Recuperação, Reforço e
Proteção de Estruturas
Sika AG sediada em Baar, Suíça, é uma companhia integrada globalmente para o fornecimento de produtos químicos para os mercados de
Construção e Indústria
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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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 polimérica Sika 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 Estrutural
com Fibra de
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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Carbono
O que é o compósito de fibra de carbono?
FIBRA DE CARBONO
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RESINACFRP = Carbon Fiber Reinforced Polymer
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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)
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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 uma
percentagem da seção ou “núcleo confinado” localizado entre arcos parabólicos que partem da 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 parámetro para avaliar o comportamento do pilar reforçado.
A pressão de confinamento num pilar circular é calculada como 𝑓𝑙 = 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 𝜀𝑓𝑢 Indefinido: “…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 𝑓𝑙é a pressão de confinamento
máxima exercida pelo encamisado de CFRP.
𝑓𝑐𝑐𝑢 = 𝑓𝑐0 (0,2 + 3 𝑓𝑙/𝑓𝑐0)
Onde 𝑓𝑙é 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:
𝑓𝑐𝑐= 𝑓𝑐0( 2,254 1 + 7,94
𝑓𝑙
𝑓𝑐0 − 2
𝑓𝑙
𝑓𝑐0− 1,254) A deformação axial última do concreto
confinado é: 𝜀𝑐𝑢= 0,002(1,50 + 12 𝑘𝑏𝑓𝑙 𝑓𝑐0 0,55 ∙ 𝜀𝑓𝑢 0,002 0,45 )
FIB14 (Europa) 0,9 𝜀𝑓𝐸𝑓 2𝑡𝑓 𝑏𝑓 𝑏𝑓 𝑠𝑓 𝑏𝑓𝑑 𝑐𝑜𝑡𝛼 𝑠𝑖𝑛𝛼 ACI 440.2R-08 (USA) 0,75 ∙ 0,85 2 𝑏𝑓𝑡𝑓 𝜀𝑓𝐸𝑓 𝑠𝑖𝑛𝛽 + 𝑐𝑜𝑠𝛽 𝑑𝑓/𝑠𝑓 (U/lateral wrapping) 0,75 ∙ 0,95 2 𝑏𝑓𝑡𝑓 𝜀𝑓𝐸𝑓 𝑠𝑖𝑛𝛽 + 𝑐𝑜𝑠𝛽 𝑑𝑓/𝑠𝑓 (full wrapping) Contribuição do FRP:
Base de cálculo estrutural – Reforço a cortante
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Carbono
Software de dimensionamento – FIB Bulletin 14
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Carbono
Software de dimensionamento – ACI 440
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Carbono
Proteção contra ingresso
de 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 Elastocolor Pintura 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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Recuperação, Reforço e Proteção de Torre de Resfriamento na Alemanha
Obra de arte 4 torres de resfriamento Dimensões
Altura: 55 m Diâmetro: 33 m
Área externa: 10 000 m²
Ano de Construção 1961
Situação prévia Demolição de 3 torres (1993-1996)
Dificuldades Concreto projetado recusado como solução por excesso de peso na estrutura
Solução Sika
Sika MonoTop System SikaCem Gunit 212 S SikaWrap 200 C Sikadur 330 SikaGard 680 S Início 2003 Fim Setembro 2004
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ência
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Antes Depois
