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Volume 5, Number 5 (October 2012) p. 596-626 • ISSN 1983-4195
© 2012 IBRACON
Resistance to corrosion, high tensile strength, low weight, easiness and rapidity of application, are characteristics that have contributed to the
spread of the strengthening technique characterized by bonding of carbon fibers reinforced polymer (CFRP). This research aimed to develop an
innovate strengthening method for RC beams, based on a high performance cement-based composite of steel fibers (macro + microfibers) to
be applied as a transition layer. The purpose of this transition layer is better control the cracking of concrete and detain or even avoid premature
debonding of strengthening. A preliminary study in short beams molded with steel fibers and strengthened with CFRP sheet, was carried out where
was verified that the conception of the transition layer is valid. Tests were developed to get a cement-based composite with adequate charac-
teristics to constitute the layer transition. Results showed the possibility to develop a high performance material with a pseudo strain-hardening
behavior, high strength and fracture toughness. The application of the strengthening on the transition layer surface had significantly to improve the
performance levels of the strengthened beam. It summary, it was proven the efficiency of the new strengthening technique, and much information
can be used as criteria of projects for repaired and strengthened structures.
Keywords
: strengthening of beams; carbon fibers; steel fibers concrete; fracture mechanic; rehabilitation of structures.
Resistência à corrosão, elevada resistência à tração, baixo peso, facilidade e rapidez de aplicação, são algumas das características interessan-
tes que têm contribuído para a disseminação da técnica de reforço caracterizada pela colagem de polímeros reforçados com fibras de carbono
(PRFC) em elementos estruturais de concreto. Nesta pesquisa propõe-se uma inovação construtiva fundamentada no desenvolvimento de um
compósito de alto desempenho à base de cimento Portland e fibras de aço (macro + microfibras), destinado a constituir o que está sendo prelimi-
narmente chamado de “substrato de transição”. A finalidade desse substrato é controlar melhor a fissuração do concreto da viga e retardar ou até
evitar o desprendimento prematuro do reforço polimérico. Foram realizados ensaios específicos visando à obtenção de um compósito cimentício
com características apropriadas para constituir o substrato de transição. Os resultados e as análises efetuadas mostram que foi possível desen-
volver um material de elevado desempenho, traduzido por um comportamento de pseudo-encruamento, com elevados ganhos de resistência e
tenacidade ao fraturamento. A aplicação do reforço com manta sobre a superfície do substrato de transição, formado a partir da reconstituição
do banzo tracionado da viga com o compósito cimentício que foi desenvolvido, mostrou melhorar significativamente os níveis de desempenho da
peça reforçada. Comprovou-se a eficiência da técnica de reforço proposta, além de reunir uma série de informações que podem ser exploradas
para se tornarem úteis como critérios de projeto de estruturas recuperadas e reforçadas.
Palavras-chave:
reforço de vigas; fibras de carbono; concreto com fibras de aço; Mecânica da Fratura; reabilitação de estruturas.
Reforço à flexão de vigas de concreto armado com
Tecido de Polímero Reforçado com Fibras de Carbono
(PRFC) aderido a substrato de transição constituído por
compósito cimentício de alto desempenho
Flexural strengthening of reinforced concrete beams
with carbon fibers reinforced polymer (CFRP) sheet
bonded to a transition layer of high performance
cement-based composite
V. J. FERRARI
a
vladimirjf@hotmail.com
J. B. DE HANAI
b
jbhanai@sc.usp.br
a
Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Engenharia Civil, vladimirjf@hotmail.com, Avenida Colombo, 5790, Maringá-PR, Brasil;
b
Universidade de São Paulo, Departamento de Estruturas, Escola de Engenharia de São Carlos, jbhanai@sc.usp.br, São Carlos, Brasil.
Received: 04 May 2012 • Accepted: 03 Jul 2012 • Available Online: 02 Oct 2012
Abstract
Resumo