Abstract As an alternative to strengthen reinforced concrete elements, techniques based on the use of composite materials formed by combining continuous fibers and bi-component resins have been used. Among the strengthening techniques, the Externally Bonded Reinforcement (EBR), directly applied to the concrete substrate of the element to be strengthened with epoxy resins, is one of the most used. Although FRP is widely used, the long-term behavior of the strengthening systems is unknown. Thus, the present work uses the accelerated conditioning protocol proposed by ACI 440.9R (2015) to evaluate the behavior of standard epoxy resins used in strengthening systems with FRP. Thus, primer and saturation resin specimens were exposed to two different environments recommended by ACI 440.9R (2015), laboratory and accelerated degradation, and tested after 1000 hours. The results showed that the epoxy adhesives maintained in the laboratory do not present reductions in their modulus of elasticity and maximum tensile stress. However, the resins exposed to the accelerated degradation protocol demonstrated reductions of up to 63% in the modulus of elasticity and up to 69% in the ultimate tensile stress.

Resumo Atualmente, como alternativa de reforço de elementos de concreto armado, técnicas baseadas no uso de materiais compósitos, tal como a EBR (Externally Bonded Reinforcement, na língua inglesa), aplicada diretamente no substrato de concreto do elemento a ser reforçado com o uso de resinas epoxídicas, têm sido utilizadas. Embora os FRP (Fiber Reinforced Polymers) sejam muito utilizados, o comportamento a longo prazo dos sistemas de reforço ainda é pouco conhecido. Nesse âmbito, o presente trabalho utiliza o protocolo de acondicionamento acelerado proposto pelo código americano ACI 440.9R (2015) para avaliação do comportamento de resinas epoxídicas comumente utilizadas em sistemas de reforço com FRP. Assim, corpos de prova de resina do tipo primer e de saturação foram produzidos e expostos a dois ambientes distintos recomendados pelo ACI 440.9R (2015), laboratorial e degradação acelerado, e ensaiados após um período de 1.000 horas. Os resultados obtidos demonstraram que os adesivos epoxídicos mantidos em laboratório não apresentam reduções estatisticamente distintas de seu módulo de elasticidade e tensão máxima. Entretanto, as resinas expostas ao protocolo de degradação acelerado demonstraram reduções de até 63% do módulo de elasticidade e de até 69% da tensão máxima.

Resumo Em geral os materiais na indústria da construção civil estão sujeitos à mecanismos de degradação, como alterações químicas, físicas e mecânicas. No âmbito de elementos de concreto armado reforçados com materiais compósitos, verifica-se que a degradação afeta a parte mais sensível do sistema, as resinas à base de epóxi. O presente trabalho é baseado no uso do protocolo de acondicionamento apresentado na norma ACI 440.9R (AMERICAN..., 2015>) para avaliação da durabilidade de sistemas de reforço aplicados em vigas de concreto armado reforçadas à flexão com mantas de fibra de carbono, aplicadas segundo a técnica de colagem externa EBR. Os resultados do protocolo de degradação acelerado foram comparados com os obtidos em ensaios de intemperismo natural. Esses demonstraram que os adesivos epoxídicos apresentam grandes reduções em suas propriedades mecânicas, enquanto os compósitos de CFRP permanecem com suas propriedades inalteradas após exposição ao intemperismo ou degradação acelerada. O sistema de reforço proporciona grandes incrementos de capacidade de carga e rigidez das vigas. Entretanto, verificou-se que os ensaios realizados após um ciclo de degradação acelerado com duração de 1.000 h (42 dias) e após 6 meses de exposição às intempéries demonstraram redução de aproximadamente 10% da capacidade de carga dos elementos reforçados, indicando uma possível degradação do sistema de reforço.

Abstract In general, all materials used in the construction industry are subject to the influence of degradation mechanisms, which are characterized by a sequence of chemical, physical, and mechanical changes. In the case of reinforced concrete elements strengthened with composite materials, it is generally observed that degradation affects the most sensitive part of the strengthening system, the epoxy adhesives. This study is based on the use of the Accelerated Conditioning Protocol (ACP) presented by ACI 440.9R (AMERICAN…, 2015) for the evaluation of the durability of reinforced concrete beams flexurally strengthened with CFRP sheets applied according to the EBR technique. The results of the ACP were compared with those obtained through natural weathering tests. The results showed that epoxy adhesives had their mechanical properties significantly reduced, while the CFRP composites remained unchanged after exposure to weathering or to accelerated degradation. The strengthening system greatly increased the load carrying capacity and stiffness of the beams. However, the tests carried out after an accelerated degradation cycle lasting 1,000 h (42 days) and those carried out after 6 months’ exposure to weathering showed a reduction of approximately 10% in the load carrying capacity of the strengthened elements, indicating a possible degradation of the strengthening system.