Recuperação, Reforço e Proteção de Estruturas de Concreto Armado.

Transcrição

1 Recuperação, Reforço e Proteção de Estruturas de Concreto Armado.

2 Sika Líder Mundial em Químicos para Construção Sika AG sediada em Baar, Suíça, é uma companhia integrada globalmente para o fornecimento de produtos químicos para os mercados de Construção e Indústria

3 Conteúdo Reparo de estruturas de concreto armado Tratamento e proteção de armaduras Recomposição do concreto Reforço estrutural com Fibra de Carbono Conceitos básicos Bases de cálculo estrutural Legislação / Diretrizes normativas Software de dimensionamento (ACI e FIB) Proteção contra ingresso de agentes agressivo Obra de Referência

4 Reparo Estrutural

5 Reparo Estrutural Conceito Sika de Reparo

6 Reparo Estrutural Tratamento e Proteção das Armaduras Soluções 1. Remoção e recomposição da armadura (no caso de não ser possível tratamento) 2. Limpeza da armadura e aplicação de proteção contra corrosão Inibidores de corrosão Inibidores de corrosão: Substâncias químicas, que quando adicionados em pequenas concentrações, efetivamente reduzem a taxa de corrosão e/ou retardam o início do processo de corrosão.

7 Reparo Estrutural Tratamento e Proteção das Armaduras Sistema Ativo Reação química entre o aço e o inibidor resultando na formação de um filme de proteção; Adsorção na superfície do aço formando uma camada de proteção. Sistema Passivo Inibição é atingida pela redução do ingresso de cloretos (proteção por barreira). Sistema Misto Combinação de ambos.

8 Reparo Estrutural Tratamento e Proteção das Armaduras Inibidor Catódico Suprime a reação catódica (ex.: Composto de Zinco) Inibidor Anódico Suprime a reação anódica (ex.: Nitrito de Cálcio) Inibidor Multifuncional ou Misto Suprime ambas as reações anódica e catódica (ex.: Amino álcool)

9 Reparo Estrutural Tratamento e Proteção das Armaduras

10 Reparo Estrutural Tratamento e Proteção das Armaduras Argamassa polimérica com consistência de pintura aditivada com inibidor de corrosão anódico. SikaTop 108 Armatec Aditivo inibidor de corrosão misto para concretos e argamassas. Sika Ferrogard 901 Impregnante inibidor de corrosão misto. Sika Ferrogard 903 +

11 Reparo Estrutural Recomposição do Concreto

12 Reparo Estrutural Recomposição do Concreto Tipo de Produto Argamassa polimérica Argamassa polimérica com inibidores de corrosão Sika Sika MonoTop 622 BR / SikaRepair 222 BR SikaTop 122 Plus Graute cimentício fluido SikaGrout 250 Graute cimentício tixotrópico Graute subaquático SikaGrout TIX SikaGrout UW

13 Reparo Estrutural com Fibra de Caborno

14 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Conceitos básicos Porque razão se reforça? O que é o compósito de fibra de carbono? Quais as soluções mais comuns de reforço com fibra de carbono? Onde se pode aplicar este tipo de reforço? Quais as vantagens do sistema em relação ao sistema tradicional?

15 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Porque razão se reforça? Alteração do uso Sismos Incremento de carga Erros de projeto Erros de execução

16 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono O que é o compósito de fibra de carbono? FIBRA DE CARBONO + RESINA CFRP = Carbon Fiber Reinforced Polymer

17 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Soluções mais comuns Lâminas: 50 a 150 mm de largura 1,2 e 1,4 mm de espessura E-Modulus: 165 GPa Resistência à Tração: 3100 MPa Sika CarboDur S Tecido: 50 cm de largura 0,167 mm de espessura E-Modulus: 225 GPa Resistência à Tração: 3500 MPa SikaWrap 300 C

18 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Onde usar?

19 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Vantagens Segurança estrutural Custo reduzido Não requer equipamentos pesados para instalação Prazos de execução reduzidos Instalação com acesso ou espaço de trabalho limitado Não requer manutenção Mantém geometria e estética

20 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Legislação / Diretrizes Normativas

21 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Legislação / Diretrizes Normativas

22 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Legislação / Diretrizes Normativas

23 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Legislação / Diretrizes Normativas

24 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Base de cálculo estrutural Reforço à flexão 0,3% Base de dimensionamento: Equilíbrio de forças internas Compatibilidade de deformações Ff Deformação inicial da estrutura deve ser tida em conta 85% contribuição mecânica do CFRP (critério ACI 440)

25 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Base de cálculo estrutural Confinamento SEÇÕES QUADRADAS No caso de seções quadradas, o efeito do confinamento se exerce sobre uma percentagem da seção ou núcleo confinado localizado entre arcos parabólicos que partem da pressão exercida desde as esquinas. SEÇÕES CIRCULARES Em uma seção circular ou elíptica, a pressão de confinamento afeta a totalidade da seção. Devido a isso, a eficiência do sistema de reforço é muito alta.

26 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Base de cálculo estrutural Confinamento ACI 440.2R-08 (USA) FIB14 (Europa) A pressão exercida pelo confinamento é o principal parámetro para avaliar o comportamento do pilar reforçado. A pressão de confinamento num pilar circular é calculada como f l = 2 t f ε f,rup E f /D, onde D é o diâmetro do elemento. Portanto, o confinamento está diretamente vinculado à deformação máxima do encamisado de FRP, ε f,rup, que fica limitada: ε f,rup = 0,40 ε fu Indefinido: o valor será justificado a partir de evidências experimentais

27 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Base de cálculo estrutural Confinamento ACI 440.2R-08 (USA) FIB14 (Europa) f ccu = f c0 + 0,95 3,3 f l Onde f l é a pressão de confinamento máxima exercida pelo encamisado de CFRP. A deformação axial última do concreto confinado é: ε cu = 0,002(1, k bf l f c0 ε fu 0,55 0,002 0,45 ) f ccu = f c0 (0,2 + 3 f l /f c0 ) Onde f l é a pressão de confinamento máxima exercida pelo encamisado de CFRP. Adicionalmente, a resistência do concreto confinado correspondente a uma deformação axial de 0,2% é: f cc = f c0 ( 2, ,94 f l f c0 2 f l f c0 1,254)

28 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Base de cálculo estrutural Reforço a cortante Contribuição do FRP: FIB14 (Europa) 0,9 ε f E f 2 t f b f b f s f b f d cotα sinα ACI 440.2R-08 (USA) 0,75 0,85 2 b f t f ε f E f sinβ + cosβ d f /s f (U/lateral wrapping) 0,75 0,95 2 b f t f ε f E f sinβ + cosβ d f /s f (full wrapping)

29 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Software de dimensionamento FIB Bulletin 14

30 Reparo Estrutural com Fibra de Carbono Software de dimensionamento ACI 440

31 Proteção contra ingresso de agentes agressivos

32 Proteção contra ingresso de agentes agressivos

33 Proteção contra ingresso de agentes agressivos Barreiras Espessas Nivelar a superfície Acabamento estético Aumentar cobrimento de armaduras Barreira ao ingresso de agentes agressivos Ponte de aderência para revestimento de proteção Cimentícias SikaTop 120 BR Mista (Epóxi + Cimento) SikaGard 720 Epocem

34 Proteção contra ingresso de agentes agressivos Hidrofugantes e Hidrorepelentes Reduzem a penetração de água Não afetam a permeabilidade ao vapor de água Reduzem o ingresso de elementos agressivos (cloretos, sulfatos, etc) Reduzem a corrosão do aço das armaduras Aumentam resistência a sais Alta durabilidade de proteção Sika Característica Sika Gard 706 Thixo Sika Gard 705 L Sika Silicone Sika Silicone W Gel impregnante à base de silano Líquido impregnante à base de silano Impregnante à base de silano e siloxano (dispersão em solvente) Impregnante à base de silano e siloxano (dispersão em água)

35 Proteção contra ingresso de agentes agressivos Vernizes e Pinturas Formam película protetora na superfície Resistem aos agentes de degradação (umidade, oxigênio, CO2, cloretos, etc) Podem ter acabamento fosco (SikaGard 670 W Elastocolor) Podem ter acabamento brilhante (SikaGard 601 S / SikaGard 601 Acqua) Sika SikaGard 670 W Elastocolor SikaGard 601 S SikaGard 601 Acqua Característica Pintura elástica de proteção contra carbonatação, à base de resinas acrílicas em dispersão aquosa Verniz acrílico incolor, à base de resinas acrílicas disperso em solvente Verniz acrílico incolor, à base de resinas acrílicas disperso em solução aquosa

36 Proteção contra ingresso de agentes agressivos

37 Obra de Referência

38 Obra de Referência Obra de arte Dimensões Recuperação, Reforço e Proteção de Torre de Resfriamento na Alemanha Ano de Construção torres de resfriamento Altura: 55 m Diâmetro: 33 m Área externa: m² Situação prévia Demolição de 3 torres ( ) Dificuldades Solução Sika Concreto projetado recusado como solução por excesso de peso na estrutura Sika MonoTop System SikaCem Gunit 212 S SikaWrap 200 C Sikadur 330 SikaGard 680 S Início 2003 Fim Setembro 2004

39 Obra de Referência

40 Obra de Referência Antes Depois

41 Obrigado pela vossa atenção Eng. Gustavo Pérez Cel: (11)