Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas Pré-Doseadas

Transcrição

1 Encontro Nacional BETÃO ESTRUTURAL BE2012 FEU, 2426 de outubro de 2012 Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas rédoseadas Resende Nsambu 1 Augusto Gomes 2 RESUMO Os elementos de betão armado degradamse por processos mecânicos, físicos, químicos e devido a acções acidentais, em alguns casos amplificados por defeitos de execução. Actualmente, a maioria das reparações são realizadas com recurso à utilização de argamassas prédoseadas. orém, nem sempre são bem conhecidas as propriedades reais destes produtos, nomeadamente no que se refere à retracção, aderência e às suas características de durabilidade. Neste artigo pretendese apresentar os resultados obtidos numa campanha experimental realizada em onze modelos de viga de betão armado em que se efectuou reparações às nove delas e as restantes duas serviram para estabelecer o termo de comparação. Foram utilizadas três argamassas comercias prédoseadas e duas argamassas fabricadas em laboratório, sendo uma modificada com uma emulsão polimérica e a outra normal utilizada como referência. Os elementos reparados foram ensaiados à flexão sob carregamento monotónico e cíclico. Foram analisados diversos parâmetros caracterizadores do comportamento das vigas, tais como: ductilidade, resistência, rigidez inicial e secante, abertura de fendas e coeficiente de monolitismo. alavraschave: [Reparação, Betão Armado, Vigas, Argamassas rédoseadas] 1. INTRODUÇÃO A reparação das estruturas de betão tem vindo a ganhar um peso cada vez maior no sector da construção civil e das obras públicas, trazendo vantagens económicas e reduzindo o consumo de energia e de materiais. A reparação das estruturas de betão armado tem estado associada ao desenvolvimento de novas técnicas de reabilitação, Varastehpour e Hamelin (1). As argamassas normais e as modificadas com polímeros têm sido utilizadas em reparações localizadas de elementos de betão armado, de tabuleiros de pontes, de estruturas de edificios, e de pavimentos, permitindo restaurar a geometria e a estética, e restabelecer a resistência inicial da estrutura, garantindo ainda a sua durabilidade. 1 Faculdade de Engenharia da Universidade Agostinho Neto, Departamento de Engenharia Civil, Luanda, Angola. rnsambu@gmail.com 2 Universidade Técnica de Lisboa, Instituto Superior Técnico, Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos, augusto@civil.ist.utl.pt

2 Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas rédoseadas 1.1 Concepção e Geometria dos modelos de viga Do total dos vinte e nove modelos de viga ensaiados, apresentamse os resultados obtidos numa campanha experimental realizada em onze vigas de betão armado da primeira betonagem, onde cinco modelos foram ensaiados monotonicamente e os restantes seis ensaiados ciclicamente. A geometria dos modelos de viga utilizados neste trabalho tem sido adoptado por vários autores para estudar a eficácia e o comportamento de vigas reparadas com argamassas com ou sem contaminação, sendo de referir, entre outros, os trabalhos de Emberson e Mas, Nounu e Chaudhar, Souza e Appleton citados por Nsambu (2). No presente trabalho adoptaramse modelos de viga com 2.25 m de comprimento total com um vão livre de 2.10 m e com uma secção transversal de 0.15 m de largura e 0.20 m de altura. A armadura longitudinal superior é constituída por 2Ø8 e a inferior por 2Ø10 em aço A500 NR. A armadura transversal é formada por varões de 6 mm de diâmetro afastados de 0.15 m no vão central e de 0.10 m nos vãos de corte. As percentagens das armaduras longitudinais de compressão e de tracção são de 0.39% e de 0.62%, respectivamente. Os modelos de viga foram reparados na zona central de flexão, na face inferior ou na face superior em toda a largura da secção. A espessura da argamassa de reparação foi de m. Foram realizados reparações com desenvolvimentos, segundo o comprimento das vigas, de 0.70 m e 1.40 m na face inferior e de 0.70 m na face superior. Na Fig.1 apresentase a geometria e a distribuição das armaduras dos modelos de viga bem como as zonas onde se aplicaram as reparações que estão assinaladas a tracejado Ø Est. Ø 6 // 0.10 Est. Ø 6 // Est. Ø 6 // Ø Ø Ø Est. Ø 6 // Est. Ø 6 // Ø 8 Est. Ø 6 // Ø Ø Ø Recobrimento : 1.5 cm Figura 1. Modelos de viga Geometria, distribuição de armaduras e dimensões das zonas reparadas (2). 1.2 Execução dos modelos Armadura, betonagem e cura reviamente à betonagem dos modelos, as zonas a reparar foram preenchidas com poliestireno expandido. Esta solução permitiu obter a geometria da zona danificada de forma simples sem necessidade de trabalho de remoção de betão e sem introduzir danos nas peças. Foram, ainda, colocados em todos os modelos de viga extensómetros eléctricos de resistência nas armaduras longitudinais inferiores e superiores. As cofragens dos modelos de viga foram dispostas horizontalmente para facilitar a betonagem e o preenchimento dos moldes. O betão foi 2

3 Resende Nsambu, Augusto Gomes compactado com o auxílio de um vibrador. Após a betonagem efectuouse durante uma semana uma cura húmida através de rega e protegeramse as vigas com uma cobertura de plástico reparação da superfície de betão Os trabalhos de reparação das vigas foram iniciados aos oito meses de idade tendose começado pela remoção do poliestireno expandido colocado nas zonas a reparar. ara garantir uma melhor aderência entre a argamassa de reparação e o betão de suporte a superfície a reparar deve ficar rugosa e homogénea, retirandose a camada superficial que resulta da leitada do betão. É recomendada a aplicação de uma argamassa de aderência no substrato do betão de suporte que estará em contacto com a argamassa de reparação. odem ser utilizados vários processos para a preparação da superfície do betão, nomeadamente, o de jacto de areia, martelo de agulhas, escarificação através do martelo eléctrico, de escova de aço e abrasão. Este último consiste no desgaste da camada superficial do betão com um disco abrasivo designado por esmeril ou mó. No presente trabalho utilizouse um martelo eléctrico para escarificar a superfície deixandoa com uma rugosidade homogénea e não muito elevada. Após a picagem, retiraramse as poeiras através de escovagem com escova de aço seguida de aspiração. Importa referir que os modelos V4/AC1/B1C140 e V6/AC2/B1C140, foram reparados nas duas faces, ficaram danificados durante as operações de remoção do poliestireno expandido e de preparação da superfície do betão, tendose observado fendas no vão central. Face a esta situação, decidiuse apenas substituir o betão retirado pelo material de reparação sem se ter efectuado a injecção das fendas entretanto formadas. Após a reparação procurou observarse a evolução das fendas que se tinham anteriormente formado. 2. ARGAMASSAS RÉDOSEADAS Neste estudo foram utilizadas três argamassas de reparação comerciais que se designaram por AC1, AC1 e AC2. As composições destas argamassas são objecto de segredo industrial não sendo revelada a sua composição. As três argamassas são prontas a utilizar bastando adicionar água nas argamassas AC1 e AC1 e no caso da argamassa AC2 apenas uma emulsão polimérica que é fornecida conjuntamente com a argamassa. Os detalhes das três argamassas extraídos nos documentos técnicos dos fabricantes são seguidamente apresentados: A argamassa AC1 é uma argamassa cimentícia em pó com ligante à base de cimento portland, agregados seleccionados e aditivos especiais, de elevada resistência mecânica recomendada para trabalhos de reparação em betão até 4 cm de espessura. A relação água/produto recomendada pelo fabricante é de 15%. A argamassa AC1 é uma argamassa melhorada com resinas sintéticas, recomendada para reparação em camada grossa, formulada à base de cimento portland, areias seleccionadas, sílica de fumo, resinas sintéticas e reforçada com fibras de poliamida. A relação água/produto indicada pelo fabricante é de 14,4%. A argamassa AC2 é um material fornecido em dois componentes, L e. O componente L é um líquido de cor branca (resina sintética em emulsão, da família dos acrílicos) e o componente um pó cinzento melhorado com resinas, fibras sintéticas e cargas especiais. A mistura dos dois componentes é feita na proporção de 16% do componente L e 84% do componente. 3. ARGAMASSAS FORMULADAS EM LABORATÓRIO 3

4 Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas rédoseadas As argamassas formuladas em laboratório com o cimento portland do tipo CEM I de classe de resistência 42.5 R foram designadas por AN1 e AM. Refirase que estas duas argamassas foram utilizadas como argamassas de referência de forma a permitir estabelecer comparação com as argamassas industriais AC1, AC1 e AC2. Na formulação destas argamassas foram utilizadas duas areias, uma fina, e uma média, provenientes, respectivamente, de Sesimbra e Vale Milhaços (5). Com o objectivo de garantir uma melhor resistência, trabalhabilidade e homogeneidade, ambas as argamassas foram formuladas com 1/3 de areia fina, AF, e 2/3 de areia média, AM, e com uma relação ponderal cimento/areia de 1/3. Na argamassa N, a relação água/cimento foi de 0,5. Neste estudo foi ainda utilizada uma emulsão polimérica, designada por E, de consistência líquida composto por 38,5±1,9% de resíduos sólidos secos. A argamassa, AM, resultou da introdução dessa emulsão polimérica, E, na argamassa, AN1, tendose como objectivo avaliar a influência deste polímero no comportamento da argamassa (5). 3.1 Aplicação das argamassas de aderência e de reparação ara a aplicação das argamassas de reparação aplicouse uma cofragem nas duas faces laterais das vigas. De seguida, saturouse a zona a reparar no dia anterior ao da reparação, operação repetida uma hora antes da aplicação da argamassa. A água em excesso foi removida com a utilização duma esponja. ara a reparação dos modelos de viga utilizaramse dois tipos de argamassas de aderência prédoseadas e uma emulsão polimérica: uma argamassa de aderência cimentícia e uma argamassa bicomponente à base de cimento com resinas sintéticas e sílica de fumo e, ainda, uma emulsão polimérica. Refirase que a argamassa de aderência cimentícia, designada por AAC, foi aplicada nas reparações com argamassas cimentícias e a argamassa de aderência bicomponente foi utilizada nas aplicações de argamassas modificadas com polímeros, designada por AAL. A emulsão polimérica, designada por E, foi utilizada nas aplicações da argamassa modificada com adjuvante polimérico, fabricada em laboratório. De acordo com os fabricantes, as argamassas de aderência devem ser aplicadas em duas camadas, cada uma com 2 a 3 mm de espessura, devendo esperarse algum tempo entre a aplicação das duas camadas. Este intervalo de tempo deve ser inferior ao tempo de aplicação pot life da argamassa, que neste caso para as argamassas utilizadas encontrase compreendido entre 30 a 40 minutos, a uma temperatura de 20ºC. Nas Figs 2 a 8 apresentamse alguns pormenores da preparação da superfície do betão, humidificação da superfície a reparar, mistura e aplicação da argamassa de aderência, aplicação das argamassa de aderência (ponte de união) e da aplicação e compactação da argamassa de reparação. No presente trabalho adoptouse um intervalo de tempo de 30 minutos entre a aplicação da argamassa de aderência e da argamassa de reparação. A execução das reparações das vigas iniciouse no dia 11 de Novembro de 2004 tendo estas nessa fase uma idade superior a 90 dias. Após o início da presa das argamassas de reparação colocaramse pastilhas metálicas que servem de base para a medição de deformações através dum extensómetro mecânico tipo Demec. A deformação é medida na zona de meio vão, sendo o comprimento inicial de referência de 200 mm. Estas pastilhas foram utilizadas para a medição da deformação por retracção restringida. As Figs 9 e 10 ilustram os pormenores da sua colocação. 4

5 Resende Nsambu, Augusto Gomes Figuras 2, 3, 4 e 5. reparação da superfície do betão com martelo eléctrico, cofragens das zonas a reparar, humidificação da superfície e preparação da argamassa de aderência (2). Figuras 6, 7 e 8. Aplicação da argamassa de aderência cimentícia, da emulsao polimérica e vibração da argamassa de reparação (2). Figuras 9 e 10. Definição da posição das pastilhas e do posicionamento das pastilhas para os extensómetros mecânicos (2). Após a aplicação daquelas pastilhas as superfícies reparadas foram cobertas com uma membrana plástica, e mantidas húmidas através de um sistema de rega que continuo durante sete dias. Com esta cura procurou minimizarse a retracção de secagem. Os efeitos da expansão inicial que ocorre nas primeiras 24 horas compensam a retracção ao longo do tempo podendo atrasar ou mesmo evitar a fendilhação do material de reparação, contribuindo para a redução das tensões de tracção e garantido, deste modo, uma melhor ligação dos materiais. Conforme se indica no Quadro 1, foi utilizado na reparação dos modelos de viga um total de cinco tipos de argamassas de reparação. Três das argamassas são prédoseadas, uma cimentícia designada por AC1 e duas modificadas com adjuvantes poliméricos, designadas por AC1 e AC2. As restantes duas argamassas foram fabricadas em laboratório com o cimento do tipo CEM I/42.5R, designadas por AN1 e AM1. Quadro 1. Modelos de vigas reparados e de controlo. Designação dos modelos de viga V1/AC1 V2/AC1 V3/AC1 V4/AC1 V5/AC2 V6/AC2 V7/AN1 V8/AM1 V9/AM1 VCM VCC Tipo e comprimento de reparação S70 C140 C70 C140 S70 C140 C70 C70 C70 Argamassa de Reparação/tipo de carregamento AC1/M AC1/C AC1/M AC1/M AC2/C AC2/M AN1/M AM1/M AM1/C 3.2 Momentos de fendilhação, de cedência e de rotura dos modelos de viga Argamassa de Aderência SU AAC AAC AAL SU AAL AAC E E Antes do ensaio dos modelos de viga e com o objectivo de comparar os valores experimentais com os analíticos, estimaramse as cargas de fendilhação, de cedência e de rotura bem como as fechas a meio vão associadas aquelas cargas. O momento de fendilhação (M cr ) foi determinado com base no valor da 5

6 Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas rédoseadas resistência à tracção (f ctm ) definido no EC2 (3), sendo o valor de 3.0 Ma. Os momentos de cedência, M, e de rotura, M u, foram determinados através do método do diagrama rectangular a partir dos valores da tensão de cedência e de rotura obtidos nos ensaios de caracterização das armaduras, f sm = 446 Ma e f su = 579 Ma. Os valores analíticos dos momentos de fendilhação, M cr, de cedência, M, e de rotura M u, obtidos para as vigas da primeira betonagem foram, de 3 Nm, 12.2 Nm e 15.6 Nm, respectivamente. O valor característico da abertura de fendas, W, associado ao momento de cedência determinado de acordo com o EC2 (3), foi de 0.2 mm. O valor de corresponde à força aplicada em cada ponto de carga. As cargas cr, e u representam, respectivamente as cargas de fendilhação, de cedência e de rotura. Os valores destas cargas são, respectivamente de 4.3 N, 17.4 N e 22.3 N. A flecha a meio vão para as cargas de fendilhação e de cedência foi determinada a partir da inércia da secção em estado não fendilhado, I, tendo sido utilizado o método dos coeficientes globais. O valor desta flecha foi de 6.02 mm. 3.3 Sistema de ensaio e Instrumentação O tipo de carregamento utilizado pretende analisar o comportamento dos modelos de viga reparados no vão central. A zona central do vão é submetida à flexão pura e as zonas à flexão com esforço transverso. A distância entre apoios é de 2.10 m e os pontos de carga localizamse a um terço do vão sendo a distância entre o apoio e a carga de 0.70 m, conforme a Fig.11`. Figura 11. Sistema de carregamento de modelo de vigas (2). Os modelos de viga foram ensaiados num pórtico metálico autoportante que se apresenta nas Figs 12 e 13. A carga foi aplicada através de um cilindro hidráulico ENERAC do tipo RC 106 com 100 N de capacidade e 0.15 m de curso. Este cilindro foi ligado a um sistema de controlo automático de pressão hidráulica, WALTER + BAIAG tipo KNS 19DH, com capacidade máxima de 700 Bars. Figuras 12 e 13. Vistas de ensaios de modelos de vigas reparados na face inferior e na face inferior e superior (2). Com o objectivo de medir os deslocamentos verticais da secção de meio vão e dos pontos de aplicação da carga foram instalados nos modelos de viga três transdutores eléctricos de deslocamento de marca Visha. Um foi colocado na secção do meio vão, δ 2, com um curso máximo de 50 mm, e os outros dois, com um curso máximo de 25 mm, foram dispostos nos pontos de aplicação das cargas correspondendo aos deslocamentos δ 1 e δ 3. As deformações nas armaduras foram medidas através de extensómetros eléctricos de resistência do tipo TML5113L com 5 mm de comprimento, Ω de 6

7 Resende Nsambu, Augusto Gomes resistência e um Gauge factor de Em cada viga foram aplicados cinco extensómetros nas armaduras longitudinais. Nas armaduras inferiores foram colocados três extensómetros, um na secção de meio vão, ε s2 e os outros nas secções de aplicação das cargas ε s1 e ε s3 tendo sido colocados a outro varão. Nas armaduras superiores foram colocados dois extensómetros na secção de meio vão, um em cada um dos varões, ε s4 e ε s5. Com a finalidade de analisar a evolução da abertura de fendas ao longo do ensaio, em alguns dos patamares de carga, mediuse a abertura de fendas com o auxilio duma lupa de fendas do tipo WF10X com a precisão de 0.02 mm. ara avaliar as curvaturas, utilizouse, numa primeira fase, um extensómetro mecânico, tipo DEMEC com 100 mm de base colocados nas faces laterais das vigas, Fig14. Figura 14. Uma vista em alçado da localização de pastilhas tipo Demecs nos modelos de viga (2). 4. CARREGAMENTO ALICADO NOS ENSAIOS Nos ensaios dos modelos de viga foram utilizados dois tipos de carregamento: monotónico (M) e cíclico (C) Carregamento monotónico O procedimento de ensaio utilizado nos modelos submetidos a um carregamento monotónico começa pela calibração de todos os aparelhos e inicialização do sistema de aquisição que é efectuada com o modelo completamente descarregado. Em seguida, aplicase a carga em patamares crescentes de força de valor prédeterminado. Após a aplicação de cada patamar de carga procedese ao registo automático dos valores lidos pelos transdutores e pelos extensómetros de resistência, à leitura manual dos extensómetros mecânicos (Demec) e à observação, mapeamento e medição da abertura da fendilhação Carregamento cíclico Gomes (1997), Júlio (2001), Cardoso (2003) e Rodrigues (2004) entre outros investigados, referidos por Nsambu (2), afirmam que nos ensaios de estruturas ou elementos de betão armado submetidos a acções cíclicas, não existem normas ou regulamentos que definem o tipo de carregamento a utilizar. Dias et al. (4) realizaram ensaios cíclicos em modelos de vigas de betão armado reforçadas à flexão com compósitos de CFR. Antes da aplicação da carga cíclica, as vigas foram solicitadas até uma carga de 15 N. De seguida impuseram um carregamento cíclico até à rotura com uma frequência de 1 Hz, sendo o limite inferior da carga de 5 N e o superior de 15 N. No presente trabalho, adoptouse um carregamento que consistiu na aplicação de uma força crescente até aos 13 N. A partir daí foi imposto um carregamento constituído por ciclos de carga e descarga, sendo o valor inferior da descarga de 1.5 N. Este procedimento teve por objectivo evitar movimentos e ajustamentos da instrumentação e do sistema de carga que ocorrem quando a carga é anulada. O limite superior de cada patamar de carga foi acrescido de 3 N até à rotura. As cargas de 13 N e de 1.5 N correspondem a 33% e 4% da carga de rotura prevista. Aqueles autores referem, ainda, que, em geral, a armadura governa o comportamento dos elementos de betão armado em fase inelástica Ductilidade e coeficientes de monolitismo A ductilidade das secções de betão armado sujeitas à flexão simples é influenciada pela percentagem e distribuição da armadura longitudinal. No presente estudo determinaramse os valores da ductilidade, 7

8 Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas rédoseadas µ, definida em termos de deslocamento e de curvatura e, ainda, do índice de energia, de acordo com as seguintes expressões, Gomes (5); Bencardino et al. (6) e Nsambu e Gomes (7): δ u ductilidade em deslocamento: µ δ = (1) δ índice de energia dissipada: ductilidade em curvatura: = E u µ E (2) E φ u µ φ = (3) em que: δ, δ u deslocamento de cedência e de rotura, E, Eu energia dissipada de cedência e de rotura e φ, φ u curvatura de cedência e de rotura. Os valores da energia dissipada de cedência, E, e de rotura, E u, correspondem às áreas delimitadas pelo diagrama cargadeslocamento, respectivamente, até ao início da cedência e até à rotura. Em geral, a ductilidade em curvatura tem uma variabilidade superior à ductilidade em deslocamento, uma vez que depende das deformações no betão que são afectadas pela formação de fendas no betão no comprimento de base para a medida dessas deformações, Bencardino et al. (6). ara permitir uma melhor análise dos resultados utilizouse, também, coeficientes de monolitismo que correspondem, para um dado resultado, à relação entre o valor desse resultado obtido na viga reparada e o da viga de controlo que é monolítica. Assim, no presente trabalho utilizaramse os seguintes coeficientes de monolitismo: Coeficiente de monolitismo em carga: Coeficiente de monolitismo em deslocamento: Coeficiente de monolitismo da energia dissipada: Coeficiente de monolitismo em curvatura: Coeficiente de monolitismo da rigidez inicial: Coeficiente de monolitismo da rigidez secante: φ u, reparada = (4) u, controlo µ δ, reparada δ = µ (5) δ, controlo E µ E, reparada = (6) µ E, controlo µ φ, reparada φ = µ (7) φ, controlo i s i, reparada = (8) i, controlo s, reparada = (9) s, controlo em que: u carga de rotura; i, s rigidez inicial e secante; sendo a rigidez,, determinada pela seguinte expressão = F/δ (N/mm) e δ o deslocamento associado a força F. 5. RESULTADOS DOS ENSAIOS À FLEXÃO DOS MODELOS DE VIGA O objectivo destes ensaios foi o de avaliar o comportamento das vigas reparadas e observar o desempenho da ligação do material de reparação ao betão de suporte. O colapso por flexão dos modelos de viga pode ocorrer por rotura da armadura longitudinal de tracção ou por esmagamento do betão comprimido. ara percentagens moderadas de armaduras, a deformação limite no aço é atingida 8

9 Resende Nsambu, Augusto Gomes antes de ser esgotada a capacidade resistente do betão comprimido e o modo de rotura ocorre por tracção das armaduras longitudinais geralmente precedida de fendilhação e grande deformação. ara baixos valores da área de armaduras, o modo de rotura é frágil estando associado à fendilhação do betão na secção mais esforçada. A maioria das normas recomenda a utilização duma quantidade de armadura mínima para controlar a fendilhação e evitar este tipo de rotura. Nas secções com elevadas percentagens de armadura, a deformação limite do betão é atingida em primeiro lugar, esgotando a sua capacidade resistente e ocorrendo o seu esmagamento. Este tipo de rotura, designado por rotura por compressão do betão em flexão, pode apresentar um comportamento frágil em particular nos betões de alta resistência. Nesse estudo, a percentagem de armadura de tracção foi de 0.65% (2φ10) sendo a relação entre armaduras de compressão (2φ6) e de tracção de Foram reparadas zonas com uma extensão de 1.50 m na face inferior e 0.35 m na face superior, ambas com 3.5 cm de espessura. Os modos de rotura observados foram por esmagamento do betão ou da argamassa, associados a fendilhação ao longo da interface de ligação entre a argamassa de reparação e o betão de suporte, seguidos de delaminação da argamassa aplicada na zona de compressão (face superior). 5.1 Resultados dos ensaios sob carregamento monotónico e cíclico No Quadro 2 são resumidos os resultados dos modelos de viga ensaiados monotonicamente e ciclicamente, indicandose os valores experimentais da carga de fendilhação, cr, cedência,, de rotura, u, e os respectivos valores dos deslocamentos associados à secção do meio vão, δ cr, δ e δ u. Indicamse, ainda, os valores das deformações na armadura inferior obtidos para a carga de cedência e última, ε s e ε su, da energia dissipada até à carga de cedência, E, e até à carga de rotura, E u, bem como os valores da ductilidade em termos de energia dissipada, µ E, e de deslocamentos, µ δ. Quadro 2. Modelos de viga cargas, deslocamentos, deformações e ductilidades. Modelo cr u δ cr δ δ u ε s ε su E E u µ E µ δ de viga [N] [mm] [ 0 / 00 ] [J] V V V V V V V V V VCM VCC O valor da carga de cedência,, foi determinado com base na análise do valor da deformação lida nas armaduras traccionadas através dos extensómetros de resistência, tendose considerado uma deformação de cedência de / 00, valor obtido nos ensaios à tracção das armaduras. ara o valor da carga de rotura foi considerado o máximo valor observado na curva cargadeslocamento. ara a paragem do ensaio foi utilizado um critério que consistiu em observar o ramo descendente da curva forçadeslocamento. Os ensaios foram concluídos quando a força instalada decrescia abaixo de 90% da força máxima registado durante o ensaio, que corresponde à força de rotura, u. ara o valor do deslocamento de rotura foi considerado o deslocamento da primeira leitura de dados associada a uma força inferior a 0.9u. No Quadro 3 são apresentados os resultados dos modelos de viga ensaiados monotonicamente e ciclicamente, indicandose os valores dos coeficientes de monolitismo (relação entre o reultado da viga reparada e o da viga de controlo) em termos de carga, p, de ductilidade em deslocamento, δ e de energia dissipada, E, assim como o número e ciclos e a abertura de fendas associada ao momento de rotura. 9

10 Reparação de Vigas de Betão Armado com Argamassas rédoseadas Quadro 3. Coeficientes de monolitismo em carga, deslocamento e de energia dissipada dos modelos de viga. Modelo de viga Kp δ E Nº de ciclos W u [mm] V1/AC V2/AC V3/AC V4/AC V5/AC V6/AC V7/AN V8/AM V9/AM VCM VCC Rigidez inicial e secante dos modelos de viga A rigidez dos modelos de viga foi utilizada como parâmetro para comparar o comportamento dos modelos reparados com os de controlo. A rigidez inicial e secante foi determinada através da relação entre os valores experimentais da carga e do deslocamento associado. A rigidez secante foi determinada para três valores de carga total de 8 N, 15 N e 30 N. O primeiro procura caracterizar a rigidez inicial, sendo o valor de 8 N inferior à carga de fendilhação de todos os modelos. O segundo pretende avaliar a rigidez secante no estado fendilhado, sendo o valor de 15 N superior à carga de fendilhação de todos os modelos. O valor de 30 N é inferior à carga de cedência observada no conjunto dos modelos ensaiados. Os valores dos parametros atrás referidos são resumidos no Quadro 4. Modelo de viga Deslocamento(mm) [N] Quadro 4. Rigidez dos modelos de viga. Rigidez inicial (N/mm) [N] Coeficiente de monolitismo [N] V V V V V V V V V VCM VCC Modo de rotura observado No Quadro 5 são indicados os valores da distância média entre fendas, a carga de rotura e o modo de rotura observado e na Fig15, apresentase o modo de rotura observado no modelo de viga V4/AC1. Modelo de Viga Quadro 5. Modo de rotura nos modelos de viga. Distância média entre fendas [mm] Carga de rotura [N] Observação V1/AC V2/AC Cedência das armaduras 10

11 Resende Nsambu, Augusto Gomes V3/AC1 V4/AC1 V5/AC2 V6/AC2 V7/AN1 V8/AM1 V9/AM1 VCM VCC Cedência das armaduras Cedência das armaduras Figura 15. Modo de rotura no modelo de viga V4/AC1C140 (2). CONCLUSÕES Apesar do reduzido número de vigas ensaiadas verificouse que a aplicação duma argamassa de reparação causa, em geral, um aumento da carga de fendilhação. A carga última da maioria das vigas reparadas atingiu ou aproximouse da carga de rotura da respectiva viga de controlo. O menor valor de coeficiente de monolitismo de resistência foi de Os valores de coeficiente de monolitismo de rigidez inicial e de rigidez secante são também satisfatórios. Num conjunto restrito de vigas reparadas, observaramse baixos valores do coeficiente de monolitismo relativo à energia dissipada e a ductilidade em deslocamento. REFERÊNCIAS [1] Varastehpour, Hamelin (1997). Strengthening of concrete beams using fiberreinforced plastics, Materials and Structures, Vol 30, April, 1997, pp [2] Nsambu R.; (2007) Avaliação do Desempenho de Argamassas de Reparação para Betão Armado. Tese de doutoramento. [3] EN (2004). Eurocódigo 2: rojecto de Estruturas de Betão arte 1: Regras gerais e regras para edifícios, Comité Européen de Normalisation. [4] Dias, S, [et al] (2002). Comportamento Experimental De vigas De Betão Armado Reforçadas à Flexão Com Sistemas Compósitos de CFR do tipo MBRACE, Relatório Técnico, Universidade do orto da Faculdade de Engenharia, Janeiro, [5] Gomes, A. (1992). Comportamento e Reforço de Elementos de Betão Armado sujeitos a acções cíclicas, Tese de doutoramento. [6] Bencardino, F. [et al] (2002). Strength and Ductilit of Reinforced Concrete Beams Externall Reinforced with Carbon Fiber Fabric, ACI Structural Journal, Vol. 92, N.º2, pp , [7] Nsambu, R. Gomes, A. Flexural strength of RC Beams Repaired with Cementitious and olmer Modified Cementitious Mortars, roceedings of the International Conference and Exhibition Edinburgh, UK, 13th15th June 2006, Structural Faults & Repair