“ Rehabilitación de estructuras de concreto con fibras de carbono”

Sistema Compuesto para Refuerzo Estructural

Qué es un “Compuesto”?

Fibra

Matríz

Polimérica

FRP = Reforzamiento polimérico con fibras

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Introducción a los Compuestos en la Construcción

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• Muy Alta Resistencia• Bajo Peso• No‐corrosivo / Durable• Resistente a Fatiga y  Fractura

Introducción a los Compuestos, en Construcción

Características de los  Compuestos

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Japón, 1985La capacidad del puente se aumenta 5 TM,utilizando tecnología FRP

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Fibras que se emplean en refuerzo estructural externo, en el concreto.

Fibra de VidrioBarra de Fibra de Carbono

Fibra Aramida

Lienzo de Fibra De Carbono

Propiedades de DiseñoCF 160 EG 900 AK 60

Espesor dediseño 0.330 mm 0.35 mm 0.28 mm

Resistenciaa tensión 3800 Mpa 1500 MPa 2000 MPa

ModuloElástico 227  GPa 72.5  GPa 120 GPa

Elongacióna ruptura 1.7% 2.1% 1.7%

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• Cambio de Uso. • Errores en Diseño/Construcción.• Problemas de Degradación.• Cambio en Reglamentos y Códigos.• Refuerzo Sísmico.

Introducción al Refuerzo

Razones para el Refuerzo de lasEstructuras : 

24.07.2014 FRP Strengthening Systems 11

Porqué reforzar ?

Cargas no debidamente consideradas

Refuerzo Sísmico

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Proceso de Refuerzo

Analizar laReparación

Capacidad a Tensión

Capacidad a Cortante

Capacidad aFlexión

Capacidad aCompresión

Estabilidaddel Elemento

Evaluar

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Proceso de Refuerzo

Reforzar

Pasiva

Estabilizar

ActivaTipo de cargaa Soportar

Estrategia de laReparación

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Proceso de Refuerzo

Aumento deSecciones

Sistemas Compuestos

FRP

Posten‐sado

Reducciónde

Esfuerzos

GroutingExterno

GroutingInterno

Técnica de laEstrategia de Reparación

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Aplicaciones del FRP

Añade:Resistencia a FlexiónResistencia a CortanteResistencia por Confinamiento

Refuerzo Complementario

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Procedimiento de Instalación

Reparar el sustrato

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Procedimiento de Instalación

Inyectar grietas> 0.25 mm.

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Eliminar marcas de cimbradoEliminar marcas de cimbrado

Procedimiento de InstalaciónProcedimiento de Instalación

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Aplicaciones

Columnas

Inyección de grietasInyección de grietas

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Procedimiento de Instalación

Preparelasesquinas 1/2” r

Proceso de InstalaciónProceso de InstalaciónCorte la fibra, en hojas de acuerdo a las dimensiones requeridasAplique el primario epóxico con rodillo de pelo corto

Aplique la pasta resanadora con espátula o llana

Aplique la primera capa de resina saturante por medio de rodillo

Presente, coloque y asiente con rastrillo la fibra, sobre la resina saturante

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Aplique una segunda capa de Saturante, para encapsu-lar la Fibra

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Presione, con

Rodillo, para

asentar la Fi-bra sobre la Resina Saturante.

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Aplique capas subsecuentes,repitiendo las capas de fibra-resina saturante

Placa de Acero Placa de 3/16 “ Carga muerta 115 Kg Colocada con monta-

carga y pernos.

Incremento a la sección 2 varillas # 8 y 10 cm

de concreto ó grout Carga muerta de 1135

Kgs Cimbra,colado y curado

Lámina de Fibra de C. 1 capa pegada 2.75 Kgs Colocada a mano

35% más  a Carga viva en una viga simplemente apoyada.

Facilidad de Instalación

Técnica de placas adheridas

Técnica

Aplicaciones Imperceptibles

Técnica conaumento a lasección

Técnica

Refuerzo a Flexión

32’-0”C ED

32’-0”

2S3

8’-0” 16’-0” 8’-0” 8’-0” 16’-0” 8’-0”

Instalación de FRP en el lecho bajo.

Estudio de Casos

Refuerzo a Flexiónen Vigas Secundarias

Instalación de FRP en trabes principales

Estudio de Casos

Refuerzo a Flexiónde Trabes

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Aplicaciones

Losas

Momento negativo

antes...

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Aplicaciones

Losas

Momentonegativo

…después

TratamientoPor MomentoNegativo

Refuerzo en columna descubierta

Refuerzo a Cortante

32’-0”C ED

32’-0”

3S3

8’-0” 16’-0” 8’-0” 8’-0” 16’-0” 8’-0”

f

ffefvf s

dcossinfAV

Refuerzo a Cortante

FRP Contribución a esfuerzo cortante

df

wf

sf

wf

sf

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.

Efecto del refuerzo a Cortante

Reforzamiento a Cortante

No reforzada-

1-Capa en “U”

2-Capas en “U”

Deflexión

Carg

a

Refuerzo a Cortante

FRPInstalado

Franjas de FRP para Estribos Suplementarios

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Refuerzo a Cortante

Extremos de Losas “Doble T”

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Refuerzo a cortante

Fibra de Carbono instalada en “U”

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Aplicaciones

¿Queestuvomal?

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Aplicaciones

Columnas

Queestabamal?...

Fallasísmica

Columnas Falla sísmica

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Confinamiento

Columnas:

• Aumento de la resistencia a carga axial

• Cuando el Concreto es comprimido axialmente, el efecto Poisson, induce deformaciones radialesresultando una expansión lateral del concreto.

El envolvimiento contínuo de una pieza de concreto (confinamiento) con la fibra de carbono,  combate esa expansión lateral  del concreto.

Columnas, sigue . . .

Obras en México...

Planta Sabritas, en Orizaba, Ver.

Refuerzo estructural en muros de Tanquepara Agua Pre‐Tratada

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Puente-trabes AASHTO- antes de Ocotlán, Jal

SITUACION FRECUENTE :   GOLPE  A PARTES BAJAS DE PUENTES

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Puente Ocotlán

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Area de tribunas en elNuevo Hipódromo de la Ciudad de México

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Hipódromo en Cd. de MéxicoArea de TribunasColumna de Concreto,reforzada en Confinamientocon el Sistema M Brace

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Puente Monte Líbano‐Tecamachalco

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Puente Monte Líbano‐Tecamachalco

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Centro Cultural Universitario Tlatelolco

“Macroplaza” Monterrey, Mexico

Award of Merit 2013

Column Preparation and Followed‐up Repair  

2do Nivel “Periférico”Award of Merit 2013

“PIRATA” FUENTE ESTADIO MEXICO

Mucho más que sólo

materiales...

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En caso de detectar algún defecto por aire atrapado, la reparación es realmente sencilla, como se observa adelante

IDENTIFICACIÓN DE LAS ÁREAS QUE NECESITAN DE RECUPERACIÓN DEL SISTEMA

Localización conmartillo de acero

RETIRADA DEL MATERIAL DAÑADO:EL MATERIAL DAÑADOES REMOVIDO

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LA FIBRA DAÑADAFUÉ RETIRADA

LIJAR EL ADESIVO ENLA REGIÓN INDICADA

PREPARACIÓN DE LA ÁREA A SER RECUPERADA

REPARACIÓN

LAMINAORIGINAL

APLICAR EL PRIMARIO, LA PASTA DE RELLENO,EL ADHESIVOY LA FIBRA DE CARBONO

QUEDA   LISTA  LA  REPARA‐CIÓN  DEL  SISTEMA COMPUESTO

PRIMARIO + RELLENO + ADHESIVO

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Ensayo de Adherencia

Sistemas de Control de Calidad

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Determinación de la Resistencia a la prueba de “Pull Off” 

La resistencia mínima aceptable, es de :200 psi ‐ 1.4 MP a.

El número de probetas a ensayar, va de acuerdo con el área aplicada

1 prueba cada   50 m2

GRACIAS