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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Reforo por cintagem com elementos metlicos
Esta tcnica aplica-se sobretudo quando os pilares possuemarmaduras insuficientes e as dimenses e a qualidade dobeto se consideram ser adequadas, com a finalidade deaumen ar: a res s nc a ex o compos a, a res s nc a aoesforo transverso, a ductilidade e o confinamento das zonasde emenda de armaduras.
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Reforo por cintagem com elementos metlicos
Tcnicas de reforo em lajes devido a esforos de punoamento:
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
1. Objectivo
O objectivo do reforo efectuado na estao do Rossio aumentar a resistncia dos pilares encurvadura. Isto porquese tratam de elementos bastante esbeltos e cujos usos foramas an e a era os ao ongo os empos.
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Reforo de pilar com colagem de chapasmetlicas (exemplo prtico)
2. Metodologia base
eliminao de todas as substncias indesejveis
fixao dos reforos metlicos por meio de buchas; selagem da periferia da rea em contacto com o
beto bem como todas as fendas or onde ossahaver escorrimento da resina de injeco no estadolquido e introduo de areo no espao entre as
chapas e o beto; coloca o dos tubos de in ec o injeco, com equipamento apropriado, de resina
de epxido, com elevadas resistncia mecnica eaderncia ao beto.
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
3. Materiais
(Fonte: Construlink)
85Provetes de resina de epxido
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
3. Materiais (Fonte: Construlink)
86 Areo (3 a 4 mm) para evitarespessuras elevadas de resina
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
3. Materiais (Fonte: Construlink)
87 Chapas (cantoneiras) para o reforo
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
3. Materiais
As peas metlicas devem manter-se protegidas atao momento da sua fixao.
As superfcies metlicas que ficam em contacto com a
resina epxido so desengorduradas e posteriormentedecapadas com jacto de areia ou de grenalha de aode modo a aumentar a aderncia.
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
3. Materiais
s superfcies metlicas que no ficam em contactocom a resina de epxido aplicada uma demo deprimrio rico em p de zinco (espessura mnima de 40m), aps a decapagem mecnica e trs camadas detinta anticorrosiva.
as un as so a as em o ra e a uma mpeza comescova de ao, aps a execuo da soldadura,seguida da aplicao do mesmo primrio rico em p
de zinco.89
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
3. Materiais
O betume de selagem constitudo por uma argamassade epxido a dois componentes (resina e endurecedor).
90 (Fonte: Construlink)
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
4. Preparao da superfcie
Antes de se iniciarem os trabalhos,nos pilares que sero alvo de reforo,a super c e expos a o e o(eventualmente carbonatada e
atacada por fungos) decapada porica em com ferramentas mecnicasligeiras (martelo pneumtico normalou de agulhas) para no provocaremmicro-fissurao
91 (Fonte: Construlink)
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(Fonte: Construlink)
Rebaixamento dos cantos para colocao das cantoneiras
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Parafuso e bucha qumica
94 (Fonte: Construlink)
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
95erspec va a co oca o as v r as c apas
usadas para a execuo do reforo
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
96Tratamento das cantoneiras para posterior
soldagem topo a topo
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
97Aspecto das chapas aps soldagem
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
98Soldagem das chapas
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
99Para a execuo deste reforo so necessrias uma grandequantidade de soldagens, o que implica muita mo-de-obra
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
100Solda das chapas s cantoneiras
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
onte: onstru n
102Cantoneiras inferiores aps soldagem. Estas so fixas com
trs parafusos, contra os dois usados nas laterais
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> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
onte: onstru n
103Pintura das soldas com epxido de zinco
para proteco contra a corroso
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
104Selagem do espao entre as
chapas e o beto com o betume
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(Fonte: Construlink)
Colocao dos tubos paraposterior selagem
Tubos para a injeco
Nota:Na zona que fica entre a chapa e o pilar deve ser colocado
105um arame para que, devido presso de injeco (4 a 5 bar), ostubos no se soltem.
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
106Pormenor da selagem dos parafusos dascantoneiras, para evitar fugas da resina
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Colocao do areo atrs da chapapor intermdio de uma meia cana
Perspectiva global das operaes de enchimento
107com areo, colocao dos tubos e selagem.
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
108spec o na an es a n ec o
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
109n ec o a res na e ep x o
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(Fonte: Construlink)
Perspectiva da injeco da resina
110Controlo da presso por
recurso a barmetro
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
111Dobragem dos tubos durante a injeco
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(Fonte: Construlink)
Aspecto dos tubos depois de dobrados
Nota:antes da injeco, o betume de selagem revestido com umapintura base de acetona (esta pintura tem como finalidade tapar todos
112,fluida e, se este passo no fosse efectuado, sairia pelos poros, j que
injectada sob presso)
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(Fonte: Construlink)
> Reforo de pilar com colagem de chapas
metlicas (exemplo prtico)
113Chapas para a realizao do ensaio aps selagem
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(Fonte: Construlink)
Pormenor da mesma chapa apscorte das orelhas metlicas
114 Montagem da calha para acolocao da caroteadora
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Fonte: Construlink
Corte do provete com a caroteadora
115 Execuo do ensaio dearrancamento (pull-off)
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(Fonte: Construlink)
Pormenor do manmetro comindicao da fora de arranque
116 Aspecto da chapa aps aexecuo do ensaio
Provete aps o ensaio
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> Materiais compsitos no reforo de estruturas?
Vantagens
Elevada resistncia;
Baixo peso especfico;
Elevada resistncia corroso;
Boa resistncia fadiga;
Bom amortecimento ao choque;
Facilidade de aplicao.
Desvantagens Custo elevado;
Baixa resistncia ao fogo;
Elevada toxidade.
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> Constituio dos FRPs
Os materiais compsitos de FRP so constitudos,essencialmente, por fibras embebidas numa matrizpolimrica.
As fibras apresentam-se sob a forma de filamentos depequeno dimetro, tm mdulo de elasticidade e
,apresentam comportamento frgil.
(compsitos de FRP unidireccionais) ou em vriasdireces (compsitos de FRP bi- ou multi-direccionais).
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> Constituio das fibras
As fibras contnuas mais correntes nos FRP paraaplicaes em engenharia civil so de vidro (G), dearamida (A) e de carbono (C), sendo os respectivoscomp s os enom na os na ngua ng esa por:
GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymers
GFRP
AFRP (Aramid Fiber Reinforced Polymers -
Polmeros Reforados com Fibras de Aramida); eAFRP -
Polmeros Reforados com Fibras de Carbono).
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> Tipos de fibras
De entre estes trs tipos de fibras, as de carbono so asque apresentam melhores propriedades mecnicas, soas mais resistentes aco de agentes qumicos, somunes corros o e n o a sorvem gua.
As fibras de vidro so as de menor custo, tm maior,
meios alcalinos e tm menor resistncia a aces de
fadiga.
As fibras de aramida apresentam dificuldades demoldagem, tm baixa resistncia compresso, sosensveis fluncia, aco dos raios ultra-violetas e s
121temperaturas elevadas.
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> Propriedades das fibras
(Fonte: Barros)
Propriedades tpicas do beto, do ao e de
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> Propriedades da matriz
A matriz a segunda componente dos materiaiscompsitos de FRP, tendo por funo garantir que asfibras funcionem em conjunto, protegendo-as das
,
fenmenos de instabilidade.
Para a matriz a escolha tem recado em resinastermoendurecveis, do tipo epxi, devido s excelentespropriedades em termos de aderncia maior parte dos
materiais, de resistncia quer mecnica quer , ,
absorverem gua.
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> Propriedades da matriz
(Fonte: Barros)
Propriedades de resinas utilizadasem materiais compsitos
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> CFRP Tipos de sistemas
Os sistemas pr-fabricados e os sistemas curados insitu so, de entre os vrios sistemas de reforo comCFRP, os mais frequentemente utilizados.
Os sistemas pr-fabricados so fornecidos sob a forma deperfis e podem apresentar vrios formatos, destacando-se aforma de varo (seco circular) e a de laminado semi-rgido (seco rectangular ou quadrada), ambos com asfibras no sentido longitudinal do elemento (reforo
unidireccional).
Os restantes constituintes deste sistema de reforo so oproduto de colagem (adesivo epoxi) e, em alguns casos, oprimrio para melhorar a aderncia dos CFRP superfcie
126do elemento a reforar.
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> CFRP Tipos de sistemas
s emas pr - a r ca os - var es e am na os
Sistemas curados in situ - unidireccionais, bidireccionais(mantas ou tecidos) e bidireccionais
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> CFRP Sistemas curados in situ
Nos sistemas curados in situ, a matriz e as fibras sofornecidas em separado e o processo de fabrico docompsito de CFRP (matriz + fibras) efectuado na
.
Com a resina de saturao efectua-se a impregnaolena das fibras e a li a o ao substracto de beto s
aps o endurecimento da resina que se obtm ocompsito de CFRP).
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> CFRP Sistemas curados in situ
Os sistemas curados in situso classificados, emtermos da direco que as fibras apresentam, emmantas (fibras dispostas unidireccionalmente) e tecidos
.
Ao contrrio dos vares e dos laminados, as mantas eos tecidos so materiais flexveis sendo assimapropriados para aplicaes em superfcies curvas.
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> Tcnicas de Reforo - CFRP
. garantir que a base tenha boas condies de aderncia.No caso do sistema curado in situ a superfciedeve ser esmerilada, enquanto que no caso dosam na os a super c e o e emen o eve ser
bojardada com jacto de areia ou ser picotada comum martelo de agulhas. De seguida, a superfcietratada deve ser limpa por intermdio da aplicao de arcompr m o. m a guns s s emas e re oro recomen a-se a aplicao de uma camada de primrio, de forma a
melhorar a aderncia dos CFRP superfcie doelemento a reforar;2. Colagem propriamente dita do reforo;3. Controlo de qualidade da tcnica de reforo antes,
durante e aps a aplicao.
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> Preparao da superfcie
131 (Fonte: Barros)
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> Tcnicas de reforo com CFRP
. 2. Preparao da superfcie;3. Primrio para promover a adeso entre o CFRP e o suporte
(caso necessrio);
4. Preenchimento de vazios significativos (caso necessrio)5. Corte do CFRP segundo as dimenses de projecto;6. Embebimento do CFRP com a resina (neste caso com
recurso a mquina industrial dado o elevado volume detrabalho);
7. Colocao do CFRP sobre o suporte, evitando bolhas de ar
8. Controlo de qualidade durante a cura;9. Armazenamento da informao recolhida;10.Pintura de rotec o.
134 (Fonte: VelaGlass)
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> Mecanismos exteriores de fixao do reforo
de CFRP
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> Reforo flexo - CFRP
http://concrete.wustl.
edu/research.htm)
136 Mecanismos de rotura
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> Reforo flexo CFRP
Vdeos
> www.hardwirellc.com/Technical/tests.html
137 Mecanismos de rotura
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> Reforo ao corte - CFRP
(Fonte: Barros)
Colagem externa de mantas de CFRP
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> Reforo ao corte - CFRP
Colagem externa de
laminados de CFRP
Insero de vares de CFRP
139 (Fonte: Barros) beto de recobrimento
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> Reforo ao corte - CFRP(Fonte: Barros)
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> Confinamento de pilares com CFRP
142onte: ac a ev
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> Confinamento de pilares com CFRP
143onte: ac a ev
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Confinamento de pilares com CFRP
144(Fonte: Kachlakev)
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> Confinamento de pilares com CFRP
on e: ac a ev
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> Confinamento de pilares com CFRP
146 (Fonte: Kachlakev)
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> Reforo ligao viga-pilar com CFRP
(Fonte: Thermou) (Fonte: VelaGlass)
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> CFRP pr-esforado
(Fonte: Nordin)
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> CFRP pr-esforado
149(Fonte: STAP)
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> CFRP pr-esforado
150(Fonte: STAP)
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Aplicaes de GFRP (tabuleiros de pontes)
151(Fonte:http://www.fiberline.com/dk/articles/art5443.asp)
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> Aplicaes de GFRP (tabuleiros de pontes)
152(Fonte: Labossire)
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> Aplicaes de GFRP (tabuleiros de pontes)
11001100
900900
Pultruded filler bar roovedPultruded filler bar rooved
Emulated filament wound plateEmulated filament wound plate
Filament wound triangular tube (7 layersFilament wound triangular tube (7 layers
153,,
(Fonte: Labossire)
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Aplicaes de GFRP (tabuleiros de pontes)
Fonte: Labossire
Ensaio de carga
154Seco transversal
ensaiada
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> ET Epoxy-Tie Adhesive. Disponvel emhttp://www.simpsonanchors.com/catalog/adhesives/et/index.html
, . armado. Tese de disserteo para a obteno do grau deDoutor. FEUP, 1998. Disponvel emhttp://paginas.fe.up.pt/~jcouti/
> Barros, Joaquim. Fiber reinforced polymer (frp) materials for thestructural strengthening. PDF de apoio ao Mestrado deEstruturas. Universidade do Minho, 2005.
> BAM. Safety and reliability in chemical and material tecnologies.Disponvel em: http://www.bam.de
> , .composite materials. California Polytechnic State University. SanLuis Obispo.
> Nordin HAKAN.
155
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Conservao e Reabilitaoda ConstruoPedro Lana
> Sousa, Lus. Gonalo Fernandes; Hugo Santos; Lus Tom;Ricardo Almeida. Reforos estruturais com perfis e chapas de
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