Recentemente foi desenvolvido um sistema de reforço para utilizar na reabilitação e reforço de edifícios, tanto em centros urbanos como em locais menos densamente povoados. O sistema desenvolvido é flexível e pode ser aplicado em elementos estruturais de alvenaria de pedra natural, granito, xisto ou calcário, ou tijolo cerâmico. Por forma a tornar a sua execução simples e produtiva, recorre à utilização de uma argamassa de elevada ductilidade aplicada através do método de projeção mecânica, que além do mais demonstra capacidades especiais para a proteção da estrutura reforçada face a ações cíclicas, de natureza sísmica ou outros eventos extremos.
A caracterização do comportamento de elementos reforçados com este sistema inovador demonstrou resultados interessantes, sendo possível aumentar significativamente a capacidade de carga, e consequentemente a segurança, de estruturas de alvenaria existentes.
Atualmente existem no mercado diversos tipos de conetores para efetuar a ligação entre elementos. No entanto estes conetores não têm função estrutural, sendo utilizados maioritariamente para fixação de placas de isolamento térmico. No respeitante a redes de fibra de vidro, estas geralmente apresentam aberturas de malha até 25 mm, não estando devidamente dimensionadas para a aplicação em questão quer devido ao reduzido espaçamento das malhas, quer devido à percentagem de fibras empregue. Existe, portanto, a necessidade de redesenhar e desenvolver conetores e redes de fibra de vidro que se adequem ao reforço estrutural de alvenarias através de argamassas projetadas.
O interesse no uso de materiais compósitos para o reforço de elementos de betão armado é cada vez mais expressivo na indústria da construção. Além da imunidade que estes materiais apresentam à corrosão, apresentam também um peso excecionalmente baixo e uma baixa transmissibilidade térmica, tornando-os muito eficientes sob o ponto de vista energético. Apesar de os materiais compósitos à base de fibras serem tradicionalmente vistos como um material caro, o aumento da procura destes produtos associada à existência de mais técnicos e projetistas familiarizados com estes procedimentos de reforço, tem contribuído para o aumento da competitividade destes sistemas de reforço em relação aos sistemas mais tradicionais.
No âmbito deste projeto foram identificados os tipos de materiais a utilizar e respetivas quantidades. Foram avaliadas as propriedades e compatibilidade das resinas a utilizar com a rigidez projetada para os conetores e o número de fibras a colocar. Foram também desenvolvidos detalhes de ligação entre os conetores e a rede de fibra de vidro e entre os conetores e os elementos de alvenaria. A composição e comportamento da matriz cimentícia foram redesenhados para satisfazer os requisitos do sistema de reforço cujas propriedades se podem ver na tabela 1.
Tabela 1 - Propriedades mecânicas de conetores em função do número de hélices para 3 e 6 cordões de 9600 Tex.
Tex 9600
Nº de
hélices
Área de Fibra
(mm2)
Resistêcia à tração
(kN)
Resistêcia ao corte
(kN)
3 cordões
6 cordões
3 cordões
6 cordões
3 cordões
6 cordões
3
68.0
136.1
154.5
308.9
10.2
20.4
4
90.7
181.4
205.9
411.9
13.6
27.2
5
113.4
226.8
257.4
514.8
17.0
34.0
6
136.1
272.2
308.9
617.8
20.4
40.8
7
158.8
317.5
360.4
720.8
23.8
47.6
8
181.4
362.9
411.9
823.7
27.2
54.4
=2*A* Nº de hélices
=A*ft
=A*fv
ft=2270MPa
fv=150MPa
O desenvolvimento do sistema de fixação teve em conta o tipo de alvenaria que serve de suporte, tendo sido considerados dois casos para o desenvolvimento das mangas de injeção. O caso de aplicação em elementos ocos e em elementos com “caixa de ar”. Para ambas as situações foi idealizada uma solução com manga de injeção que é colocada num furo de 24mm de diâmetro. Após o posicionamento da manga procede-se à injeção da mesma com uma argamassa de injeção fluida cuja composição foi otimizada para a aplicação em estudo, de modo a promover a formação de “bolbos” nas zonas ocas dos elementos de suporte.
Após a aplicação dos conetores AC procedeu-se a uma otimização da sua geometria. Para tal foram efetuados modelos 3D em CAD de forma a controlar de forma eficaz os problemas detetados durante a execução e aplicação do modelo de conetor AC.
Foram realizados ensaios de corte em três tipologias de provetes couplet: referência, conetores SC e conetores AC. O aumento da capacidade de carga e da tensão residual pode ser avaliado diretamente quando se comparam valores da tipologia referência com os valores obtidos em provetes com conetores.
Tendo em conta os valores apresentados pode-se afirmar que o valor médio da tensão tangencial aumentou 18% e a residual 94% quando se comparam valores dos provetes SC com os REF. Quando se comparam os mesmos valores para os provetes AC e REF verifica-se um aumento de 4% e 134% respetivamente. Atendendo a que o sistema está concebido para a aplicação de 4 a 16 unidades de conetor helicoidais em cada ponto de conecção em disposição geométrica, e que no presento caso apenas foram colocados 2 conetores, pode considerar-se que os resultados obtidos são bastante animadores quanto ao aumento da capacidade resistente ao corte que será possível atingir com o sistema proposto.
<Equipa Técnico-Científica:
Prof. Eduardo Pereira – investigador responsável UM
