10_ 16
1. INTRODUÇÃO
No decurso da sua vida útil, as estruturas
encontram-se sujeitas a diversas ações que
contribuem para a sua deterioração, dimi-
nuindo a sua capacidade resistente. Com a
degradação de edifícios e obras de arte, surge
a necessidade de reparação e, eventualmente,
de reforço, para assegurar a segurança estru-
10_cm
tural e o seu bom funcionamento. Atualmente,
com as exigências crescentes no sentido da
garantia de sustentabilidade ecológica na
construção civil, o peso das operações de ma-
nutenção, reparação e reforço de estruturas
tenderá a aumentar. Surgem, com frequência,
novos materiais e tecnologias inovadoras, que
permitem dar resposta às exigências da rea-
bilitação estrutural. Além disso, procuram-se
frp e resistência ao fogoavaliação de desempenho de soluções de proteção face a ação térmica para sistemas de reforços com frp
Inês Grilo
UC - Coimbra
Fernando G. Branco
UC - Coimbra
Eduardo Júlio
IST - Lisboa
A reabilitação do espaço construído implica com frequência a necessidade de reforçar as estru-
turas existentes. O reforço com materiais compósitos, polímeros reforçados com fibras (FRP),
é uma técnica que apresenta enormes vantagens quando comparada com outras alternativas
existentes: baixo peso, reduzida alteração geométrica dos elementos reforçados, facilidade de
aplicação, versatilidade em termos de módulos de elasticidade (dependendo do tipo de fibra –
vidro, carbono, aramida e outras), elevada resistência e elevada durabilidade. Em contrapartida,
tem como inconvenientes a elevada sensibilidade aos raios ultra-violeta e o mau comportamento
em situações de incêndio. Relativamente ao primeiro, uma vez que todos os sistemas comerciais
incluem uma camada fina de acabamento, o problema não se coloca na prática. Já em relação
ao segundo, o problema é real e muito significativo, podendo mesmo, em algumas situações,
inviabilizar a utilização desta técnica.
A reduzida resistência a elevadas temperaturas desta técnica de reforço prende-se essencial-
mente com o facto dos sistemas comerciais recorrerem a resinas epóxidas para colar as mantas
ou laminados de FRP ao substrato de betão. Estas resinas degradam-se drasticamente para
temperaturas relativamente baixas, entre os 60 e os 80ºC, valores que, em situação de incêndio,
são atingidos em poucos segundos. Deste modo, a aplicação de sistemas de proteção térmica
associados ao reforço torna-se uma condição essencial para a garantia de um bom desempenho
deste quando sujeito a ações térmicas. Para esse efeito, procurou avaliar-se, através de ensaios
laboratoriais, o desempenho de sistemas combinados para proteção térmica, à base de tintas
intumescentes e argamassas, na proteção de elementos de betão reforçados com laminados
de CFRP face a ações térmicas. As colagens betão – CFRP foram sujeitas a um esforço de corte
puro. Comparou-se o desempenho de várias soluções comerciais para proteção de estruturas
ao fogo, testando-se colagens sem proteção e com diferentes combinações de proteção com
argamassa e tinta intumescente.
novos materiais e métodos de construção que
assegurem uma vida longa e saudável às estru-
turas. Desta forma, têm vindo a desenvolver-se
diferentes sistemas de reparação e reforço,
nomeadamente as técnicas de colagem de
armaduras exteriores ao betão, sejam elas
chapas de aço ou polímeros reforçados com
fibras (FRP), utilizando resinas de epóxido. A
técnica de reforço com FRP é adotada quando
cm_11
se pretende aumentar a resistência da estru-
tura tanto a esforços de flexão como a esforços
transversos, podendo ser aplicada em lajes,
pilares e vigas. Existem três grupos de fibras
que se utilizam no campo da engenharia civil
como materiais de reforço: aramida, vidro e
carbono. As propriedades mecânicas do reforço
dependem do tipo de fibra escolhida. No entan-
to, o CFRP – (Carbon Fibre Reinforced Polymer)
é frequentemente considerado o mais indicado
para reforço de estruturas de betão armado,
devido às suas características mecânicas mais
favoráveis, comparativamente com as outras
fibras. Na utilização do CFRP como reforço em
elementos de betão armado, realça-se uma ele-
vada resistência à tração e à fadiga, excelente
imunidade à corrosão e grande capacidade de
deformação [1]. A sua utilização tem pouca
expressão, quer no aumento do peso próprio,
quer na variação dimensional dos elementos
estruturais a reforçar.
Na elaboração de um reforço com compósito
de FRP deve ter-se em atenção as condicio-
nantes deste material. A exposição ambiental
é um fator determinante na durabilidade de
um projeto de reforço. Sabe-se que uma das
desvantagens deste tipo de sistemas de refor-
ço é a degradação prematura e consequente
rotura, quando sujeitos a ações térmicas. Este
comportamento deve-se ao mau desempenho
da resina de epóxido utilizada como adesivo,
quando sujeita a aquecimento. Como a resina
de epóxido é um material orgânico, as suas pro-
priedades são suscetíveis de se degradarem
com o aumento de temperatura, provocando
um mau comportamento na colagem betão/
compósito. A deterioração das propriedades
mecânicas e de ligação do CFRP provoca
problemas de aderência, que diminuem o
aproveitamento máximo das potencialidades
destes materiais compósitos. Assim, torna-
é importante ter especial atenção o efeito ne-
gativo da ação de elevadas temperaturas nas
resinas de epóxido e nos compósitos. Uma das
grandes preocupações é a perda de resistência
da interface resina/CFRP [3]. O desempenho
face a ações térmicas pode ser melhorado atra-
vés da aplicação de revestimentos que retardam
a penetração do calor para o material compósito,
tendo uma função de isolamento térmico. Re-
vestimentos cerâmicos e intumescentes têm
sido utilizados para aumentar a temperatura
de ignição e atrasar a propagação da chama no
interior do sistema de reforço [4,5]. Assim, tendo
atenção o comportamento prejudicial da ligação
betão/FRP quando submetida a aquecimento,
podem aplicar-se procedimentos adicionais de
prevenção, protegendo a colagem com revesti-
mentos térmicos e intumescentes.
Pelo exposto anteriormente, verifica-se que
o comportamento da ligação entre o betão e o
compósito é um fator relevante na aplicação
desta técnica de reforço. Justifica-se assim
a importância do estudo da resistência da
colagem. Com esse objetivo, têm vindo a ser
desenvolvidos diversos modelos de ensaio.
Estes modelos foram empregues para avaliar
a colagem entre betão e chapas de aço [6,7,8],
sendo possível adaptá-los para avaliar a cola-
gem entre betão/CFRP. Branco [9] idealizou
um esquema de ensaio que permite transmitir
esforço de tração às chapas de aço e com-
pressão ao betão (Figura 1). A transmissão de
esforços de corte puro entre os dois materiais é
efetuada através da resina epóxida. O esquema
é constituído por duas amarras e uma abra-
çadeira (4). Cada amarra possui uma argola
(3), que funciona como suporte de fixação à
máquina de tração. No interior da argola, passa
um casquilho horizontal (2), apoiado no centro
da argola através de um roço, permitindo a
sua oscilação em torno desta. Cria-se então
se essencial melhorar o desempenho dos
elementos em betão armado reforçados com
FRP quando sujeitos à ação do fogo.
2. LIGAÇÃO BETÃO/ADESIVO/COMPÓSITO
Para além do substrato, um sistema de reforço
com materiais compósitos é constituído por
dois elementos distintos: o FRP e o adesivo.
O adesivo possui um papel essencial na
eficácia de um reforço exterior. As suas prin-
cipais funções são a impregnação do grupo
de fibras, para garantir a polimerização do
conjunto do compósito, e a criação da ligação
entre o betão e o compósito, transformando
o conjunto numa estrutura composta. Após
o endurecimento “ in situ” e a colagem betão/
compósito, desenvolvem-se as propriedades
de aderência na ligação desejadas, estando
concluído o sistema de reforço estrutural [1].
O adesivo deve garantir a transferência de
esforços entre os dois elementos. Para que
haja êxito neste tipo de reforço, é necessário
que a ligação entre o elemento estrutural
e a laminado de FRP seja perfeita. Assim, a
preparação das superfícies a colar é uma
condição importante. Exige-se uma cuidado-
sa preparação das superfícies de betão, de
modo a garantir uma boa aderência entre os
materiais [2]. Desta forma, para se obter um
bom comportamento da ligação, a superfície
de colagem deve encontrar-se seca, limpa de
poeiras e impureza e possuir um grau de rugo-
sidade adequado. Após o processo de colagem,
ocorre o aumento da aderência na interface
betão – adesivo – compósito FRP. Face às exi-
gências de um projeto de reforço estrutural, é
fundamental que exista um bom desempenho
da ligação das superfícies coladas.
Neste tipo de sistemas reforçados com CFRP,
> Figura 1: Esquema idealizado por Branco [1].
> 2
> 1
frp e resistência ao fogo
12_cm
uma rótula, que garante a transmissão de
forças semelhantes em ambas as chapas que
constituem a braçadeira. Por fim, no centro do
casquilho atravessa uma cavilha (1), que tem
como função interligar as chapas às amarras.
Os resultados apresentados no presente do-
cumento [10], tinham como objetivo estudar a
viabilidade de utilizar um sistema combinado
– argamassa de proteção e tinta intumescente
– na proteção face a ações térmicas de elemen-
tos de betão armado reforçado com laminados
de CFRP. Para o efeito, realizaram-se diversos
ensaios laboratoriais, nos quais as colagens
eram protegidas por isolantes térmicos e sujei-
tas a um esforço de corte puro. Comparou-se o
desempenho de duas soluções comerciais para
proteção de estruturas ao fogo, das empresas
de materiais de construção Sika Portugal, S.A. e
Tria - Serviços, Materiais e Equipamentos, Lda.
Numa primeira fase, realizaram-se ensaios de
corte, inicialmente sem proteção térmica e,
posteriormente, com sistemas combinados de
proteções térmicas. Nestes ensaios aplicava-
se uma força constante de 50% da carga de
rotura apurada nos ensaios realizados a 20ºC.
Numa segunda fase, realizaram-se ensaios de
corte sem qualquer tipo de proteção. Poste-
riormente, os provetes foram protegidos com
argamassa Tria, e sujeitos a 75% da carga de
rotura dos ensaios a frio. Avaliou-se a evolução
da capacidade resistente de colagens betão/
compósito CFRP com variação de temperatura.
A taxa de aquecimento adotada foi de 5ºC/min.
O tipo de rotura observada e a temperatura da
ligação foram os parâmetros avaliados nestes
ensaios.
3. PROGRAMA EXPERIMENTAL
Efetuaram-se vários ensaios laboratoriais com
o objetivo de avaliar o comportamento da liga-
ção betão/CFRP sujeita a esforços de corte e a
aumento de temperatura. Em todos os ensaios,
a evolução de temperatura foi monitorizada,
com auxílio de termopares, quando a ligação
estava protegida com isolantes térmicos. Para
a realização de ensaios de corte, adotou-se o
> Figura 2: (a) Ligação do provete ao dispositivo de ensaio; (b) chapas e a sua aplicação no provete.
modelo de ensaio desenvolvido por Branco
[9]. No entanto, houve necessidade de se
efetuar algumas adaptações. Como o modelo
foi desenvolvido para avaliar o comportamento
de ligações betão/aço, existiam componentes
que necessitaram de ser alterados. Neste es-
quema, a cavilha atravessava as chapas de aço
devido a orifícios existentes nestas. No caso
em estudo, não era possível furar as chapas
de CFRP, pois seriam originadas concentrações
de tensões na lâmina de CFRP, tornando-a sus-
cetível de sofrer uma rotura prematura. Assim,
a alternativa viável para se poder utilizar este
esquema de ensaio caso consistiu em cortar
chapas de aço de forma a cintá-las ao CFRP, na
zona da cavilha por meio de parafusos (Figura
2). A principal finalidade das chapas era aco-
modar o CFRP entre elas e, ao apertá-las, criar
uma zona que permitisse transmitir de forma
eficaz os esforços aplicados à ligação. Para
se evitar o deslizamento entre os materiais,
aumentou-se a rugosidade das chapas de aço
por grenalhagem, de modo a aumentar o atrito
entre elas e o CFRP.
3.1. Definição e Caracterização dos Materiais
Os provetes eram constituídos por três mate-
riais distintos: o bloco de betão, duas lâminas
de CFRP e a resina de epóxido. As lâminas
eram coladas em duas faces opostas do
bloco. Utilizou-se um betão que representava
um elemento estrutural que necessitasse
de reforço. Escolheu-se assim um betão cor-
rente, de baixa resistência. A manta de CFRP
foi fornecida pela MC-Bauchemie, sendo uma
manta unidirecional com uma espessura de,
aproximadamente, 0,2 mm e com largura de
30 cm. Para as colagens, adotou-se uma re-
sina de epóxida fornecida pela empresa Sika,
denominada Sikadur-30. As características
mecânicas dos materiais encontram-se de-
finidas na Tabela 1.
As argamassas usadas para proteger termi-
camente o CFRP são produtos desenvolvidas
para proteção de elementos estruturais face
a incêndios. A argamassa fornecida pela
empresa Sika denomina-se Sikacrete-213F,
sendo uma argamassa monocomponente à
> 2
MaterialResistência
ao corte (MPa)
Resistência à tração
(MPa)
Resistência à compressão
(MPa)
Módulo de Elasticidade
(MPa)
Betão - - 25 -
Manta CFRP - 3700 - 240
Sikadur-30 14-17 24-27 70-80 11200
Tabela 1: Características mecânicas dos materiais que constituem os provetes.
cm_13
base de cimento, concebida para aplicação
por projeção por via húmida. A argamassa
pastosa projetada proporcionada pela Tria é
constituída por agregados leves de perlite e
vermiculite, apresentando-se sob argamassa
hidráulica, com excelentes propriedades de
coesão e aderência.
As tintas intumescentes utilizadas nestes
ensaios foram também disponibilizadas pe-
las empresas Sika e Tria sendo denominadas,
respetivamente, Sika Unitherm Concrete S
e Pintura Intumescente. Estas tintas são
formadas com base em água e solventes.
Por ação do calor, estas proteções intumes-
centes formam uma camada de material
termo-isolante, protegendo a estrutura que
lhe serve de suporte. Quando o processo de
intumescência é iniciado, observa-se uma
expansão volumétrica.
3.2. Definição dos Provetes
Os provetes de betão possuíam dimensões
de 200x100x100 mm3. Duas das superfícies
laterais de cada provete, em faces opostas,
foram reforçadas com tiras de CFRP, com
dimensões 80x300mm2 (Figura 3). A área de
colagem do CFRP às superfícies do betão é
de 80x150 mm2.
O processo de colagem do CFRP ao betão con-
sistiu na aplicação do feixe de fibras contínuas
em estado seco sobre um adesivo epóxido
> 3 > 4
> Figura 3: Alçado e corte de um provete com sistema de CFRP.
> Figura 4: (a) Provete não protegido; (b) Provete com proteção de argamassa.
> Figura 5: Identificação das superfícies em estudo.
previamente espalhado na superfície a refor-
çar. Após a impregnação das fibras, aplicou-se
mais uma camada de resina sobre elas. Os
provetes foram mantidos em repouso durante
5 dias, assegurando a eficácia da colagem.
Para a aplicação das argamassas recorreu-se a
moldes de poliestireno, com 2 cm de espessu-
ra, sobre a superfície a proteger, com o objetivo
de delimitar a área de colagem. Após a aplica-
ção das argamassas, os provetes repousaram
durante 3 dias (Figura 4). Finalmente, nos pro-
vetes protegidos com tintas intumescentes,
estas foram aplicadas utilizando um pincel,
pintando todas as superfícies do provete.
Fizeram-se duas passagens com a tinta para
garantir a homogeneidade da pintura, e deixou-
se secar a tinta durante 24 horas.
3.3. Realização dos ensaios
3.3.1. Condições de ensaio
Os provetes de betão reforçados com o siste-
ma de CFRP foram sujeitos a ensaios de corte
com aumento de temperatura. No decorrer
dos ensaios, era essencial conhecer a evolu-
ção das temperaturas em pontos específicos
do provete. Assim, colaram-se termopares na
zona de colagem e na superfície da proteção
em todos os provetes a ensaiar. A temperatura
no interior do forno era também monitorizada.
Em todos os ensaios, a temperatura no inte-
rior do forno sofreu uma taxa de aquecimento
constante de 5ºC/min, até ao instante de
rotura do provete. Os ensaios de corte foram
realizados com o auxí lio de uma prensa
hidráulica, aplicando o carregamento com
controlo em deslocamento a uma velocidade
de 0,1 mm/s até à rotura.
3.3.2. Instrumentação dos Provetes
A resistência ao fogo dos provetes foi avaliada
no domínio da temperatura, determinando-se
as temperaturas de rotura de cada tipo de
ensaio. Na preparação destes ensaios, os pro-
vetes foram instrumentados com termopares
(Figura 5). Nos ensaios sem proteção, avaliou-
se a temperatura de rotura na ligação (1).
> 5
frp e resistência ao fogo
14_cm
Nos ensaios com sistemas de proteção,
determinou-se ainda a diferença de tempe-
ratura entre a superfície da proteção (2) e
a superfície de ligação (1), Dtemp2–1(ºC),
no instante da rotura. Assim, fixaram-se os
termopares nos seguintes pontos:
– Ensaios de provetes sem proteção térmica:
termopares na zona de colagem (1);
– Ensaios de provetes protegidos com arga-
massas: termopares na zona de interface
entre a resina e a argamassa (1) e na su-
perfície desta (2);
– Ensaios de provetes protegidos com arga-
massas e tintas: termopares na zona de
interface entre a resina e a argamassa (1)
e na superfície da tinta intumescente (2);
3.3.3. Tipos de rotura
Os ensaios realizados permitiram observar
cinco tipos de rotura:
Rotura 1 – Rotura no betão, sofrendo um
arrancamento/destacamento deste de forma
regular;
Rotura 2 – Rotura na resina, significando
que esta possui uma resistência inferior à
do betão devido à degradação das suas pro-
priedades iniciais quando sujeita a elevadas
temperaturas;
Rotura 3 – Rotura mista betão/resina, devido
à perda de aderência entre os materiais;
Rotura 4 – Rotura mista CFRP/resina, verifi-
cando-se rotura na resina e imediatamente
> Figura 6: Tipo de rotura observadas nos provetes.
após esta rotura, a lâmina de CFRP rompia na
sua zona mais frágil;
Rotura 5 – Rotura na lâmina de CFRP.
Estes tipos de rotura estão representados
na Figura 6.
4. RESULTADOS
4.1. Ensaios a frio
Nestes ensaios, os provetes apresentavam
uma rotura na camada de betão adjacente
à colagem. Como os ensaios foram reali-
zados sem aquecimento, o adesivo não se
deteriorou, garantindo eficácia da colagem.
Após a análise de resultados destes ensaios,
determinou-se o valor médio de 31,07kN de
força de rotura.
4.2. Ensaios a quente
Após os ensaios a frio, realizaram-se ensaios
a quente, com a aplicação constante de 50% e
75% de 31,07kN. Aplicava-se o valor da carga
definida e depois iniciava-se o processo de
aquecimento. O ensaio era concluído quando
se observava a rotura no provete. Nestes
ensaios pretendia-se avaliar a evolução da
capacidade resistente de colagens betão/
CFRP com variação de temperatura.
Na Tabela 2 esquematizam-se as várias
etapas dos ensaios, diferenciadas pela per-
centagem de carga e pelo tipo de proteção.
4.2.1. Com 50% de carga
Nos ensaios realizados sobre provetes sem
proteção, observou-se uma rotura mista en-
tre o betão e a resina de epóxido. Esta rotura
> 6
Rotura 1 Rotura 2 Rotura 3 Rotura 4 Rotura 5
% Carga de rotura Proteção da ligação Força (kN)
50% de carga
Sem proteção
15,85Argamassa
Sika
Tria
Argamassa + TintaSika
Tria
75% de cargaSem proteção
23,3Argamassa Tria
Tabela 2: Esquema das etapas de ensaio ao corte em aquecimento.
cm_15
Tabela 4: Temperatura e tipo de rotura nos ensaios com argamassas.
Provetes F (kN) T1 (ºC) T2 (ºC) Dtemp2–1(ºC)Tipo de Rotura
Argamassa Sika1º
16,264,7 117,9 53,2 2
2º 68,5 134,6 66,1 2
Argamassa Tria
1º
16,2
90,8 147,9 57,2 5
2º 79,3 160,4 81,0 2
3º 75,3 137,9 62,6 4
Tabela 5: Temperatura e tipo de rotura nos ensaios com argamassas + tintas intumescentes.
Provetes F (kN) T1 (ºC) T2 (ºC) Dtemp2–1(ºC)Tipo de Rotura
Argamassa + tinta Sika
1º
16,2
59,9 120,0 60,1 4
2º 68,7 145,3 76,6 4
3º 72,2 110,9 38,7 4
Argamassa + tinta Tria
1º
16,4
59,9 119,9 52,5 4
2º 68,7 146,0 73,1 4
3º 72,2 146,7 73,8 4
pode ser explicada pela perda de aderência
entre estes dois materiais. As temperaturas
de rotura observadas possuem valores da
mesma ordem de grandeza. A Tabela 3 apre-
senta os resultados obtidos nestes ensaios.
Quando se aplicou a argamassa como prote-
ção térmica da colagem, verificou-se, nos pro-
vetes protegidos pela argamassa da Sika, uma
redução da capacidade adesiva da resina.
Ambos os provetes protegidos pela argamas-
sa da Sika romperam com rotura localizada na
resina. No instante da rotura observaram-se,
na zona de colagem, temperaturas próximas
de 65ºC. A diferença de temperatura entre a
superfície da argamassa e a superfície em
contacto com o CFRP, Dtemp2–1(ºC), variou
entre os 53ºC e 66ºC. Nos provetes protegidos
pela argamassa Tria, observaram-se roturas
distintas, havendo, no entanto, sempre uma
falha na lâmina de CFRP e resina, de forma in-
dividual ou simultânea. No instante da rotura,
a temperatura registada na zona de ligação foi
sempre superior a 75ºC.
Ao compar ar a resistência térmica dos
dois tipos de argamassa, observou-se que
os provetes protegidos pela argamassa
Tria revelavam uma temperatura de rotura
mais elevada em relação aos provetes pro-
tegidos pela argamassa Sika. Verificou-se
também que a diferença de temperaturas
existente entre a superfície da argamassa
e a superfície da resina é mais elevada nos
provetes protegidos pela argamassa da Tria.
Os resultados obtidos apresentam-se na
Tabela 4. Estes mostram que a argamassa
Tria assegurou uma maior eficiência como
isolante térmico, quando comparada com a
argamassa Sika.
De seguida, realizaram-se ensaios em que
se manteve o nível de carregamento, sendo
o sistema de proteção constituído não só
por argamassa mas também por uma tinta
intumescente fornecida pela mesma empre-
sa. Os resultados obtidos apresentam-se na
Tabela 5.Comparando os resultados obtidos
nos ensaios com argamassas e com arga-
massas + tintas intumescentes, verificou-se
que as temperaturas de rotura e Dtemp2–
1(ºC) são semelhantes. Observou-se que
todos os provetes apresentaram o mesmo
tipo de rotura. O aumento de temperatura in-
Provetes F (kN) T (ºC) Tipo de Rotura
1º
16,3
101,1 3
2º 87,9 3
3º 96,6 3
Tabela 3: Temperatura e tipo de rotura nos ensaios sem proteção térmica na ligação.
troduz uma fragilidade excessiva na resina,
originando uma fissura que conduzia à rotura
prematura do CFRP. Estes resultados indi-
cam que a presença da tinta intumescente
não teve influência no resultado dos ensaios.
Este acontecimento deve-se ao facto de este
tipo de produto apenas ser eficiente para
temperaturas a partir dos 200ºC, valor bas-
tante superior às temperaturas atingidas.
4.2.2. Com 75% de carga
Com o propósito de avaliar a influência do
nível de carregamento no comportamento
da ligação submetida a ações térmicas,
procedeu-se a uma série de ensaios sobre
provetes sujeitos a um carregamento de 75%
da carga de rotura nos ensaios a frio.
Os resultados dos ensaios sem proteção tér-
mica na ligação são apresentados na Tabela 6.
Provetes F (kN) T (ºC) Tipo de Rotura
1º
24,1
75,3 5
2º 83,2 1
3º 68,4 1
Tabela 6: Temperatura e tipo de rotura nos ensaios sem proteção térmica na ligação.
frp e resistência ao fogo
16_cm
Estes ensaios revelaram que o aumento de
carga conduziu a um decréscimo da resis-
tência térmica na ligação. De facto, a rotura
ocorre com temperaturas na ligação acima
dos 68ºC, um valor significativamente inferior
quando comparado com o observado para um
nível de carregamento de 50%.
Nos provetes ensaiados com proteção de
argamassa Tria, verificou-se que a diferença
de temperaturas entre a superfície da arga-
massa e a resina foi semelhante ao observado
no ensaio de 50% de carga. Na Tabela 7 apre-
sentam-se os resultados obtidos. De acordo
com estes resultados, pode concluir-se que a
características isolantes da argamassa são
independentes do valor de carga aplicada no
ensaio de corte. A temperatura de ocorrên-
cia da rotura (acima dos 52ºC) revelou-se
inferior à obtida para um carregamento de
50%. As roturas ocorreram por falha no betão,
significando que a resina não perdeu a sua
característica aderente.
5. CONCLUSÕES
O presente trabalho pretendeu estudar a efi-
cácia de um sistema combinado constituído
por argamassas de proteção e tintas intumes-
centes num elemento de betão armado refor-
çado com fibras de carbono. Desenvolveu-se
um programa de ensaios laboratoriais, nos
quais se submeteram colagens entre betão
e CFRP a esforços de corte puro, associados
a um aumento de temperatura. Comparou-se
o desempenho e a eficiência da capacidade
isolante de diversos tipos de proteções
térmicas comerciais. Iniciou-se o trabalho
laboratorial com a realização de ensaios a frio,
que permitiram avaliar a resistência mecânica
máxima da ligação. Em seguida, realizaram-
se duas séries de ensaios com aquecimento,
submetendo os provetes, respetivamente,
a 50% e 75% da carga de rotura obtida nos
ensaios a frio.
Nos ensaios realizados a 50%, constatou-se
que os modos de rotura obtidos quando se
ensaiavam os provetes protegidos com arga-
massa sugeriam uma redução da capacidade
adesiva da resina. Esta redução indica uma
diminuição da resistência de colagem, como
resultado da degradação das suas caracte-
rísticas. Comparando a resistência térmica
dos dois tipos de argamassa, conclui-se que
a diferença de temperaturas que existia entre
a superfície da argamassa e a resina era mais
elevada nos provetes protegidos pela arga-
massa Tria. Deste modo, pode concluir-se que
a argamassa da Tria funcionou de forma mais
eficaz como isolante térmico, quando compa-
rada com a argamassa Sika. Comparando os
resultados obtidos nos ensaios efetuados
apenas com argamassa e com argamassa
e tinta intumescente, verificou-se que as
temperaturas de rotura são semelhantes em
ambos os casos. Estes resultados indicam
que a tinta intumescente não possui efeito
isolante significativo neste tipo de ensaios.
Este resultado deve-se ao facto de as tintas
intumescentes entrarem em atividade para
temperaturas mais elevadas a partir dos
200ºC.
Comparando os resultados obtidos entre
provetes submetidos a 50% e a 75% da carga
de rotura observada à temperatura ambiente,
verifica-se que um nível de carga mais elevado
conduz a um decréscimo da resistência tér-
mica da ligação. A diferença de temperaturas
entre a superfície da argamassa e a resina é
semelhante à observada no ensaio realizado
com 50% de carga aplicada, de onde se conclui
que as características isolantes da argamas-
sa não sofreram alteração com o valor de
carga aplicada.
6. REFERÊNCIAS
[1] Juvandes, L. Reforço e Reabilitação de
Estruturas de Betão Usando Materiais Com-
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[2] Azevedo, D. Reforço de estruturas de betão
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Porto, Porto, 2008.
[3] Kodur, VKR.; Baingo, D. Fire Resistance of
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[7] Br esson, J. Nouvelles Recherches et
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[8] Theillout, J.N. Repair and Strengthening
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[9] Branco, F. Influência da Temperatura na
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Mestrado, Universidade de Coimbra, 1998.
[10] Grilo, I. Protecção ao Fogo de Elementos
Reforçados com FRP. Tese de Mestrado,
Universidade de Coimbra, 2010.
Tabela 7: Temperatura e tipo de rotura nos ensaios com argamassas.
Provetes F (kN) T1 (ºC) T2 (ºC) Dtemp2–1(ºC)Tipo de Rotura
Argamassa Tria
1º
24,1
70,6 148,6 77,9 4
2º 52,9 115,9 63,0 1
3º 51,4 120,9 61,5 1