Reforço Estrutural
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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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Processos de reforço
A) Criação de estrutura suplementar
B) Aumento de dimensões e/ou acréscimo de pontos de apoio
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Processos de reforço
C) Pré-esforço exterior
D) Adição de armaduras exteriores à base de chapas de aço rigidamente coladas
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Processos de reforço
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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Processo de aplicação de Sika CarboDur
Desengorduramento
do laminado com
Soluto de Limpeza
Colma
Aplicação da cola
epoxi SikaDur 30 no
betão
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Processo de aplicação de Sika CarboDur
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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Processo de aplicação de Sika CarboDur
Posicionamento e
colocação do
laminado SIKA
CarboDur no betão
Remates finais
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Processo de aplicação de Sika CarboDur
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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Componentes do sistema
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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Componentes do sistema
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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Componentes do sistema
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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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Reforço Estrutural -FerramentasBrochuras
Guias e Software de Dimensionamento
Intranet ( Cursos )
Apresentações
Certificados
Referências