Dissertação para a obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil, na Especialidade de Estruturas pela Universidade Nova de LisboaO presente trabalho incide sobre a degradação da ligação GFRP/betão devido à
exposição a agentes ambientais. A motivação para a realização deste estudo surge com o
aumento do número de reforços de estruturas através da aplicação de materiais
compósitos de matriz polimérica para os quais, por terem um período ainda curto de
aplicação, é ainda desconhecido o desempenho das ligações FRP/betão a longo prazo.
Em particular, o real conhecimento do desempenho destas ligações quando expostas às
adversidades ambientais tais como ambientes salinos, húmidos ou secos, gelo/degelo ou
a temperaturas altas (próximas de Tg) é ainda deficiente. Acresce‐se maior motivação
dada a localização do território português, no qual diversas regiões possuem
importantes amplitudes térmicas ou ambientes salinos.
A aplicação dos compósitos de FRP em vigas de betão armado proporciona um
aumento substancial na sua ductilidade e resistência última. No entanto, no reforço de
vigas de betão armado, as capacidades dos compósitos de FRP não são alcançadas
deixando por mobilizar muito material aquando do seu descolamento das superfícies
coladas de betão. A análise e compreensão dos desempenhos dos compósitos de FRP e
da ligação tornam necessária a definição de critérios de ruptura que possam estimar o
descolamento prematuro dos compósitos de FRP. Tais critérios têm sido implementados
em programas comerciais de cálculo automático ajudando o projectista a estimar as
resistências últimas dos elementos estruturais de betão armado reforçados com
compósitos de FRP.
Neste trabalho foram realizados ensaios de corte duplo de provetes cúbicos de
betão colados com compósito de GFRP. Mantendo o mesmo comprimento de colagem
de cerca de 150mm, foram estudados outros parâmetros tais como os efeitos da
imposição de tensões normais de compressão (perpendiculares à superfície de colagem),
das exposições a ciclos de nevoeiro salino, a ciclos de marés (seco/molhado), a ciclos de
temperatura entre +7,5°C a +47,5°C e entre ‐10°C a +30°C. Os resultados permitiram
constatar que, na ruptura, a ligação tem um comportamento segundo o critério de
ruptura de Mohr‐Coulomb pelo que, foram determinados os ângulos de atrito interno e
coesões da ligação para as diferentes condições ambientais.
Realizaram‐se também 47 ensaios à flexão de vigas de betão armado sendo que 3
vigas têm dimensões mais similares à reais e as restantes vigas de secção rectangular de
menores dimensões com o propósito de analisar a degradação da aderência entre o
compósito de GFRP e o betão. Para os diferentes agentes ambientais, diversos
parâmetros foram estudados e comparados com a situação de referência (sem qualquer
envelhecimento acelerado) tais como a tensão de aderência máxima da ligação, a força
máxima transmitida ao compósito de GFRP, a extensão máxima, os deslocamentos
relativos entre materiais e a energia de fractura. Recorreu‐se a um programa de cálculo que permitiu modelar a ligação
GFRP/betão e cujos resultados numéricos foram comparados com os experimentais.
Propõem‐se ainda metodologias de cálculo para estimar o descolamento do compósito
de GFRP e cujos resultados são ainda comparados com algumas normas ou códigos
internacionais.Fundação da Ciência e Tecnologia - Projecto
DUST‐PTDC/ECM/100538/200
