Monitoring of building structures from braided composite reinforcing bars (BCRs)

• Autor(es): Sousa, J. ; Mota, C. ; Bessa, J. ; Cunha, F. ; Fangueiro, R.
• Data: 2023
• Origem: Engenharia Civil UM
• Assunto(s): BCRs; CNTs; Piezoresistividade.
• Tipo de Documento: Artigo científico
• Idioma: Português

Descrição

O presente trabalho surge no âmbito de um estudo em que foram desenvolvidos varões de compósito entrançados (BCRs) piezoresistivos através da incorporação de um filamento de fibra de vidro impregnado com nanotubos de carbono (CNTs). Diferentes concentrações mássicas de CNTs [0%, 0,5%, 1%, 1,5%, 2% e 2,5%] foram dispersas em formulações poliméricas de resina epóxi e ácido polilático (PLA). Estas formulações foram, em seguida, utilizadas para impregnar os filamentos de fibra de vidro com pré-tratamento alcalino. O efeito do pré-tratamento alcalino dos filamentos de fibra de vidro dos BCRs foi caracterizado pela técnica de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O desempenho piezoresistivo dos BCRs funcionalizados foi avaliado usando um set-up dedicado para medir, simultaneamente, a resposta de deformação mecânica e variação de resistência elétrica, durante cargas de tração cíclicas. Através dos resultados, verificou-se que o sensor piezoresistivo estrutural obtido apresenta uma sensibilidade adequada para substituir varões de aço de alta densidade e suscetíveis à oxidação nas armaduras de betão, por uma estrutura de monitorização inteligente.

The present work arises from a study in which piezoresistive braided composite rods (BCRs) were developed by incorporating a glass fibre filament impregnated with carbon nanotubes (CNTs). Different mass concentrations of CNTs [0%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2% and 2.5%] were dispersed in epoxy resin and polylactic acid (PLA) polymer formulations. These formulations were then used to impregnate the glass fibre filaments with alkaline pre-treatment. The alkaline pre-treatment effect of the BCRs glass fibre filaments was characterised by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) technique. The piezoresistive performance of the functionalised BCRs was evaluated using a dedicated set-up to, simultaneously, measure the mechanical strain and electrical resistance variation response, during cyclic tensile loads. Through the results, it was found that the obtained structural piezoresistive sensor presents a suitable sensitivity to replace high density and oxidation susceptible steel bars in concrete reinforcement with a smart monitoring structure.