durante a realização dos ensaios. Apesar de em ambos os materiais a resposta inicial ser linear, após este patamar, o CFRP apresenta uma região em forma de serrilha representativa de uma série de fendas e indicando uma propagação relativamente estável da fenda. No caso dos provetes colados com GFRP, após o patamar linear, verifica‐se uma diminuição brusca na carga causada pela abertura extensiva da fenda. Esta resposta nos provetes de GFRP indica um comportamento mais frágil e instável da ligação GFRP/betão. Os provetes colados com GFRP tiveram ainda uma menor deformação na ruptura (4,5mm) quando comparados com os provetes colados com CFRP (7,8mm). No entanto, os provetes colados com CFRP apresentam uma carga de ruptura média mais alta (1641N) do que os provetes colados com GFRP (1267N). Em termos de energia de fractura e para o betão de menor resistência, a ligação CFRP/betão revelou ter uma energia de fractura média de 0,597 N/mm, isto é, cerca de 28% superior à energia de fractura da ligação GFRP/betão cuja energia de fractura média foi igual a 0,427N/mm.
A escolha do processo de decapagem da superfície de colagem desempenha ainda um papel crucial no desempenho final da ligação e far‐se‐á, no Sub‐Capítulo 2.7, uma descrição mais pormenorizada sobre este tema. Refira‐se, por exemplo, que os provetes colados com GFRP de Davalos et al. [68] revelaram ter uma energia de fractura de 0,301N/mm em provetes de betão com maior resistência mecânica. Verificou‐se, portanto, uma diminuição, em cerca de 30% da energia de fractura que está, segundo Davalos et al. [68], directamente ligada com a baixa porosidade da superfície dos provetes de betão com maior resistência.
2.4.3. Ensaio de flexão de Ueda e Dai [4]
O ensaio está representado na Figura 2.11c e é, aparentemente, igual ao ensaio de arrancamento representado na Figura 2.11b. Para além da utilização e colagem do compósito de FRP em dois blocos de betão, o ensaio permite reproduzir uma combinação de modos de fractura (Modos I e II) que é, aliás, a situação mais vulgar nas estruturas correntes. Este tipo de ensaio é, de acordo com [4], de difícil instrumentação (por exemplo, medição dos deslocamentos no compósito de FRP) e avaliação, não existindo modelos, até então, capazes de reproduzir fielmente o modo de ruptura. No entanto, o modo de ruptura neste ensaio de flexão de Ueda e Dai [4] pode ser condicionado. Por exemplo, se se pretender obter uma ruptura por escorregamento do compósito de FRP deve‐se limitar as fendas diagonais reforçando o bloco de betão armado ao esforço transverso através da inclusão de mais armadura interna (estribos) ou através do encamisando dos blocos de betão armado com mais compósito de FRP. Com efeito, a influência da armadura de esforço transverso é referida em [4] onde vigas com maior percentagem de armadura de esforço transverso, conseguiram ter uma maior carga de ruptura, em cerca de 10%, como também conseguiram apresentar uma maior ductilidade quando comparadas com as vigas de referência. Um ensaio semelhante ao ensaio de flexão de Ueda e Dai [4] foi reproduzida em 1996 por Karbhari e Engineer [74] com vista a avaliar os diferentes mecanismos e modos de fractura envolvidos no processo de descolamento do compósito de FRP da superfície de betão. Para o efeito, estes autores reproduziram uma combinação dos ensaios
30 CAPÍTULO 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE O DESEMPENHO E A MODELAÇÃO DA LIGAÇÃO FRP/BETÃO esquematizados nas Figuras 2.11b e 2.11e, ou seja, o compósito de FRP foi submetido a uma força com componentes horizontal e vertical na sua extremidade livre.
2.4.4. Ensaio com o compósito de FRP envolvido pelo betão
Daqui em diante, os esquemas dos ensaios tentam reproduzir apenas o Modo II de fractura e o ensaio com compósito de FRP envolvido por dois blocos de betão conforme representado na Figura 2.11d será, provavelmente, o menos popular por dificultar o controlo das extensões ao longo do compósito. Como consequência, a distribuição das tensões de aderência bem como a distribuição do deslizamento ao longo das superfícies coladas fica comprometida. No entanto, não deixa de permitir o controlo do deslizamento total da interface.
Este tipo de ensaio está mais intimamente ligado à técnica NSMR (Near Surface
Mounted Reinforcement) uma vez que os laminados de FRP ficam envolvidos pelos
elementos estruturais de betão armado reproduzindo‐se, de forma mais fiel, este ensaio. A reprodução de um provete com a configuração apresentada pelo esquema da Figura 2.11d pode apresentar algumas dificuldades acrescidas. Veja‐se, por exemplo, o caso de laminados com uma largura pequena cuja região de ligação entre o betão e o compósito de FRP é muito pequena. Nestes casos, as duas peças de betão deverão manter‐se independentes (sem colagem entre si, por exemplo, com excessos provenientes do adesivo da colagem do FRP) e deverão ainda ter dimensões suficientes para induzir uma ruptura coesiva (pelo betão junto à ligação ou pelo laminado) ou uma ruptura adesiva (pelas interfaces FRP/adesivo ou adesivo/betão). Estes cuidados, aquando da escolha do provete, acabam por ser dissuasores mesmo quando se trata de um estudo com NSMR. É por isso, mais fácil conceber provetes usando a técnica NSMR de maneira a ficarem submetidos a ensaios de corte simples ou duplos em que apenas se tem que adaptar uma chapa de ancoragem para amarração da força de corte. Estas condicionantes não se colocam quando se trata de um ensaio de um varão de FRP em que, uma única peça de betão com um buraco de diâmetro ligeiramente superior ao diâmetro do laminado de FRP é usada. Em qualquer dos casos, uma máquina universal de tracção pode ser o suficiente para realizar o ensaio.
No campo da durabilidade, e como os equipamentos de envelhecimento acelerado disponíveis não possuem, em geral, grandes dimensões, o tamanho dos provetes fica assim condicionado. Por isso, dadas as dimensões compactas destes provetes, este tipo de ensaio pode ter essa vantagem em relação aos outros ensaios aqui descritos.
2.4.5. Ensaio de corte simples e de corte duplo
Se os ensaios com compósitos de FRP embutidos no betão são muito pouco populares, já os ensaios de corte simples e de corte duplo esquematizados nas Figuras 2.12e e 2.12f são, provavelmente, os que gozam de maior popularidade e são, por conseguinte, os que com maior facilidade se conseguem encontrar na literatura [7, 26, 30, 34, 63, 64, 75‐90].2.4. ENSAIOS DE ADERÊNCIA 31 Em 1993, o estudo conduzido por Rodrigues [7] permitiu analisar os diferentes modos de ruptura obtidos para diferentes circunstâncias de apoio. Com efeito, quando as forças reactivas são aplicadas ao betão de forma distribuída ou quando se afastam da junta de ligação entre os materiais, corre‐se o risco de se estar a eliminar do ensaio o comportamento da ligação. Diferentes esquemas de ensaios foram testados de maneira a conseguir uma ruptura que dependesse essencialmente das características da ligação aço‐adesivo‐betão. Os modos de ruptura neste tipo de ensaio estão esquematizados na Figura 2.14 [7]. Figura 2.14: Modos de ruptura relatados por Chastre Rodrigues [7] num ensaio de corte duplo onde se fez variar o esquema de aplicação das forças reactivas no bloco de betão. As forças reactivas eram absorvidas por um perfil metálico que, por sua vez, transferia as cargas ao betão por intermédio de uma chapa metálica que assentava directa ou indirectamente no betão. Na situação 1, a chapa ao ser demasiado curta provocava uma ruptura demasiado coesiva pelo betão. O destacamento de uma quantidade significativa de betão pode significar que a distribuição das tensões esperada ao longo da interface fique adulterada comprometendo o estudo da ligação aço‐adesivo‐betão. No entanto, o aumento do comprimento desta chapa de aço representado na situação 2, pode conduzir ao mesmo tipo de ruptura. Esta ruptura fica a dever‐se, de acordo com Chastre Rodrigues [7], a irregularidades da superfície de betão razão pela qual, se deve acautelar que a superfície de betão livre de cofragem não desempenhe um papel de relevo durante o ensaio. O esquema apresentado na situação 3 concentra as forças junto da ligação provocando uma ruptura que depende mais das características da ligação aço‐adesivo‐betão. No entanto, a chapa a utilizar deverá ter espessura suficiente de maneira a não se deformar e permitir a sua reutilização noutros ensaios. Para as situações 4 e 5, as forças concentradas ficam afastadas da ligação, capacitando o ensaio de novas rupturas demasiado coesivas. Conseguiu‐se mobilizar uma maior força de