Avaliação do comportamento de resinas epoxídicas submetidas a ciclos de umidade/ Evaluation of epoxy resin behavior subjected to moisture cycles

Um programa experimental de longa duração encontra-se em andamento e tem por objetivo a análise do comportamento de resinas epoxídicas utilizadas em sistemas de reforço de estruturas e aplicadas segundo a técnica Externally Bonded Reinforcement (EBR). Neste sentido, corpos de prova de resinas foram moldados e, após 14 dias de idade, mantidos em ambiente protegido ou expostos a ciclos de umidade e posteriormente ensaiados nas idades de 4, 8 e 12 meses. A resina A (primer) apresentou redução da tensão de tração e módulo de elasticidade de até 74% e 69%, respectivamente, quando comparado aos resultados obtidos nos ensaios realizados aos 14 dias (referência). Para além disso, verificou-se o amolecimento da matriz para a idade de 8 meses. A resina B (laminação) apresentou reduções de até 51% e 43% da tensão máxima e módulo de elasticidade, respectivamente, quando exposta a ciclos de umidade.

Analysis of the structural behavior and durability of reinforced concrete columns strengthened with GFRP sheets

Fiber reinforced polymers (FRP) are an attractive option for the strengthening of structures in the civil construction due to the intrinsic characteristics of the system, e.g., lower self-weight, ease and versatility of application and little change of cross section of the strengthened element. The Externally Bonded Reinforcement (EBR) technique consists on the use of fibers sheets, impregnated with polymeric matrix glued to the substrate of the element that will be strengthened. However, structures strengthened by the EBR technique exposes the FRP to direct contact with different degrees of environmental aggressiveness (weathering, humidity, temperature and ultraviolet radiation) and to possible accidents (fires, explosions, floods, physical shocks and acts of vandalism). These factors can cause degradation of the constituent materials of the strengthening system changing their rupture modes and leading to reductions of the ultimate stress. In order to evaluate the structural behavior and durability of reinforced concrete columns confined with Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) by the EBR technique when exposed to weathering in a subtropical climate region (Cwa in Köppen–Geiger climate classification system), short columns were evaluated by compression axial tests. In addition, epoxy resins and GFRP were evaluated by uniaxial tensile tests. The results indicate decreases in the mechanical properties of the epoxy resins, while no degradation was obtained for the GFRP composites. Concerning to the short columns, decreases of the ultimate stresses and axial strains were observed after weathering exposure. However, the exposure did not decrease the efficiency of the strengthening system when compared to the unstrengthened column.Não recebi financiamentoPolímeros reforçados com fibras (de sigla internacional FRP, Fiber Reinforced Polymer) se apresentam como uma opção atrativa para o reforço de estruturas na construção civil devido às características intrínsecas do sistema como, por exemplo, baixo peso próprio, facilidade e versatilidade de aplicação e pouca alteração da seção transversal do elemento reforçado. Dentre as principais técnicas de aplicação de reforço com FRP cita-se a técnica EBR (Externally Bonded Reinforcement, em língua inglesa), que consiste na colagem de mantas de fibra impregnadas com a matriz polimérica no substrato do elemento que se deseja reforçar. Contudo, em elementos reforçados pela técnica EBR, o FRP fica exposto e em contato direto com distintos graus de agressividade ambiental (intempéries, umidade, temperatura e radiação ultravioleta) e a possíveis acidentes (incêndios, explosões, cheias, choques físicos e atos de vandalismo) inerentes à localização da estrutura reforçada. Esses fatores podem causar a degradação dos materiais constituintes do sistema de reforço, com alterações em seus modos de ruptura e reduções nas resistências últimas. Desta forma, esse trabalho é baseado na análise do comportamento estrutural e durabilidade de pilares de concreto armado reforçados com polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP – Glass Fiber Reinforced Polymer) pela técnica EBR quando expostos às intempéries em uma região de clima subtropical úmido (tipo Cwa na classificação de Köppen-Geiger). Para isso, pilares reforçados foram avaliados por meio de ensaios monotônicos de compressão axial e, também, foi estudada a degradação de resinas epoxídicas e compósitos de fibras de vidro quando expostos à degradação por intempéries, os quais foram avaliados por ensaios de tração uniaxial. Os resultados obtidos indicam reduções nas propriedades mecânicas das resinas epoxídicas em ambos ambientes de degradação estudados neste trabalho. Por outro lado, o mesmo não foi observado nos compósitos de GFRP nas mesmas condições. Com relação aos pilares, reduções nos valores de tensão máxima e deformação axial foram observadas após exposição ao intemperismo. Porém, a eficiência do sistema de reforço, em termos de incremento de carga e de deformabilidade, não reduziu com a exposição