Caracterização do comportamento do adesivo estrutural Sikaforce 7710 L100

Abstract

Devido ao impacto estético e arquitetónico que o vidro introduz nas construções atuais, tem-se vindo a verificar um aumento do interesse na sua utilização no ramo da construção. Numa época em que se vive uma crise financeira a nível europeu, a importância do uso de vidro é comprovada através da disponibilização de verbas por parte da União Europeia com o intuito da elaboração do EC10 (referente ao vidro). Contudo, existem algumas desvantagens da sua utilização como elemento estrutural, pelo que a necessidade de melhoramento é cada vez maior. Assim, visando o aperfeiçoamento das suas propriedades para fins estruturais tem-se recorrido, entre outros avanços, à utilização de sistemas híbridos.Na presente dissertação procura-se caracterizar o comportamento de um adesivo com foco na aplicação em assemblagem de sistemas híbridos, como uma viga vidro-aço, de geometria em “I” ou “T” e com a alma em vidro e os banzos metálicos. O adesivo estudado é um poliuretano semirrígido denominado SikaForce 7710 L100, fornecido pela empresa Sika. A caracterização de um elastómero é, usualmente, conseguida através da calibração de um modelo hiperelástico. Dada a complexidade associada a materiais hiperelásticos, torna-se necessário efetuar diversos ensaios e testar diferentes tipos de deformação para obter uma caracterização correta seja obtida. Para tal, procedeu-se à realização de um ensaio de tração uniaxial, de tração plana e de compressão uniaxial, com o objetivo de calibrar um modelo hiperelástico e um ensaio de corte simples, para validação do modelo calibrado. Posteriormente, de forma a obter os coeficientes característicos de cada modelo, efetuou-se um ajuste do ensaio de tração uniaxial e do de tração plana a determinados modelos da bibliografia por intermédio do software de elementos finitos, ABAQUS. Visando a validação dos resultados obtidos, procedeu-se a uma previsão do comportamento do ensaio de corte simples através do modelo hiperelástico Mooney-Rivlin, primeiro, com base nos coeficientes resultantes do ajuste desse modelo ao ensaio de tração uniaxial e ao de tração plana e, em seguida, fazendo uso apenas do ensaio de tração uniaxial para ajuste e obtenção dos coeficientes desse mesmo modelo. Finalmente, estabeleceu-se uma comparação dos dois tipos de previsões ao ensaio de corte simples.

Due to the aesthetic and architectural impact that glass introduces in current constructions, there has been a great demand of its use in the construction sector. Despite the actual financial crisis, the importance of glass is also reviewed in the funds made available by the European Union for the elaboration of the Glass EC10. However, there are some disadvantages associated with its use has a structural element, therefore the need for improvement is increasing. Thus, aiming at improving its properties for structural purposes, we have resorted, among other advances, to the use of hybrid systems.The main objective of the presented thesis is the characterrization of the behavior of an adhesive for the assembly of hybrid systems, such as glass-steel beam, with an “I” or “T” geometry and a glass soul and metal “banzos”. The adhesive studied is a semi-rigid polyurethane named SikaForce 7710 L100, provided by the company Sika. The behavioral characterization of an elastomer is, usually, accomplished through the calibration of a hyperelastic model. Due to the complexity associated with hyperelatic materials, it becomes necessary to proceed with several tests in order to obtain a correct characterization. For such, it was carried out an uniaxial tension test, a planar tension test and an uniaxial compression test to calibrate the model and a simple shear test, to validate the previously calibrated model. Then, in order to determine the characteristic coefficients of each model, an adjustement of the uniaxial tension test and the planar tension test to certain models of the literature was made using the finite elements software, ABAQUS. Aiming at the validation of the results obtained, it was made a prediction of the simple shear test through the Mooney-Riylin hyperelastic model, firstly, based on the coefficients resulting from the adjustment of this model to the uniaxial tension test and the planar tension test and afterwards, using only the uniaxial tension test to adjust and obtain the coefficients of that same model. Finally, it was established a comparison between the two types of predictions used for the simple shear test.