Estudo do efeito hidrotérmico no comportamento mecânico de vigas de concreto armado com barras de polímero reforçado com fibras de vidro. - Santos, Luis Felipe Oliveira (2024)
As barras de polímero reforçado com fibras (FRP do inglês fiber-reinforced polymer) são materiais compósitos formados pela união de fibras longas com uma matriz polimérica, encontradas no mercado brasileiro constituídas de resinas epóxi, poliéster ou vinil éster. Elas estão sendo utilizadas, nas últimas décadas, como reforço interno para estruturas de concreto, por apresentar boas propriedades mecânicas, um baixo peso específico, transparência eletromagnética e característica não corrosiva. Contudo, a matriz polimérica pode se degradar quando exposta a ambientes alcalinos, como a solução presente nos poros do concreto. Este trabalho abordou o uso de estruturas de concreto armado com barras de polímero reforçado com fibras de vidro (GFRP do inglês glass fiber-reinforced polymer), que possuem matriz de poliéster. O foco foi o processo de degradação das barras devido a alcalinidade do concreto e os impactos no comportamento mecânico de vigas. Para isso, barras de GFRP foram submetidas a um processo de condicionamento acelerado por imersão em solução alcalina que simula a solução de poros do concreto à 30°C, 40°C e 60°C. Além disso, vigas armadas e barras de GFRP foram imersas em água à 60°C. Os processos de condicionamento acelerado foram realizados por até seis meses. Os resultados mostraram que barras de GFRP com resina poliéster apresentam uma alta absorção de água. Quanto aos ambientes de condicionamento, o ambiente alcalino foi mais severo para as barras em comparação ao ambiente aquoso, mas ambos com elevado nível de degradação. A retenção de resistência à tração das barras diminui com o incremento da temperatura, sendo de 46,92% em barras submetidas a uma temperatura de 60°C em ambiente alcalino por 90 dias. Um modelo preditivo baseado na relação de Arrhenius, mostraram que a resistência à tração reduz até um nível quase estável, independente da temperatura aplicada. As vigas reduziram sua capacidade de carga, 63,22% e 55,61% para vigas sem e com pré-fissura, respectivamente. O padrão de fissuração foi alterado após o condicionamento, indicando que a aderência barra-concreto foi afetada.