Reforço Estrutural

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Sika - Reforço Estruturalt.pot 1

Sistemas de reforçode estruturas de betão armado e

pré-esforçado

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Causas que levam ao reforço de estruturas

1 - Aumento das cargas previstas de início

2 - Crescimento do tráfego em pontes ou

viadutos

3 -Instalação de equipamento não previsto

4 - Estruturas com vibrações

5 - Corrosão e degradação das estruturas

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Causas que levam ao reforço de estruturas

6 - Impacto de veículos e incêndios

7 - Redução das deformações (flechas/fissuras)

8 - Alteração da estrutura (lages/paredes/pilares)

9 - Defeitos de construção

10- Erros dimensionais ou armadura insuficiente

11- Utilização não prevista no projecto inicial

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Processos de reforço

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A) Criação de estrutura suplementar

B) Aumento de dimensões e/ou acréscimo de pontos de apoio

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C) Pré-esforço exterior

D) Adição de armaduras exteriores à base de chapas de aço rigidamente coladas

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E) Adição de armaduras exteriores à base de materiais compósitos rigidamente colados

� Laminados de CFRP (Carbon FiberReinforced Plates) – principalmente usados para reforço à flexão de cargas dinâmicas e estáticas.

�Tecidos de FRP (Carbon / Glass / Aramide Fibers) – principalmente usados para confinamento anti-sísmico e reforço ao corte.

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A tecnologia do carbonoao serviço da construção

� Sika CarboDur - Laminados de CFRP

� SikaWrap - Tecidos de FRP

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O que são os laminados Sika CarboDur ?

Fibras de carbono orientadas numa só

direcção, aglutinadas por matriz de epoxi

Fibras de carbono, ampliação 1:2000

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Vantagens dos laminados à base de fibras

de carbono – Sika CarboDur:

� Baixíssimo peso (96 a 288 gramas / metro)

� Qualquer comprimento (até 250m sem juntas)

� Fácil aplicação, sem fixação mecânica

� Altíssima resist. à tracção (>2.800N/mm²)

� Ausência de corrosão

� Excelente comportamento à fadiga

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Limitações dos laminados à base de fibras

de carbono – Sika CarboDur:

� Não têm reserva plástica de deformação

� Funcionam apenas em 1 direcção

� Só funcionam à tracção

� Não resistem aos UV

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Relações CarboDur / AÇOCarboDur AÇO

Densidade (kg/dm3) 1,6 7,85

Resistência (kg/cm²) 28.000 2.400

Aço CarboDur

(77x8 mm²) (50x1,2 mm²)

4,841 kg/m 0,096 kg/m

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Laminado SikaCarboDur – tipos disponíveis

Tipos

Mód. E (N/mm2)

R..tracção mín. (N/mm2)

R. méd rotura (N/mm2)

Deformaç. à rotura (%)

XS

novo

165.000

>2.200

2.400

>1,35

S

Standard

165.000

>2.800

3.100

>1,7

M

Medium

210.000

>2.800

3.100

>1,35

H

High

300.000

>1.300

1.450

>0,45

Exemplo: laminado Sika CarboDur tipo S-512S = Mód. E standard;5 = largura em cm; 12 = espessura em décimos de mm

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Processo de aplicação de Sika CarboDurPreparação da superfície do betão

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Preparação de superfície Alternativas

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Surface Preparation

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Superficie do Betão Antes e Depois daPreparação

Cimento fraco – camada rica

10 mm

Depois do tratamento

Antes do tratamento

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Preparação da superfície

Planimetria :

Tolerancias de Planimetria:

• Em cada 2 m comprimento - max. 10 mm

• Em cada 0.5 m comprimento - max. 2.5 mm

�Reperfilamento com Sikadur®-41 ou

Sikadur®-30 epoxy com areia de quartzo

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Processo de aplicação de Sika CarboDurVerificação da humidade residual do betão

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Pull-off Test ao substrato

• Resistência de tensãomínima :

1.5 N/mm2

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Processo de aplicação de Sika CarboDur

Preparação da bancada

de trabalho

Corte do laminado

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Desengorduramento

do laminado com

Soluto de Limpeza

Colma

Aplicação da cola

epoxi SikaDur 30 no

betão

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Aplicação da cola

epoxi SikaDur 30

no laminado SIKA

CarboDur

Manuseamento

do laminado

SIKA CarboDur

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Manuseamento e armazenamento dos materiais

Efeitos da temperatura no tempo de cura

• Quente = Cura rápida = tempo de aplicaçãocurto

• Frio = Cura lenta = Tempo de aplicaçãolongo

• Conveniente prévio acondicionamento dos materiais

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Manuseamento e armazenamento dos materiais

Ler regulamentos técnicos aplicáveis

Ler fichas técnicas dos produtos

Utilizar equipamento de protecção:

• Óculos de segurança• Luvas de borracha• Protector de pele

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Posicionamento e

colocação do

laminado SIKA

CarboDur no betão

Remates finais

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Trabalho de

reforço concluído

Aspecto final do

reforço após

posterior pintura

retardadora de fogo

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� Sika Wrap-Tecidos de Carbono

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SikaWrap®

Compósitos com telaspara reforço estrutural

e sísmico

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Estruturas

Cargas adicionais

Ductilidade a

terramotos

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Estruturas

P

Reforço aocorte

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Compósitos com telas

• Fibras de C / G (V) / Aramida, Hibrido

• Tela unidireccional > 93 % of fibras numa direcção

• Tela multidireccional ≥ 2 direcções

• Desvio mínimo das fibrasna intersecção

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Componentes do sistema

SikaWrap®-230C

• Tela unidireccional de fibra de carbono

• Peso 230 g/m2

• Largura 300 / 600 mm

• Comprimento do rolo 50 m

• Capacidade de carga aprox. 10 %comparada com Sika® CarboDur® S

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SikaWrap®-430G

• Tela unidireccional de fibra de vidro• Peso 430 g/m2

• Largura 300 / 600 mm• Comprimento do rolo 50 m• Modulo-E das fibras aprox. 30 % das

fibras de carbono

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Sikadur®-330• Resina de impregnação à base de epoxi

em dois componentes• Tixotrópica• Mesmo ligante do Sikadur®-30• Embalagem: conjuntos pré-doseados de

5kg

Rolo plástico para impregnação (SikaWrap®

Roller)

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Escolha do sistema

Telas de fibras de carbono• Reforço à flexão e ao corte• Cargas elevadas permanentes• Flexíbilidade e facilidade de aplicação

Telas de fibras de vidro• Aumento da ductilidade no reforço anti-sísmico

• Estrutura em alvenaria• Para um grau de reforço não tão alto

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Aplicação deSikaWrap®

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Razões para o reforço

• Cargas adicionais de serviço

• Corrosão das armaduras

• Armaduras insuficientes

• Melhoria de comportamento anti-sísmico

• Danos estruturais / incêndio

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Métodos de aplicação

Dependendo do peso de SikaWrap®e da resinade impregnação:

A) A tela “seca” é aplicada directamente sobre a resina de viscosidade média previamenteaplicada na superfície� peso leve de SikaWrap

®

B)A tela ”húmida” é aplicada na superfície já num estado de impregnação com resina de baixaviscosidade� peso pesado de SikaWrap

®

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A) Aplicação da tela “seca “

• Selagem da base com resina

• Tela “seca” na base saturada

• Impregnação da tela

�manuseamento fácil

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B) Aplicação da tela “húmida “

• Selagem da base com resina

• Impregnação da telacom o saturador

• Tela “húmida” nabase saturada

• Aplicação da tela“húmida”� para trabalhos de grande dimensão

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TelaResina

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Regras de aplicação

� Objectivo: impregnação total da tela

• Assegurar a correcta orientação das fibras

• Eliminar bolsas de ar

• Aderir a tela ao substrato com as mãos

• Usar um rolo de impregnação em plástico(não de metal !)

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Trabalhos preparatórios

Preparação do substrato

• Estrutura com poros abertos• Remover a leitança e resíduos de pinturas• Remover imperfeições

Arestas arredondadas conforme a especificação:• raio > 10 mm

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Ensaio de arrancamento

Pelo menos 3 ensaios

Disco de ensaio em aço, Ø 50 mm

Incisão circular , profundidade 5 - 10 mm

Ensaiar

Resistência à tracção mínima• 1,0 N/mm2 para tela de fibra de carbono

• Eventualmente menos para tela de fibrade vidro

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Preparação das telas

Cortar a tela com uma faca afiada outesoura especial

Proteger do pó a tela cortada

Nunca dobrar uma tela

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Condições ambientais

Verificar a temperatura do ar e do substrato� Ver limites nas Fichas de Produto

Verificar o teor em humidade do substrato, < 4 %

Verificar o ponto de orvalho

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Preparação de Sikadur®-330

Mexer cada embalagem

Adicionar Componente B ao Componente A

Usar uma balança ( 4 : 1 )

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Mistura de Sikadur®-330

• Misturar a baixavelocidade durante3 minutos

• Vazar numaembalagem limpa

• Misturar mais 1 minuto

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Camada primária no substratoAplicar Sikadur®-330

Consumo 0,7 - 1,2 kg/m2

Quantidade � Depende da rugosidade do substrato

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Impregnação da tela

Tela “seca” no Sikadur®-330

Impregnação na direcção das fibras

Passar o rolo até a resina refluir através datela

Sobreposições com 100 mm, se as houver

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Aplicar outra camada de resina dentro dumahora, com aprox. 0,5 kg/m2

Se isto não for possível, esperar 12 horas e lavar com água antes da aplicação

Camada de aderência• Dar uma camada adicional de

Sikadur®-30 polvilhada com areia de quartzo

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Caso de estudo

RTP / RDP – Lisboa

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Projecto de reforço (adaptação da

antiga Fábrica de Diamantes)

Empreiteiro geral: Teixeira Duarte - SA

Subempreiteiro: BEL - SA

Consultor: Prof. J. Appleton

Área reforçada: 1,000 m2

Prazo de execução:15 dias

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Problema

(2.º piso)

Utilização diferente da originalmente prevista.

Sobrecarga do 2.º piso, devido à interposição de isolamento acústico e térmico e nova betonilha em betõleve. Betão com 50 anos. Uma inspecção detectou agregados não homogéneos.

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Solução (1)

Laje de betão:

Sika CarboDur M-1214 foi colado longitudinalmente de 60 em 60 cm (distância reduzida para 30 cm sob as novas paredes divisórias a construir no piso superior)

Reforço das vigas e da laje com laminados Sika CarboDur M-1214, completado com reforço a corte com SikaWrap 400 HiMod NW.

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Solução (2)

Vigas de betão - Dois laminados Sika CarboDur M-1214 lado a lado colados ao betão na parte inferior da viga e um outro laminado colado lateralmente de cada lado da viga.

Reforço ao corte e à tracção das vigas com SikaWrap400 HiMod NW colado Sikadur 300.

Reforço ao corte com SikaWrap 400 HiModNW.

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1. Aplicação de SikaWrap (a)

2. Posterior ancoragem (b) : placa de aço colada com Sikadur 30 e aparafusada ao betão.

a

b

Pormenor (3)

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Novos desenvolvimentos

Peças especiais em “L” de CFRP.

Cura do sistema por calor induzido para curtíssimos períodos fora serviço (pontes, etc).

Cabeças e tirantes de pré-esforço em fibras de carbono.

Sika - permanente inovação e desenvolvi-mento na área do reforço estrutural.

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Caso de estudo

Edifício PT - Forum Picoas

reforço com SikaWrap

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Caso de estudo

Edifício PT - Forum Picoas

reforço com SikaWrap

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Corte do tecido

(tela) SikaWrap

Preparação

superfície

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Pilares prontos a

receber reforço

Aplicação da cola

epoxi SikaDur 330

no pilar de betão

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Aplicação de

SikaWrap sobre

cola impregnante

epoxi SikaDur 330

Impregnação

posterior de

SikaWrap com a

cola epoxi Sika

Dur 330

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Aspecto final de pilar reforçado por

envolvimento (confinamento).

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