Performance of textile reinforced mortar as strengthening solution of masonry infill walls to seismic action

Abstract

A elevada vulnerabilidade sísmica das paredes de enchimento em alvenaria tem conduzido à necessidade de reforço deste tipo de paredes, utilizando técnicas convencionais ou usando materiais inovadores. Os Fiber reinforced polymers (FRP’s) são utilizados principalmente como materiais inovadores para o reforço de estruturas. Apesar das vantagens associadas ao uso deste tipo de materiais, esta técnica de reforço apresenta algumas desvantagens, como problemas de aderência, mau comportamento à humidade e ao fogo. Uma solução possível para os problemas associados a estes materiais, pode passar pela substituição de agentes ligantes orgânicos para os inorgânicos, tais com argamassas à base de cimento. As interações entre as fibras e a matriz e também as condições de aderência em compósitos cimentícios pode ser melhorado através da utilização de malhas de reforço embebidas na argamassa de reboco, técnica habitualmente designada em língua inglesa por textile reinforced mortar (TRM). Esta técnica é relativamente nova (utilizada desde dos anos 80), tendo sido estudada por vários investigadores em diferentes aplicações. Neste artigo, investiga-se a utilização desta técnica no reforço de paredes de enchimento de alvenaria para ações no plano que simulam a ação sísmica. Foram ensaiados no plano, três provetes à escala reduzida, representativos da construção dos anos 70 em Portugal, um provete de referência, um provete reforçado com uma malha comercial e um provete reforçado com uma malha de reforço desenvolvida para o efeito. Neste caso as malhas de reforço foram desenvolvidas na Universidade do Minho no departamento de engenharia têxtil. A eficácia da técnica desenvolvida foi comparada com soluções comerciais.

The high seismic vulnerability of masonry infilled frames have lead to their in-plane and out-of-plane strengthening by means of conventional techniques or by using innovative materials. Fiber reinforced polymers (FRP’s) are mostly used as innovative materials for retrofitting of structures. In spite of many advantages associated with use of FRPs, this retrofitting technique is not problem-free One possible solution to the problems of FRPs could be the replacement of organic binders with inorganic ones such as cement based mortars. Fiber-matrix interactions and also the bond conditions in cementitious composites could be improved if the fibers replaced with textile sheets. This lead to the formation of textile reinforced mortar (TRM) technique. This technique is relatively a new technique (it was started to use in early 1980s) and was studied by few researchers. In this paper, in-plane retrofitting of the infilled frames was investigated by using textile reinforced mortar (TRM) technique. Three half scale specimens which are representative of construction of 1970s in South European countries, were tested in the in-plane direction, a reference specimen, specimen retrofitted by commercial TRM technique and specimen retrofitted with developed TRM technique. In the developed TRM technique the textile meshes were developed and produced in the Textile Department. The effectiveness of the developed technique was compared with commercial solutions.