Estudo do comportamento de vigas de betão simples e reforçadas com CFRP, sujeitas a envelhecimento

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil, Perfil de Estruturas

A presente dissertação vem no seguimento dos estudos desenvolvidos no Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (DEC-FCT/UNL) sobre a degradação ambiental de materiais compósitos aplicados em peças de betão armado. A primeira fase deste trabalho foi baseada numa pesquisa bibliográfica onde se referem alguns aspectos importantes relativos ao comportamento de vigas de betão armado reforçadas à flexão com polímeros reforçados com fibras de carbono (CFRP) e aos fenómenos de degradação a que estes sistemas de reforço podem estar sujeitos ao longo do seu período de vida útil. No seguimento da dissertação, desenvolveu-se um estudo experimental onde se pretendeu avaliar a severidade dos efeitos da temperatura nas propriedades mecânicas dos materiais que constituem um sistema de reforço à flexão com compósitos de CFRP colado externamente em modelos de viga de betão simples. Foram realizados ensaios à flexão num sistema de três pontos e analisados os parâmetros influenciados pela imposição de ciclos de temperatura de 24 horas, sem controlo da humidade relativa, no intervalo de valores (-10ºC, 30ºC). Os modelos de viga foram ensaiados às 0 horas, 2250 horas e 4000 horas. Foram igualmente ensaiados modelos de viga reforçados e sujeitos a envelhecimento “natural”, isto é, condicionados à temperatura ambiente que se situou no intervalo de valores (20ºC, 25ºC). Nos provetes ensaiados às 0 horas pretendeu-se analisar a influência da variação da espessura e largura do sistema de FRP nas propriedades mecânicas dos modelos. Com os ensaios realizados nos provetes envelhecidos pretendeu-se determinar a capacidade última, estudar mecanismos de rotura e avaliar os efeitos do envelhecimento ao longo do tempo em termos de evolução da carga de rotura, da tensão de aderência e da tensão e extensão no CFRP. Adicionalmente estudou-se o envelhecimento do material CFRP durante um período de 3500 horas ensaiando à tracção provetes planos antes e após a imposição dos mesmos ciclos de temperatura aplicados nos modelos de viga.