Inúmeras vantagens apresentadas pela utilização de juntas coladas por adesivos tem sido notadas, levando a um aumento da utilização desse tipo de união de materiais no lugar dos tradicionais métodos. Apesar desse crescimento, pouca informação encontra-se na literatura sobre o comportamento dessas uniões sob fluência, devido ao alto tempo de execução desses ensaios quando comparados com outros ensaios destrutivos. Com o auxílio do Equipamento Pneumático de Fluência (EPF) criado pelo Laboratório de Adesão e Aderência (LAA/UERJ/IPRJ), foram realizados testes com variação nas porcentagens da tensão de ruptura, sendo que esta máquina pode testar até 10 corpos de prova por vez. Foram realizadas análises do comportamento em fluência de juntas de cisalhamento simples (SLJ) compostas de substratos metálicos e coladas com um adesivo de base epóxi (NVT 201E®) e outro com base poliuretano (Masterpur Estrutural 300®). Após as análises, foi possível compará-las com ensaios de fluência anteriores realizados no LAA com juntas com adesivos de base epóxi (Multi-metall®) e poliuretano (Fusor®). Concluiu-se que as tensões de ruptura em fluência, para os ensaios que ultrapassaram as 1000 horas, das juntas coladas com ambos os adesivos de base epóxi foram similares. O comportamento em fluência das juntas coladas com os adesivos de base poliuretano divergiu muito. As fraturas apresentadas após os testes de fluência das juntas coladas com o NVT 201E® foram mistas (adesivas e coesivas) e das juntas coladas com o Masterpur Estrutural 300® foram predominantemente adesivas. Algumas considerações foram realizadas no software de análise de elementos finitos, Abaqus®, para simular os testes de fluência realizados. Para encontrar os parâmetros de fluência, faz-se necessário obter a curva de fluência do adesivo, que ainda não foi obtida nesta dissertação. Por conseguinte, foram considerados parâmetros de fluência de outro adesivo de base epóxi e propriedades semelhantes aos do NVT 201E® com o objetivo de mostrar os passos necessários para a modelagem em fluência no Abaqus.

Neste trabalho foram desenvolvidas novas metodologias de reparo de tubulações de aço que podem ser utilizados em situações de emergência para estancar vazamentos com potencial para causar acidentes, parada operacional e até impactos ambientais.Os novos reparos consistem na colagem de chapas de aço engenheiradas e tratadas superficialmente e com promotor de adesão sobre furos transpassantes em tubulações de aço utilizando um adesivo epóxi, sendo todo o processo e produtos desenvolvidos no Laboratório de Adesão e Aderência (LAA) / UERJ. As tubulações sofreram 3 tipos de tratamentos superficiais: Jateamento, Lixamento e com ferramenta MBX (Bristle-Blaster). Foram avaliadas a rugosidade dos tratamentos superficiais e o desempenho dos reparos. O jateamento gerou o maior perfil de rugosidade, seguido pelo tratamento com ferramenta MBX (Bristle-Blaster), e por último o lixamento. O desempenho foi avaliado por dois tipos de testes hidrostáticos, o teste de ruptura e o teste de fluência. Os testes de ruptura consistiram em pressurizar as tubulações reparadas com água a 23,5°C até a falha por vazamento no reparo que ocorreram em pressões superiores a 144bar. Os testes de fluência consistiram em pressurizar as tubulações reparadas com pressão média de 40bar com água a 60°C e manter esta condição até que falhassem por vazamentos nos reparos. Os reparos resistiram a estas condições de fluência por pelo menos 52 horas e chegando a 1073 horas sem fratura catastrófica, demonstrando potencial na utilização em campo.

Syntactic foams are particulate composites obtained by filling a polymeric matrix with hollow solid inclusions. Numerical simulations are an important tool to predict material behaviour and optimize the mechanical properties. The aim of this work is to develop a multi-phase numerical model to predict stiffness of the syntactic foams. The numerical parameters were identified and optimized, and the numerical predictions were validated with experimental results from 3-point bending tests. Different physical parameters were then studied, namely the volume fraction and the size of the filler, the elastic properties of filler and matrix and the inclusion's thickness. A sensitivity analysis was developed to quantify the importance of these different parameters, and the rigidity of the matrix was found to be the most influent. The parametric space was scanned and a numerical interpolation procedure implemented based on shape functions of finite element method. The procedure is an interesting tool for design and was used to identify the particles having stiffness equal to the matrix.

Interlaminar fracture is significantly influenced by the adhesive strength of fiber/matrix interfaces. Critical strain energy release rate (GC) is the most common parameter used to quantify the interfacial strength. However, subcritical debonding can occur at lower mechanical loads than those required for interlaminar fracture toughness (IFT). This study was performed using nanoclay-reinforced epoxy/glass fiber laminates in order to analyze the influence of the addition of nanoclay and hydro aging on IFT and subcritical crack growth. Hydro aging was done immersinga batch of specimens in distilled water at 25°C for 30 days. Mode I IFT was significantly improved by the incorporation of nanoclays into the resin, the improvement reaching 31% for 3% of nanoclays content. The results of subcritical debonding were plotted in terms of da/dt versus G curves, for dry materials and long term hydro aged composites. Hydro aged composites exhibit not only a reduction of GI c, of about 14% for 3% of nanoclays, but also a higher subcritical crack propagation rate. The addition of nanoparticles reduces subcritical crack propagation rate.

Os adesivos à base de resinas epóxidas são materiais cada vez mais comuns na indústria da construção. Utilizados inicialmente em obras de reparação de estruturas degradadas ou para reforços de elementos estruturais, estes adesivos são, hoje em dia, de utilização corrente durante a fase construtiva de muitos edifícios e obras de arte. A elevada resistência mecânica que conferem às ligações, a sua rapidez de cura e a possibilidade de aderirem a uma vasta gama de materiais são características que dão aos adesivos epóxidos uma tão grande popularidade. Estes materiais possuem, no entanto, algumas desvantagens que condicionam a sua aplicação. De entre estas, a mais flagrante é a sua grande sensibilidade a aumentos de temperatura. De facto, as ligações coladas por intermédio de adesivos epóxidos tendem a sofrer uma degradação acentuada quando sujeitas a aquecimento. Estes efeitos começam a ser evidentes mesmo para pequenos aumentos de temperatura, que podem ser atingidos no interior de elementos estruturais quando expostos ao sol. O presente trabalho tem por objectivo analisar o comportamento de diversos tipos de ligações realizadas por intermédio de adesivos epóxidos. Pretende-se determinar e quantificar a influência de diversos parâmetros na resistência destas ligações, com particular realce para a acção da temperatura. Para esse efeito, analisam-se ligações entre chapas de aço e betão, sujeitas a esforço de corte. Estudam-se igualmente ancoragens químicas simples, sujeitas a esforços de tracção pura. A adesão entre elementos de betão sob acção de flexão é também objecto de análise. O estudo realizado possui uma importante componente laboratorial. Foram concebidos e implementados esquemas de ensaio para a avaliação da resistência mecânica de vários tipos de ligações coladas, tendo sido levado a cabo um número significativo de ensaios. Desenvolveram-se, igualmente, alguns modelos numéricos, que permitiram auxiliar a programação da fase experimental e efectuar correlações com os resultados obtidos laboratorialmente. Palavras-chave: epóxido, ancoragem, reforço, reabilitação, temperatura.

The use of polymeric materials in civil construction makes possible original bonding processes because they have good adhesion. Among the polymeric materials, the epoxies are the most advantageous in the application for concrete rehabilitation. In this paper the bond between fresh/hardener concrete was made using epoxy resins in aqueous solution, because in previous tests they obtained the best results. This study analyzes the incorporation of one filler in the epoxy resin, to understand until what quantity we can add without significant decrease of the adhesion. A conventional hardened concrete was used. Otherwise, two types of fresh concretes were used with the purpose to understand the influence of the strength class in adhesion. The evaluation of adhesion between fresh and hardened concrete was made using two shear tests - direct and slant. The results showed that the direct shear test is better than the slant because the mixed failure make easier the study of the adhesion. The incorporation of the filler is benefic and the optimal quantity of filler seems to be related with the concrete strength class.

Bond between Fibre Reinforced Polymer (FRP) Near-Surface Mounted (NSM) reinforcement and concrete is one of the key factors affecting the behaviour of this strengthening methodology. Properties of FRP, adhesive and concrete greatly affect the effectiveness of the NSM technique. Due to the variety of factors involved in the behaviour of FRP NSM strengthening systems, mechanical models able to incorporate the influencing variables acquire major importance for the prediction of the load capacity and the contribution of the different parameters. By predicting the results obtained in experimental direct pullout tests, a finite element model is adopted to assess the influence of relevant parameters on bond behaviour, namely: bar type, bar size, bond length, epoxy properties and concrete strength. The finite element approach considers interface finite elements for modelling the bond between FRP reinforcement and concrete, and a smeared crack model to simulate the crack initiation and propagation in the surrounding concrete.

Nowadays, it is consensual that the biggest degradation of concrete happens from outside to inside actions, due to the penetration of moisture, active gases and aggressive ions, by mechanical, physical and chemical causes that frequently act together. A low porosity, permeability and concrete penetration to moisture and gases are the first lines of defence against several deterioration mechanisms. The durability of concrete depends largely on how hard or easy fluids (water, carbon dioxide, oxygen) in liquid or gas form can migrate through the concrete hardened mass. When selecting the paint coating for concrete protection, importance is given to the properties of diffusion and permeability resistance, besides the properties of durability and chemical resistance. The paint coatings must stop the penetration of water and delay the influence of aggressive agents (CO2, SO2, Cl- ions), allowing the structure to breathe by a water vapour diffusion mechanism. Through tests of capillarity absorption, immersion absorption, porosity, water and oxygen permeability, a comparison was made between painted and non painted concrete specimens. Three different coating types were tested: silicon varnish; acrylic and epoxy paints. The results showed that, in general, all coatings reduce the porosity and the permeability. The epoxy paints proved to be the best ones.