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Lima, Rogério Cattelan Antocheves de. Investigação dos efeitos de temperaturas elevadas em reforços estruturais com tecidos de fibra de carbono. Orientação de Luiz Carlos Pinto da Silva Filho.139fDissertação (Pós-graduação em Engenharia Civil) - Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2001.
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Dados do autor na base InfoHab:
Número de Trabalhos: 3 (Com arquivo PDF disponíveis: 2)
Citações: 17
Índice h: 1  
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Resumo

A necessidade cada vez maior de efetuar a reabilitação de estruturas que apresentam manifestações patológicas faz com que os profissionais da área busquem continuamente aperfeiçoar os meios tradicionais utilizados para este fim e investigar novos materiais que apresentem vantagens técnicas e econômicas. A utilização de tecidos de fibra de carbono para reabilitação ou reforço de estruturas de concreto armado apresenta-se como uma nova alternativa que tem despertado grande interesse tanto no meio científico quanto no meio profissional, justificando-se o seu estudo. A presente pesquisa investiga a sanidade do reforço quando submetido a elevadas temperaturas, uma vez que o risco de perda da integridade durante um incêndio constitui uma das principais preocupações no que se refere a esta nova técnica, pois a aderência do tecido ao substrato é realizada com adesivo epóxi, altamente vulnerável ao efeito do calor. A degradação em termos de perda de resistência do reforço é avaliada para temperaturas variando de 80 °C à 240 °C e tempos de exposição de 30 à 120 min. Proteções passivas com argamassa de revestimento e gesso aplicadas sobre a matriz de epóxi, como forma de atenuar a degradação do polímero, são também investigadas. Pesquisa-se várias combinações destas variáveis e os resultados indicam que o adesivo epóxi apresenta um processo de volatilização crescente com o aumento da temperatura, comprometendo a eficácia da técnica de reforço; no entanto, a aplicação de revestimentos incombustíveis e isolantes sobre os elementos reforçados retarda este fenômeno. O estabelecimento do que se constitui em boa técnica para a aplicação de reforço com tecidos de fibra de carbono é de vital importância para evitar o colapso de elementos estruturais reforçados ou, ao menos, garantir estanqueidade e isolamento dos mesmos por um intervalo de tempo suficiente que possibilite a retirada dos ocupantes e as operações de combate ao incêndio em condições de segurança.

Abstract

The use of carbon fiber sheets for the rehabilitation or reinforced concrete structures is an attractive alternative that has been attracting great interest from the scientific and technical community, justifying the present study. The proposed research aims to investigate the sanity of carbon-fiber reinforced elements when submitted to high temperatures, contributing to evaluate the risk of integrity loss during a fire, which constitutes one of the main concerns raised about this new technique. This results from the fact that the adherence of the carbon-fiber sheets in the concrete is accomplished by means of an epoxy adhesive, substance highly vulnerable to the effect of heat. In this work the heat degradation of these composite materials, measured in terms of the loss of flexural resistance of reinforced beams, is evaluated for temperatures varying from 80 °C to 240 °C and times of exposure varying from 30 to 120 min. Passive protections with cement mortar and gypsum were also tested, aiming at reducing the degradation of the epoxy polymer. Specimens exposed to various combinations of these variables were tested and the results have shown that the epoxy adhesive presents an increasing tendency to volatilization with temperature, and that this phenomenon can seriously affect the efficiency of the repair technique. However, the use of passive protection in the form of incombustible and thermo-insulating revetments has been able to retard the degradation process. The definition of an adequate technique for applying this kind of reinforcement is vital to avoid the collapse of structural elements during a fire. It is important to highlight that in major conflagrations even the protection can not prevent totally the heat from reaching the element but at least it will slow down degradation for a period of time sufficient to allow the evacuation of the occupants and the onset of firefighting operations.
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