforço recorrendo a chapas coladas pelo exterior dos elementos de betão é uma das técnicas mais utilizadas. Para tal, chapas de aço e, mais recentemente, de FRP (Polímeros Reforçados com Fibras) são coladas sobre a superfície do betão devidamente preparada. O desenvolvimento tecnológico dos elementos de reforço foi notório e das colas também. Contudo, o elemento adesivo ainda implica algumas limitações. Aplicá-lo em locais agressivos, nomeadamente sujeitos a elevadas temperaturas, implica correr o risco de se perderem as propriedades adesivas e, eventualmente, colocar a segurança estrutural em risco. Para temperaturas elevadas, tipicamente da ordem dos 60 ºC, as colas podem degradar-se, pondo em causa a eficácia dos reforços. A temperatura onde se verifica esta mudança de propriedades é designada por temperatura de transição vítrea (Tg). Neste contexto, para avaliar a influência da temperatura em colagens estruturais, foram realizados ensaios em duas tipologias de colagem. Em colagens betão/betão efectuaram-se ensaios de corte directo após séries de degradações térmicas sucessivamente mais agressivas. Com um processo de degradação idêntico, colagens de FRP em vigas de betão foram avaliadas através de ensaios de flexão. Os resultados experimentais demonstraram que a temperatura afecta as colagens estruturais, podendo anular mesmo o efeito de ligação entre os elementos por ela unidos. Perante o problema, foi estudado um sistema que contribua para a manutenção da integridade do sistema de reforço. É possível manter a cola em bom estado, mesmo em situações adversas recorrendo apenas a materiais isolantes comuns. Deste modo a confiança neste sistema de reforço será renovada.

Of some years to this part, the manifestation of anomalies in reinforced concrete structures has increased significantly. This problem implied the development of materials and techniques for the resolution of these problems. The external reinforcement of the concrete elements is a technique that has acquired more potential. For such, steel plates and, more recently, FRP (Fiber Reinforced Polymers) are bonded to the concrete surface with epoxy adhesives. The technological development of external reinforcement elements was wellknown and of epoxy also. However, the adhesive element still implies some limitations. To apply it in aggressive places, typically with exposure to high temperatures, implies lose the adhesive properties and, eventually, to put the structure in risk. For high temperatures, typically of the order of the 60 ºC, the epoxies can be affected, putting in cause the effectiveness of the reinforcements. The temperature where this change of properties verifies is assigned by glass transition temperature (Tg). To evaluate the influence of the temperature on structural bonding agents, two kinds of tests with adhesives had been carried out. For concrete/concrete unions, a compressive shear test, for series of successively more aggressive thermal degradation were made. With an identical process of degradation, external FRP bonded in beams of hardened concrete had been evaluated through free point bending tests. The results had demonstrated the influence of the temperature in the structural bonding agents, annulling the linking effect between the elements for it joined. With this problem, a system was studied that contributes for the maintenance of the integrity of the reinforcement system. It is possible to keep the bonding agent in good condition, same in adverse situations appealing only the common isolating materials. In this way the confidence in this system of reinforcement will be renewed.