Construction. Peças em fibras de carbono para reforço estrutural ao corte. Descrição do produto

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1 Ficha de Produto Edição de Agosto de 2007 Nº de identificação: 5.36 Versão nº 4 Peças em fibras de carbono para reforço estrutural ao corte Construction Descrição do produto Utilizações As peças são elementos à base de fibras de carbono, não corrosivos, para reforço ao corte de estruturas em betão armado. O sistema de reforço ao corte é complementar ao sistema de reforço estrutural Sika CarboDur. As peças são um reforço exterior, colado à estrutura com a cola de epoxi Sikadur -30. Para colagem das peças nos orifícios de ancoragem a efectuar no betão pode também utilizar-se Sika AnchorFix -3. Para reforço exterior ao corte em estruturas, incluindo: Aumento de carga: Aumento da capacidade de carga em vigas. Instalação de maquinaria pesada. Utilização de edifícios para fins diferentes dos previstos inicialmente. Danos em elementos estruturais: Degradação dos materiais construtivos. Corrosão de armaduras. Impacto de veículos. Incêndio. Melhoria no comportamento das estruturas: Diminuição da tensão nas armaduras. Redução da largura de fissuras. Redução da fadiga. Alteração do sistema estrutural: Remoção de paredes ou de pilares. Cortes na laje para criar aberturas. Alteração da especificação: Sismos. Alterações na filosofia do projecto. Defeitos de construção ou do projecto: Reforço desadequado ou insuficiente. Características / Vantagens Certificados / Boletins de ensaio Sistema de ancoragem ensaiado. Não corrosivo. Muito alta resistência. Excelente durabilidade. Melhora a resistência ao corte e à ruptura. Ancoragem bem definida. Baixo peso. Pouca espessura, pode ser revestido. Fácil de transportar. Aplicação simples não é necessário equipamento pesado. Excelente resistência à fadiga. As peças apenas requerem uma preparação mínima. Muito boa resistência à alcalinidade. Baixo impacto em termos estéticos. EMPA, Boletim de Ensaio nº E/1: Ensaio de peças em CFRP para reforço ao corte aplicadas em vigas de betão armado T1 e T2. EMPA, Boletim de Ensaio nº E/2: Ensaio de peças em CFRP para reforço ao corte aplicadas em viga à flexão T3. EMPA, Boletim de Ensaio nº 116/7: Reforço ao corte com peças L prefabricadas em CFRP. Vigas ensaiadas: S1 a S6. 1/6

2 Dados do produto Aspecto / Cor Fornecimento Polímero reforçado com fibras de carbono em matriz de epoxi, preto. Unidade, de acordo com quantidades encomendadas. Tipos é uma peça em CFRP em forma de L com um ângulo de 90º. Tipo Dimensões dos braços (comprimento x altura) Largura Espessura nominal 4/20/50 4/30/70 4/50/ mm x 500 mm 300 mm x 700 mm 500 mm x 1000 mm 40 mm 1,4 mm O comprimento dos braços pode ser cortado à medida (com serra ou de preferência com disco de diamante). O raio interno da zona de dobra é de 25 mm. Armazenagem e conservação O produto conserva-se por período ilimitado em local seco e ao abrigo da luz solar directa. Dados técnicos Massa volúmica Aprox. 1,55 kg/dm 3. Teor de fibras Temperatura de serviço Resistência térmica > 56% em volume. Máxima: +50 ºC. > +150 ºC. Propriedades físicas / Mecânicas Características das peças em L Módulo de elasticidade* (médio) Aprox N/mm 2 Resistência à tracção* (mínima) > N/mm 2 Alongamento à ruptura* (mínimo) > 1,7% Alongamento para dimensionamento** 0,6% * Valores obtidos no sentido longitudinal das fibras. ** Valores a utilizar para o cálculo da carga máxima a suportar pelos laminados CFRP e, se necessário, adaptados às condicionantes da obra. De acordo com o tipo de estrutura, ancoragem e com a situação de carga, este valor pode igualmente ser reduzido pelo projectista, segundo as exigências e normas vigentes. Parâmetros de cálculo O projecto de reforço pode ser efectuado seguindo o modelo descrito no Boletim de Ensaio EMPA 116/7, Procedimento para determinação do estado de conservação da estrutura: Medições (geometria, armaduras, nivelamento e uniformidade da superfície a reforçar), qualidade dos materiais de construção existentes, exposição ambiental, utilizações anteriores e previstas. 2/6

3 Zona de ancoragem: O braço mais longo da peça deve ser ancorado na zona de compressão da estrutura com Sikadur -30. O comprimento de ancoragem influencia a resistência ao arrancamento da seguinte forma: Comprimento da ancoragem Força de arrancamento* Força de arrancamento relativa (% da carga de ruptura) 100 mm Aprox. 77 kn Aprox mm Aprox. 100 kn Aprox mm Aprox. 120 kn Aprox. 95 Zona de dobra: O comprimento dos braços mais curtos colados um ao outro em "U" tem influência na carga de ruptura, conforme a tabela seguinte: Comprimento de sobreposição Carga média de ruptura* Eficiência (% da carga de ruptura) Informação sobre o sistema 150 mm Aprox. 67 kn Aprox mm Aprox. 69 kn Aprox mm Aprox. 74 kn Aprox. 59 * Estes valores são resultado de ensaios efectuados. Para valores de cálculo consultar o relatório EMPA mencionado. Estrutura do sistema + Sikadur -30 (Sika AnchorFix -3). Pormenores de aplicação Consumo / Dosagem Preparação da base Tipo de peça Sikadur -30* Sikadur Sika AnchorFix -3** 4/20/50 Aprox. 0,5 kg Aprox. (0,25 + 0,25) kg 4/30/70 Aprox. 0,6 kg Aprox. (0,35 + 0,25) kg 4/50/100 Aprox. 0,7 kg Aprox. (0,45 + 0,25) kg * Sikadur -30 para colagem das peças e enchimento do orifício de ancoragem. ** Sikadur -30 para colagem das peças e Sika AnchorFix -3 para enchimento do orifício de ancoragem. Dependendo do tamanho do orifício de ancoragem, planimetria e rugosidade da base, o consumo de cola pode variar (profundidade considerada para o orifício de ancoragem: 150 mm). Planimetria ou nivelamento: A base a reforçar deve encontrar-se superficialmente nivelada, com irregularidades máximas de 0,5 mm. O nivelamento da base deve ser verificado com uma régua metálica. Tolerância máxima de 2,5 mm em cada 0,5 m. A resistência da base (betão, alvenaria de blocos ou pedra natural) deve ser sempre verificada: Resistência média à tracção da cola sobre o betão preparado: 2,0 N/mm 2. Valor mínimo de resistência à tracção da cola sobre betão preparado: 1,5 N/mm 2. Se estes valores não forem possíveis de atingir, consultar a Ficha de Produto dos sistemas SikaWrap para soluções alternativas. O betão deve ter uma idade mínima de 28 dias (dependendo das condições ambientais e das resistências desenvolvidas). 3/6

4 Betão e alvenaria de blocos: A base deve apresentar-se sã, seca, limpa e sem leitança, gelo, água estagnada, gordura, óleos, tratamentos de superfície ou revestimentos antigos. Remover todas as partículas soltas ou mal aderentes de forma a se conseguir obter uma superfície de poro aberto. Reparações e nivelamentos devem ser efectuados com materiais de reparação estrutural, como a argamassa de epoxi Sikadur -31 ou a cola Sikadur -30. Se a reparação se tiver efectuado mais de 2 dias antes do início da aplicação das peças em CFRP, a argamassa de reparação deve ser novamente lixada de forma a assegurar a colagem entre Sikadur -31 e Sikadur -30 (consultar as respectivas Fichas de Produto). Os cantos da estrutura (onde serão coladas as dobras dos laminados) devem ser regularizados ou arredondados para acomodar o raio interno das peças Sika CarboShear L (r = 25 mm). Esta operação pode ser executada com disco ou fresa. Zona de ancoragem: O braço mais comprido da peça deverá ser ancorado com Sikadur -30 na zona de compressão da estrutura. Exemplos de preparação de superfície em zonas de ancoragem: Execução de furos com uma serra especialmente concebida para o efeito (consultar o Departamento Técnico Sika) Em alternativa efectuar 3 furos paralelos de 26 mm de diâmetro espaçados em mm, formando um orifício com cerca de 50 mm de comprimento. Remover poeiras e humidade dos orifícios. Deixar a superfície secar. Ter o cuidado de executar os orifícios de ancoragem o mais próximo possível do encontro com a zona de aplicação de, de forma a permitir a colagem da peça com a menor espessura de cola possível. Preparação de : As peças podem ser cortadas com serra ou disco de diamante, de forma a se adaptarem às dimensões da estrutura a reforçar. Remover a película protectora do laminado até à linha de corte. Preparar a zona de ancoragem das peças com Sikadur -30. Aplicar com uma espátula dentada (dentes de 5 mm) transversalmente ao comprimento do braço excedendo em cm o comprimento de ancoragem. Deixar secar durante 24 horas. Imediatamente antes da aplicação da cola Sikadur -30, remover integralmente a película de protecção da peça ou, se esta já tiver sido removida, limpar a superfície da peça a colar com Soluto de Limpeza Colma e esperar até à secagem completa da superfície para aplicar a cola Sikadur -30. Condições de aplicação / Limitações Consultar a Ficha de Produto de Sikadur -30 Instruções de aplicação Aplicação Encher os orifícios de ancoragem com a cola estrutural Sikadur -30, se necessário através da utilização de um cartucho com um bico adaptado para o efeito. Em alternativa pode ser utilizada a resina de epoxi Sika AnchorFix -3. 4/6

5 Antes do início da aplicação remover integralmente as películas de protecção das peças e limpá-las com Soluto de Limpeza Colma. Aplicar Sikadur -30 numa camada de perfil triangular (em forma de "telhado", mais alto no centro) na face interna da peça Sika CarboShear L, enchendo os sulcos da zona de ancoragem preparada anteriormente, e tendo o cuidado de evitar a oclusão de ar nessa zona. Espalhar uma camada fina de Sikadur -30 como barramento sobre a superfície de betão previamente preparada. Aplicar uma camada de Sikadur -30 em excesso no bordo arredondado da estrutura na zona de colagem da peça, de forma a evitar zonas de vazios. Segurando o laminado em ângulo ligeiramente oblíquo, enfiar a parte mais comprida de no orifício de ancoragem lateral à viga, previamente cheio com Sikadur 30. Quando o comprimento de amarração estiver praticamente alcançado, pressionar a peça firmemente contra a superfície revestida com cola, utilizando o rolo Sika CarboDur Rubber Roller. Remover então o excesso de cola com uma espátula na zona de sobreposição das peças na face inferior da viga. A aplicação de do outro lado da viga processa-se exactamente da mesma forma. A face exposta do braço mais curto da peça aplicada inicialmente tem de ser previamente revestida com Sikadur 30, de forma a evitar que esta se movimente. Devem ser executadas amostras no estaleiro para verificar a velocidade de cura e o desenvolvimento de resistências. Após a cura, medir as resistências à compressão e à tracção por flexão. Os valores médios de referência após cura durante 7 dias a +23 ºC são: - Resistência à compressão > 75 N/mm 2. - Resistência à tracção por flexão > 35 N/mm 2. Dependendo das circunstâncias, estes valores podem sofrer variações até 20%. Os principais factores que podem influenciar negativamente a resistência são: - Introdução de ar nos provetes (proveniente da mistura ou da aplicação). - Duração da cura e temperatura durante o endurecimento. - Contaminação da cola. Ferramentas de aplicação: Soluto de Limpeza Colma para limpeza dos laminados Sika CarboDur antes da colagem e para limpeza dos utensílios de aplicação. Sika CarboDur Rubber Roller para pressionar os laminados sobre a superfície a colar. Disponível em unidades individuais. Limpeza de ferramentas Limpar as ferramentas e equipamento imediatamente após utilização com Soluto de Limpeza Colma. O material endurecido apenas pode ser removido mecanicamente. Importante É essencial que o projecto e os trabalhos de reforço com o sistema Sika CarboDur e sejam executados por especialistas. Aplicar as peças dentro do tempo de vida útil de Sikadur -30. Cuidados durante o corte das peças: utilizar vestuário e luvas de protecção, assim como óculos e máscara. O sistema não deve ser exposto à luz solar directa. Devem ser seguidas criteriosamente as indicações da respectiva Ficha de Produto durante a aplicação da cola de epoxi Sikadur -30. Para qualquer esclarecimento contactar o Departamento Técnico Sika. 5/6

6 Revestimentos Protecção contra o fogo: Se necessário poderão proteger-se as peças com revestimentos resistentes ao fogo. Após endurecimento da cola Sikadur -30 inspeccionar as peças com um objecto metálico para despistar a existência de vazios. Este procedimento poderá também ser efectuado através do método de termografia de impulso. Revestimento por pintura: A superfície exposta das peças pode ser revestida por pintura com Sikagard -550 W Elastic-P ou Sikagard -670 W Elastocolor. Nota Todos os dados técnicos referidos nesta Ficha de Produto são baseados em ensaios laboratoriais. Ensaios realizados noutras condições para determinação das mesmas características podem dar resultados diferentes devido a circunstâncias que estão fora do nosso controlo. Construction Risco e segurança Medidas de segurança Usar vestuário adequado de protecção (luvas, óculos protectores). Se o material entrar em contacto com os olhos ou membranas mucosas, lavar de imediato com muita água morna. As peças em CFRP não são perigosas durante o seu manuseamento. Para informações sobre a cola Sikadur -30 consultar a respectiva Ficha de Produto. Para mais informações consultar a Ficha de Dados de Segurança dos produtos e respectivos rótulos. "O produto está seguro na Cª Seguros XL Insurance Switzerland (Apólice nºch li05a), a título de responsabilidade civil do fabricante". A informação e em particular as recomendações relacionadas com aplicação e utilização final dos produtos Sika, são fornecidas em boa fé e baseadas no conhecimento e experiência dos produtos sempre que devidamente armazenados, manuseados e aplicados em condições normais, de acordo com as recomendações da Sika. Na prática, as diferenças no estado dos materiais, das superfícies, e das condições de aplicação em obra, são de tal forma imprevisíveis que nenhuma garantia a respeito da comercialização ou aptidão para um fim em particular, nem qualquer responsabilidade decorrente de qualquer relacionamento legal, poderão ser inferidas desta informação, ou de qualquer recomendação por escrito, ou de qualquer outra recomendação dada. O produto deve ser ensaiado para aferir a adequabilidade do mesmo à aplicação e fins pretendidos. Os direitos de propriedade de terceiros deverão ser observados. Todas as encomendas aceites estão sujeitas às nossas condições de venda e de entrega vigentes. Os utilizadores deverão sempre consultar a versão mais recente da nossa Ficha de Produto específica do produto a que diz respeito, que será entregue sempre que pedida. Sika Portugal, SA R. de Santarém, V. N. Gaia Portugal Tel Fax /6