Co
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tru
cció
n 2
Especialidades para
la Construcción y
la Industria
Mónica Sangil
Dpto. Técnico
Sika, SAU
5 Julio de 2012
Co
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tru
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n 5
Sika Poder de Innovación desde su fundación en 1910
Fundada en 1910 por Kaspar Winkler
En constante crecimiento es uno de los proveedores mundiales líderes en productos químicos para construcción
Énfasis en soluciones integrales novedosas
Comprometidos con el medio ambiente y la sostenibilidad
Co
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tru
cció
n 6
Sika Compañía líder multinacional con una red global de empresas
trabajando en especialidades químicas para la construcción y la
industria. Presente en 72 países con más de 12.000 empleados.
Co
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cció
n Sika Construcción
Campos de Mercado Integrados
7
Plantas de hormigón Salud, Educación y Ocio
Infraestructuras
Obras Hidráulicas Edificación
Mantenimiento Industrial
Co
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n 8
Sika Construcción
Campos de aplicación
Impermeabili-
zación
Rellenos y Anclajes
Reparación, Refuerzo y Protección
Pavimentos y
revestimientos
Sellado y pegado
elástico
Producción
de Hormigón
y Mortero
Co
nstr
uc
ció
n Reparacíón y Refuerzo de Estructuras de Hormigón
ÍNDICE: 1. Reparación de estructuras de hormigón
I. Causas de degradación de edificios
II. Introducción a la normativa Actual UNE EN 1504
y Marcado CE
i. Reparación Estructural
Reparación del hormigón
Refuerzo de la estructura
ii. Reparación No estructural
2. Refuerzo de estructuras
III. Tipos de refuerzo
I. Adicción de hormigón
II. Elementos metálicos adheridos
III. Composites de fibra de carbono
I. Sika Carbodur
II. Sika Wrap
Co
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ció
n
10
Reparación de hormigón
1. REPARACIÓN
i. Reparación de Estructuras
UNE EN 1504:3
Productos y Sistemas para la reparación de
estructuras de hormigón
Co
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uc
ció
n
11
Reparación de hormigón
1. Reparación de estructuras
Los 10 documentos que forman la UNE 1504
contienen toda la información necesaria no
solo para la especificación y aplicación de los
productos sino también para la fabricación de
los mismos
Co
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tru
cció
n
Red Comercial Dic 07 /
JGD /BU Constractor Reparación de hormigón Fases del proceso de reparación
UNE 1504-9 (B.4.1)
1. Evaluación del estado de la estructura
2. Identificación de las causas del deterioro
3. Definición de los objetivos de reparación
4. Selección de los principios para la reparación
5. Selección de los métodos
6. Definición de las propiedades de los productos
7. Especificación del mantenimiento posteriores a la reparación
Co
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n
Ataque Mecánico Carbonatación
Reacciones Corrientes
Químicas Eléctricas
Erráticas
Degradación Física Contaminantes
Corrosivos
14 Reparación de hormigón
Causas de la degradación de las estructuras
Daños en el hormigón Daños de la
armadura
Co
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cció
n
Reparación de hormigón CAUSAS DE POSIBLES DAÑOS EN UNA
ESTRUCTURA DE HORMIGÓN (UNE 1504)
Co
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cció
n
Causas habituales de los daños
y deterioro en el Hormigón
Defectos y Daños en el Hormigón
Co
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cció
n
Causas habituales de los daños
y deterioro en el Hormigón
Defectos y Daños en el Hormigón
Co
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cció
n 1
8
Causas habituales de los daños
y deterioro en el Hormigón
Defectos y Daños en el Hormigón
Co
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cció
n
Causas habituales de los daños
y deterioro en el Hormigón
Daños en el Hormigón debido a la corrosión de armaduras
Co
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n 2
0
Causas habituales de los daños
y deterioro en el Hormigón
Daños en el Hormigón debido a la corrosión de armaduras
Co
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n
Causas habituales de los daños
y deterioro en el Hormigón
Daños en el Hormigón debido a la corrosión de armaduras
Co
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n
Reparación de hormigón 22
CAUSAS DE POSIBLES DAÑOS EN UNA
ESTRUCTURA DE HORMIGÓN (UNE 1504)
Los principios se basan en fundamentos físicos ó químicos que
conducen a la prevención o estabilización de los procesos del
deterioro físico ó químico del hormigón, así como los procesos
de corrosión de la armadura
• Principios 1-6
Relativo a los defectos del hormigón
• Principios 7-11
Relativos a la protección frente a la corrosión
Co
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cció
n
Reparación de hormigón
23
PRINCIPIOS DE LA REPARACIÓN Y
PROTECCIÓN (UNE 1504) Relativos a defectos de hormigón
Co
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24
Reparación de hormigón
PRINCIPIOS DE LA REPARACIÓN Y
PROTECCIÓN (UNE 1504) Relativos a protección frente a la corrosión
Co
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n
25
Reparación de hormigón Reparación y Refuerzo de Estructura
PRINCIPIOS Y MÉTODOS RELATIVOS A LOS DEFECTOS DEL HORMIGÓN
1 (PI).- Protección contra la penetración
reducción o prevención de la entrada de agentes adversos,
como el agua, otros líquidos, vapor, gas, agentes químicos y
biológicos.
2 (MC).- Control de humedad
Ajuste y mantenimiento del contenido de humedad en el
hormigón dentro de una intervalo de valores especificado.
3 (CR).- Restauración del hormigón
Restauración del hormigón original de un elemento de la
estructura a la forma y función especificada originalmente;
restauración de la estructura de hormigón por sustitución
parcial
4 (SS).- Refuerzo estructural
Incremento o restauración de la capacidad portante de un
elemento de la estructura de hormigón
5 (PR).- Resistencia al ataque físico
Incremento de la resistencia al ataque físico o mecánico
6 (RC).- Resistencia a productos químicos
Incremento de la resistencia de la superficie del hormigón al
deterioro por ataque químico
Co
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tru
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n
Reparación de hormigón PRINCIPIOS Y MÉTODOS RELATIVOS A LOS DEFECTOS DE
LAS ARMADURAS
7 (RP).- Conservación y restauración del pasivado
Creación de las condiciones químicas en las que la superficie de la
armadura se mantenga o retorne a las condiciones del pasivado
8 (IR).- Incremento de la resistividad
Incremento de la resistividad eléctrica del hormigón
9 (CC).- Control catódico
Creación de las condiciones para que las áreas potencialmente
catódicas de la armadura hagan imposible alcanzar una reacción
anódica
10 (CP).- Protección catódica
11 (CA).- Control de áreas anódicas
Creación de las condiciones para que las áreas potencialmente anódicas
de la armadura hagan imposible una reacción de corrosión
Co
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n
27
Reparación de hormigón Selección de los Métodos para la reparación UNE - EN 1504:9
Principio 3 Restauración
del hormigón
3.1.- Aplicación de mortero a mano
3.2.- Relleno con hormigón
3.3.- Proyección de hormigón o mortero
3.4.- Reemplazo de elementos
Principio 4 Refuerzo
estructural
4.1.-Adicción o reposición de barras de acero estructural
embebidas o exteriores
4.2.- Instalación de barras de unión en agujeros prefabricados
u horadados en el hormigón
4.3.-Adhesión de chapas
4.4.-Adicción de hormigón o mortero
4.5.-Inyección de fisuras, huecos e intersticios
4.6.-Relleno de fisuras, huecos e intersticios
4.7.-Pretensado –(post-tensado)
Principio 7 Conservación
o restauración
del pasivado
7.1.-Incremento del recubrimiento de la armadura con
mortero de cemento u hormigón adicional
7.2.-Reemplazo del hormigón contaminado o carbonatado
7.3.-Realcalinización electroquímica del hormigón carbonatado
7.4.-Realcalinización del hormigón carbonatado por difusión
7.5.-Extracción electroquímica de los iones cloruro
Co
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cció
n
Restauración del Hormigón (CR)
UNE-EN 1504 Principio 3:
Métodos
•3.1. Morteros de aplicación manual
•3.2. Vertido de morteros
•3.3. Proyección de morteros
Co
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cció
n
Restauración del Hormigón (CR)
UNE-EN 1504 Principio 3:
3.1 Morteros de aplicación manual
• Método tradicional
• Amplia gama de morteros Sika de
diferente especificación
Co
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tru
cció
n
Restauración del Hormigón (CR)
UNE-EN 1504 Principio 3:
3.2 Relleno con hormigón o mortero
• Reparaciones mediante vertido o
relleno
• Regenerar grandes áreas y
secciones de hormigón
Co
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cció
n 3
1
Restauración del Hormigón (CR)
UNE-EN 1504 Principio 3:
3.3 Hormigón o mortero proyectado
• Grandes volúmenes
• Recubrimiento adicional al hormigón
• Áreas de difícil acceso
• Criterios de aplicación especiales
Co
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cció
n 3
2
7.1 Incremento del recubrimiento de la armadura con
mortero de cemento u hormigón adicional
Conservación o Restauración del Pasivado (RP)
UNE-EN 1504 Principio 7:
• Adición de morteros cementosos
u hormigón
•Aplicación de una lechada de
protección
Co
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tru
cció
n
Conservación o Restauración del Pasivado (RP)
UNE-EN 1504 Principio 7:
• Protección por la alcalinidad de
sus contornos
7.2 Reemplazo del hormigón carbonatado o
contaminado
Co
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tru
cció
n 3
4
EN 1504-7 Protección contra la corrosión
Cubre el principio 11 (Control de áreas anódicas) con 2
métodos de aplicación
• Método 11.1: Revestimientos activos (que contengan cemento
Portland o pigmentos activos, que funcionen como inhibidores o que
provean protección localizada contra la corrosión.
• Método 11.2: Barreras de protección que aislen la armadura del
agua de los poros de la matriz cementosa circundantes
Co
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ció
n
35
Reparación de hormigón Principio 3.- Restauración del hormigón Aplicación del mortero a
mano
R4 R3 R2 R1
Clase R4 Clase R3 Clase R2 Clase R1
Resistencia a Compresión 45 MPa 25 MPa 15 MPa 10 MPa
Contenido en Iones Cloruro
Adhesión 2,0 MPa 1,5 MPa
2,0 MPa 1,5 MPa 0,8 MPa
DURABILIDAD
Resistencia a Carbonatación(not required if coated)
Sin requisito
Módulo de Elasticidad 20 GPa 15 GPa Sin requisito
Retracción/Expansión
controladas
Sin requisito
dK Control del hormigón C(0,45)
0,05% 0,05%
0,8 MPa
Resistencia de unión después del ensayo
Max fisuración <0.05mm
Sin fisuación >0.1mm
Estructural No Estructural
RequisitoCaracterísticas de las
prestaciones
Co
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n
Reparación de hormigón (CC) Base Inorgánica: Mortero y Hormigón Tradicional / Mortero
Mejorados (tipos de cementos y adicciones)
(PC) Base Orgánica: Ligante a base de resinas y polímeros (epoxi,
poliéster, poliuretano, etc)
(PCC) Mixtos: Orgánico + Inorgánico combinados (epoxi-cemento,
poliuretano-cemento, etc)
Ventajas de los morteros con polímeros:
Mejoran la adherencia
Mejoran la resistencia a tracción
Bajan la tendencia a fisuración
Mejoran el curado interno
Mejoran la impermeabilidad
Reducen el agua de amasado
Co
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n 4
0
Fases generales
de reparación
Saneado
Limpieza
Pasivación
Regeneración
Revestimiento
Protección
Co
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n
Saneado
Eliminar todas las partículas sueltas del
hormigón, roto, descompuesto, restos de
lechadas, etc…
Co
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n
Preparación del soporte
Eliminar el hormigón suelto cercano a las barras
Superficie rugosa
Realizar el control de obra resistencia mínima a tracción
Co
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n
Preparación de las armaduras
Limpieza de las barras
Utilizar chorro de arena o agua a presión (1100 bar)
Realizar un control de calidad
Co
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n
Añadir la cantidad exacta de agua
Añadir el polvo al agua
Mezclar durante 3 minutos con batidora
Mezclado del mortero
Co
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cció
n
Brocha para pequeñas apliciones
Cucurucho mágico para grandes áreas
Cubrir completamente
Pasivado de armaduras
Co
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n
Humectación del soporte
Saturar el soporte con agua
Eliminar el exceso de agua
Comenzar la aplicación con las superficies mates
Co
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n
Puente de unión
Humedecer previamente el soporte
Brocha (aplicaciones pequeñas)
Cucurucho mágico
(grandes áreas)
Co
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Regeneración con mortero
Prehumedecer
Rellenar todos los huecos por detrás de las barras
Aplicar en capas
Co
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n
Curado
Prevenir un secado prematuro
Proteger la zona de la acción
directa del sol, del frio, de las
heladas, etc,
Co
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tru
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n
Reparación de hormigón
Paso 1 : Pasivación
Paso 2: Puente de
adherencia
Paso 3: Mortero de
reparación
Paso 4: Mortero de
regularización
Paso5: Sistema de
protección
Co
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n 53
Caso 1: Edificios de hormigón
Requisitos:
No puede
cambiar el
aspecto estético
Se debe proteger
la armadura
frente a la
corrosión
Co
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cció
n 54
Caso 2: Puentes de hormigón
Requisitos:
Protección
duradera frente a
la penetración de
gases y líquidos
Protección frente a
fisuración del
hormigón (<0.5
mm)
Sistemas
ecológicos
Co
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n 55
Caso 3: Torres de refrigeración
Requisitos:
Protección duradera y
resistente frente a
humos y gases
agresivos
Protección frente a la
penetración de agua
con pequeñas fisuras
(<0.3 mm)
Co
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n
Principio 4: Refuerzo estructural
¿POR QUÉ LA NECESIDAD DE REFORZAR?
• Errores de proyecto (cálculos, planos… )
• Errores de ejecución (calidad de los materiales…)
• Cambios del esquema estructural (huecos en
ascensores o escaleras … )
• Accidentes en la estructura
• Cambios de uso
• Aumento de cargas
Rehabilitación de Estructuras
Co
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REFUERZO DE ESTRUCTURAL
Fibras
Carbono
Chapas
Angulares-Presillas
Hormigón
Proyectado
Hormigón
Encofrado
Refuerzo
En servicio
HORMIGON
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
RECRECIDO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Consiste en aumentar la sección de elementos de hormigón
armado para poder absorber las cargas superiores a las previstas
en el proyecto.
Se utilizará cuando:
Tengamos grandes necesidades de refuerzo
Hormigón existente sea de muy mala calidad
No haya problemas de espacio
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
RECRECIDO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Tipos de recrecido:
Con hormigón armado ( espesor > 7 cm)
Con micro hormigón polimérico (espesor 3 a 7
cm)
Con mortero polimérico ( espesor 1 a 3 cm)
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
VENTAJAS INCONVENIENTES
-Bajo Coste
- Facilidad de ejecución
- Menor especialización de
la mano de obra
-Aumento de las
dimensiones de la
estructura
-Necesitan más tiempo
para entrar en carga
Rehabilitación de Estructuras
RECRECIDO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Co
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n
Principio 4: Refuerzo estructural
Refuerzo mediante Elementos Adheridos
• Elementos Adheridos (refuerzo)
• Elementos Adherentes (adhesivo)
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
Refuerzo mediante Elementos Adheridos
Elementos a adherir
• metálicos (chapas, pletinas…)
• composites prefabricados (Sika Carbodur)
• composites in-situ ( Sika Wrap )
Rehabilitación de Estructuras
Co
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Refuerzo mediante Elementos Adheridos
Elementos adherentes
• Altas resistencias mecánicas
• Buena adherencia a cualquier soporte
• Resistencia al agua
• Resistencia a la temperatura
• Resistencia al envejecimiento
• Sin retracción
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
CHAPAS METÁLICAS PEGADAS
Consiste en la aportación de elementos de acero en
las piezas de hormigón que lo precisen.
El objetivo de esta técnica es:
Modificar o mejorar la capacidad
portante de la estructura
Consolidar una pieza.
Reemplazar los aceros doblados o
mal colocados.
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
Refuerzo mediante elementos metálicos
DESVENTAJAS • Preparado en fábrica
• Material difícil de transportar y manejar
• Longitudes limitadas
• Necesidad de apuntalar
• Dificultad en el cruce de chapas
• Corrosión
• Interferencias con otras actividades de la obra
Rehabilitación de Estructuras
Co
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cció
n
Esquema de trabajo • Preparación adecuada del soporte
• Preparación de la chapa : chorreo y protección
• Pegado de la chapa
• Apuntalado ( mínimo 72 horas )
Rehabilitación de Estructuras
Refuerzo mediante elementos metálicos
Co
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n
REFUERZO DE UN PILAR
MEDIANTE ANGULARES Y
PRESILLAS METÁLICAS
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n
Polímeros de Fibra Reforzados (FRP)
Fibras de
Refuerzo Resina Epoxy
Polímero de Fibra Reforzado (FRP)
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n 9
1
Producción
Proceso de Pultrusion
• Alineando con 24’000 fibras
• Temperatura del proceso 180° C
• Rodillos de 250 m de longitud
Rehabilitación de Edificios
Co
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cció
n
Fibras:
Elementos con unas notables características mecánicas
(resistencias, módulos de elasticidad), encargados de
soportar las cargas.
Matrices:
Materiales encargados de dar monolitismo al conjunto, a
la vez que son capaces de aguantar ataques químicos,
abrasión, agentes atmosféricos,...
Polímeros de Fibra Reforzados (FRP)
Rehabilitación de Edificios
Co
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tru
cció
n 9
3
Ø = 5-7 m
Volumen contenido de fibras > 70%
Sika Carbodur CFRP 1.2 Millones de fibras paralelas en un
laminado. Sika CarboDur S512
Co
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n
Refuerzo mediante composites
prefabricados ( Sika Carbodur )
VENTAJAS
• Facilidad de manejo y colocación
• Longitudes ilimitadas
• Rápida ejecución
• No se corroe
• Elevadas resistencias
Rehabilitación de Estructuras
Co
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tru
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n 9
5
Material unidireccional
• Fibras paralelas a la
dirección de la
tensión principal
• Gran capacidad a
tracción
Rehabilitación de Estructuras
Co
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tru
cció
n 96
Refuerzo a flexión por
la cara traccionada
Funcionamiento como
una armadura exterior
Diseño estructural
según la recomendación
del FIB 14 (fédération international du béton)
Usos
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n 1
00
Sika® CarboDur® vs láminas de acero
• No limites en longitud
• Fácil aplicación
Láminas de bajo peso
• Fácil cruce
Láminas delgadas (1.2 - 1.4 mm)
• Alto coste de material-muy bajo
coste de aplicación
Rehabilitación de Estructuras
Co
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n 1
13
Tejidos compuestos
Fibras de Carbono / Vidrio /
Fabricación Unidireccional 93 % de
fibras en una dirección
Min. desviación de fibras en la
intersección
Rehabilitación de Estructuras
Co
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tru
cció
n
Refuerzo estructural mediante
composites “in situ” (Sika Wrap)
Rehabilitación de Estructuras
Co
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tru
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n 1
29
Sistema Sika® CFRP
Sika® CarboShear L®
Sika® CarboDur®
Rehabilitación de Estructuras
Co
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tru
cció
n
Sistema Sika®
CarboShear®
Refuerzo de vigas a cortante.
Laminado: Sika®
CarboShear®
L
Adhesivo: SikaDur®
30
REFUERZO
Co
ns
tru
cció
n
Rehabilitación de Estructuras
SikaWrap Anchor C
Cordón de fibra de carbono para la conexión
estructural y anclaje del tejido CFRP
Usos
* Anclaje y conexión de tejido y laminado de CFRP
* Ejecución de anclaje pasante en muros de
hormigón ó ladrillo , para la unión de los tejidos
CFRP.
Características
No sujeta a los fenómenos de corrosión
Extremadamente ligero y manejable
Elevada durabilidad y resistencia química
No necesita sistema de fijación mecánica temporal