Materiais de matriz cimentícia de elevado desempenho para o reforço estrutural

Abstract

No presente trabalho avaliam-se as potencialidades de materiais com endurecimento em tração (designados na bibliografia inglesa por “Strain Hardening Cement Composites-SHCC”) no reforço à flexão de estruturas com comportamento frágil, e no reforço ao corte de vigas de betão armado (BA). No reforço à flexão foi aplicada uma camada de SHCC, de 15 e 20 mm de espessura, na face de tração de vigas de alvenaria formadas por tijolos maciços de argila ligados por argamassa de baixa resistência, tendo-se constatado que esta técnica de reforço, de fácil e rápida execução, permite aumentar significativamente, quer a capacidade de carga como a deformabilidade deste tipo de elementos estruturais. Para o reforço ao corte de vigas de BA foram pré-fabricados painéis de SHCC de 18 mm de espessura, os quais foram aplicados nas faces laterais das vigas a reforçar por intermédio de adesivo epóxi. Um dos grupos de vigas foi reforçado aplicando nas suas faces laterais manta de fibras de carbono (CFRP) segundo a técnica “Externally Bonded Reinforcement-EBR”, sobre a qual foi aplicado o tipo de painel de SHCC anteriormente referido, recorrendo a adesivo epóxi. Os resultados dos ensaios demonstraram que ambas as técnicas, somente com painel de SHCC, e com SHCC mais manta de CFRP, permitem aumentar significativamente a rigidez e a capacidade de carga de vigas de BA, em especial neste último caso, em resultado da adequada sinergia de efeitos dos materiais envolvidos.

In the present work the potentialities of strain hardening cement composites (SHCC) are assessed for the flexural strengthening of brittle structural elements, as well as for the shear strengthening of reinforced concrete (RC) beams. For the flexural strengthening, masonry beams, formed by massive clay bricks bonded by low strength mortar, were strengthened with a layer of SHCC of 15 or 20 mm thickness applied in the tensile surface of these beams. The results have evidenced the possibility of increasing significantly the load carrying capacity and the deformability of this quite brittle type of structural elements. For the shear strengthening of RC beams it was explored the potentialities of applying prefabricated panels of 18 mm thickness on the lateral faces of the beams. In one of the groups of beams, a sheet of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) was combined with the SHCC. The results demonstrated the capacity of these techniques to increase the load carrying capacity and the stiffness of RC beams failing in shear, mainly when SHCC is combined with CFRP, due to the favorable synergy effect of the ductile character of SHCC and the high tensile strength and elasticity modulus of CFRP.