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

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Recuperação, Reforço e Proteção de Estruturasde Concreto Armado.

Sika AG sediada em Baar, Suíça, é uma companhia integrada globalmente

para o fornecimento de produtos químicos para os mercados de

Construção e Indústria

Sika – Líder Mundial em Químicos para Construção

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

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Reparo Estrutural

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Conceito Sika de Reparo

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.

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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.

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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)

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Tratamento e Proteção das Armaduras

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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 +

Tratamento e Proteção das Armaduras

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Recomposição do Concreto

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Tipo de Produto Sika

Argamassa poliméricaSika MonoTop 622 BR /

SikaRepair 222 BR

Argamassa polimérica com inibidores de corrosão

SikaTop 122 Plus

Graute cimentício fluido SikaGrout 250

Graute cimentício tixotrópico SikaGrout TIX

Graute subaquático SikaGrout UW

Recomposição do Concreto

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Reparo Estruturalcom Fibra de

Caborno

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?

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Porque razão se reforça?

• Alteração do uso

• Sismos

• Incremento de carga

• Erros de projeto

• Erros de execução

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O que é o compósito de fibra de carbono?

FIBRA DE CARBONO + RESINA

CFRP = Carbon Fiber Reinforced PolymerRep

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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

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Onde usar?

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• 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

Vantagens

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Legislação / Diretrizes Normativas

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Legislação / Diretrizes Normativas

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Legislação / Diretrizes Normativas

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Legislação / Diretrizes Normativas

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Base de dimensionamento:

• Equilíbrio de forças internas

• Compatibilidade de deformações

• Deformação inicial da estrutura deve ser tida em conta

• 85% contribuição mecânica do CFRP (critério ACI 440)

Ff

0,3%Base de cálculo estrutural – Reforço à flexão

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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.

SEÇÕES QUADRADAS

No caso de seções quadradas, o efeito do confinamento se exerce sobre umapercentagem da seção ou “núcleo confinado” localizado entre arcos parabólicos que partemda pressão exercida desde as esquinas.

Base de cálculo estrutural – Confinamento

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FIB14 (Europa)ACI 440.2R-08 (USA)

A pressão exercida pelo confinamento é o principal parámetropara avaliar o comportamento do pilar reforçado.A pressão de confinamento num pilar circular é calculada como𝑓𝑙 = 2 𝑡𝑓 𝜀𝑓,𝑟𝑢𝑝 𝐸𝑓/𝐷, onde D é o diâmetro do elemento.

Portanto, o confinamento está diretamente vinculado à deformação máxima do encamisado de FRP, 𝜀𝑓,𝑟𝑢𝑝, que fica

limitada:

𝜀𝑓,𝑟𝑢𝑝 = 0,40 𝜀𝑓𝑢Indefinido: “…o valor será justificado a partir de evidências experimentais…”

Base de cálculo estrutural – Confinamento

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Base de cálculo estrutural – Confinamento

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ACI 440.2R-08 (USA) FIB14 (Europa)

𝑓𝑐𝑐𝑢 = 𝑓𝑐0 + 0,95 ∙ 3,3 ∙ 𝑓𝑙

Onde 𝑓𝑙 é a pressão de confinamentomáxima exercida pelo encamisado de CFRP.

𝑓𝑐𝑐𝑢 = 𝑓𝑐0 (0,2 + 3 𝑓𝑙/𝑓𝑐0)

Onde 𝑓𝑙 é a pressão de confinamentomáxima exercida pelo encamisado de CFRP.

Adicionalmente, a resistência do concreto confinado correspondente a uma deformação axial de 0,2% é:

𝑓𝑐𝑐 = 𝑓𝑐0( 2,254 1 + 7,94𝑓𝑙𝑓𝑐0

− 2𝑓𝑙𝑓𝑐0

− 1,254)

A deformação axial última do concretoconfinado é:

𝜀𝑐𝑢 = 0,002(1,50 + 12𝑘𝑏𝑓𝑙𝑓𝑐0

0,55 ∙𝜀𝑓𝑢

0,002

0,45

)

FIB14 (Europa)

0,9 𝜀𝑓 𝐸𝑓 2𝑡𝑓𝑏𝑓

𝑏𝑓𝑠𝑓

𝑏𝑓𝑑 𝑐𝑜𝑡𝛼 𝑠𝑖𝑛𝛼

ACI 440.2R-08 (USA)0,75 ∙ 0,85 2 𝑏𝑓𝑡𝑓 𝜀𝑓 𝐸𝑓 𝑠𝑖𝑛𝛽 + 𝑐𝑜𝑠𝛽 𝑑𝑓/𝑠𝑓 (U/lateral wrapping)

0,75 ∙ 0,95 2 𝑏𝑓𝑡𝑓 𝜀𝑓 𝐸𝑓 𝑠𝑖𝑛𝛽 + 𝑐𝑜𝑠𝛽 𝑑𝑓/𝑠𝑓 (full wrapping)

Contribuição do FRP:

Base de cálculo estrutural – Reforço a cortante

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Software de dimensionamento – FIB Bulletin14

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Software de dimensionamento – ACI 440

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Proteção contra ingressode agentes agressivos

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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 Mista (Epóxi + Cimento)

SikaTop 120 BR SikaGard 720 Epocem

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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 Gel impregnante à base de silano

Sika Gard 705 L Líquido impregnante à base de silano

Sika Silicone Impregnante à base de silano e siloxano (dispersão em solvente)

Sika Silicone W Impregnante à base de silano e siloxano (dispersão em água)

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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 Característica

SikaGard 670 W ElastocolorPintura elástica de proteção contra carbonatação, à base de resinas acrílicas em dispersão aquosa

SikaGard 601 S Verniz acrílico incolor, à base de resinas acrílicas disperso em solvente

SikaGard 601 Acqua Verniz acrílico incolor, à base de resinas acrílicas disperso em solução aquosa

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Obra de Referência

Recuperação, Reforço e Proteção de Torre de Resfriamento na Alemanha

Obra de arte 4 torres de resfriamento

DimensõesAltura: 55 mDiâmetro: 33 mÁrea externa: 10 000 m²

Ano de Construção 1961

Situação prévia Demolição de 3 torres (1993-1996)

DificuldadesConcreto projetado recusado como solução por excesso de peso na estrutura

Solução Sika

Sika MonoTop SystemSikaCem Gunit 212 SSikaWrap 200 CSikadur 330SikaGard 680 S

Início 2003

Fim Setembro 2004Ob

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Antes Depois

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Obrigado pela vossa atençãoEng. Gustavo Pérez

perez.gustavo@br.sika.com

Cel: (11) 9 6493 5059