Estruturas entrançadas para reforço do betão - Sousa, Guilherme José Miranda de (2004)
As excelentes propriedades e características dos materiais têxteis têm suscitado um grande interesse na sua utilização como reforço de matrizes constituídas por outros materiais, tais como polímeros, metais, cimento ou materiais cerâmicos, dando origem a materiais compósitos de reforço têxtil leves e extremamente resistentes, que podem ser utilizados na substituição dos materiais convencionas. Estes materiais são actualmente aplicados nos mais variados sectores industriais tais como, aeroespacial, automóvel, marinha, construção civil, medicina, entre outros. O motivo principal reside nas muitas vantagens que estes oferecem, tais como, baixo peso associado com alta rigidez e resistência mecânica, excelentes resistências térmicas e à corrosão, grande versatilidade de moldar o material de acordo com as necessidades de projecto e alto potencial para reduzir custos, quer iniciais quer de montagem ou de reparação. Na construção civil, as estruturas de betão estão, diversas vezes, sujeitas a cargas repetidas e a agentes agressivos que, por acções físicas e químicas, podem originar a fragilização mecânica das estruturas durante o seu período de vida, comprometendo a sua resistência e durabilidade. Um dos principais problemas que afecta o betão armado é a corrosão das armaduras em aço que leva à diminuição do seu desempenho. Neste contexto, o objectivo principal deste trabalho consistiu no desenvolvimento e estudo de entrançados em fibra de vidro para reforço de materiais compósitos aplicados em vigas de betão, no sentido de substituir o aço e assim contribuir para a resolução do problema da corrosão. O trabalho desenvolvido iniciou-se com um estudo para entender o comportamento mecânico de entrançados reforçados axialmente (com alma) em fibra de vidro. Para tal utilizou-se uma entrançadeira vertical alimentada por várias mechas de fibra de vidro colocadas, durante o processo, no interior do entrançado. Os resultados obtidos demonstram um efeito extremamente positivo das mechas de fibra de vidro sobre as propriedades mecânicas do conjunto. Este estudo inicial permitiu ainda concluir acerca do número de mechas a utilizar no entrançado que serviria de base à produção dos varões em material compósito para reforço do betão. A fase seguinte do trabalho consistiu no desenvolvimento de um processo que permitisse a impregnação do entrançado com uma resina de poliéster. O processo desenvolvido ocorre durante o próprio entrançamento. Assim, as mechas de fibra de vidro são pré-impregnadas com a resina, imediatamente antes de serem alimentadas no entrançado. Desta forma consegue-se que a própria resina arrastada pelas mechas acabe por impregnar de forma mais ou menos uniforme o próprio entrançado. Os varões produzidos de acordo com a técnica explicada, foram ensaiados mecanicamente, no sentido de se perceber o seu comportamento mecânico. Os resultados obtidos revelaram um material com uma tensão de rotura compatível com a do aço, mas com um módulo de elasticidade inferior. Por último, produziram-se armaduras com os varões de material compósito, aplicadas posteriormente em vigas de betão. Fizeram-se ensaios de flexão sobre essas vigas e compararam-se os resultados com vigas reforçadas por armaduras convencionais em aço. Os resultados obtidos demonstraram que as vigas reforçadas pelos varões em material compósito apresentam um comportamento mecânico diferente das reforçadas pelo aço. Assim, para além de se poderem identificar diversos picos de tensão, na curva carga-alongamento, é possível verificar igualmente uma menor resistência.