Refuerzos de estructuras con platabandas y fibra de carbono (SIKA CARBODUR)

Un refuerzo estructural mediante un sistema en base a fibras de carbono o platabandas comprende los refuerzos, frente a esfuerzos flectores, cortantes, confinamiento. Al ser productos anisótropos, trabajando en una sola dirección y únicamente absorben tracciones, deberán de disponerse en las zonas traccionadas de los elementos que se refuercen.

CAMPOS DE APLICACIÓN

Como ejemplo, se utilizan en:

  • Defectos de proyecto y/o de ejecución de pases, huecos o aberturas.
  • Rehabilitación de estructuras.
  • Cambios de uso que conlleven un incremento de cargas.
  • Adaptación a nuevas normativas.
  • Reparación de estructuras dañadas con pérdida de sección resistente (corrosión,etc)

TIPO DE ESTRUCTURAS

En la obra civil:

  • Puentes, viaductos: pilas, tableros, vigas, etc.
  • Depósitos y chimeneas

En la obra de edificación:

  • Forjados unidireccionales, reticulares, losa
  • Columnas.
  • Vigas, losas y tabiques.
  • Voladizos.
  • Estructuras de hormigón en Gral.

PROPIEDADES DE LA FIBRA

En el momento de diseñar un refuerzo con Carbodur, nos basamos en las características de las fibras de carbono. La función de las resinas de adhesión y de la matriz es transmitir los esfuerzos del paramento traccionado a las fibras para una colaboración perfecta (las resinas del sistema no se tienen en cuenta durante el diseño seccional). En el mercado existe fibra de carbono de propiedades resistentes muy dispares. Todas las variantes tienen un parámetro que les diferencia del acero, que es una curva tensión-deformación lineal hasta rotura (comportamiento elástico-lineal frágil). La ventaja reside en que la deformación es recuperable. La resistencia a la tracción última es hasta 10 veces mayor que el acero.

El módulo elástico de la fibra de carbono es muy elevado. Dependiendo del origen de la fibra, este puede variar entre 200GPa hasta 700GPa (mod. elástico acero: 210GPa). El uso de un tipo u otro, será en función del estado del elemento a reforzar, capacidad residual de deformación del acero, etc.

PRODUCTOS DEL SISTEMA DE REFUERZO

Los sistemas de refuerzo de fibra de carbono, suelen estar compuestos por varios productos, que pueden diferir entre fabricantes:

  • Resina epoxi fluida, para la imprimación del soporte
  • Resina epoxi pastosa (adhesivo), para el pegado de la lámina de refuerzo
  • Fibra de carbono, tanto en laminado como en hoja de fibra (sin matriz).

COLOCACIÓN DEL REFUERZO

Los sistemas de refuerzo estructural en base a fibras de carbono, aramida o vidrio, difieren dependiendo del fabricante. Como regla general, una vez saneado y preparado el soporte ya podremos aplicar un sistema de refuerzo. Este se compone por las siguientes etapas:

  1. Resina de Imprimación. Se suele aplicar una capa de resina a fin de endurecer la superficie de hormigón y crear una buena adherencia.
  2. Resinas de pegado del compuesto de fibra (refuerzo) al soporte.
    • Pegado de composites: Se utilizan adhesivos en forma de pasta epoxi. Se aplican sobre el laminado y la superficie tratada. Una vez pegado, se presionan con la ayuda de un rodillo de goma maciza para asegurar un espesor mínimo de adhesivo y el rebose de la pasta para evitar oquedades.
    • Pegado de hojas de fibra: Se emplean resinas epoxi muy fluidas que penetran entre los hilos de fibra y aseguran una buena impregnación. La aplicación se realiza con rodillos especiales para evitar la formación de bolsas de aire y la rotura de las fibras.
  3. Acabados
    • Espolvoreo de arena de sílice: Cuando el refuerzo esté completamente aplicado y la resina aun fresca, se espolvorea con arena de sílice para obtener un acabado rugoso. Con esta medida permitimos cubrir el refuerzo del revestimiento (yeso, pintura,etc)
    • Protección a los rayos UV. Si el refuerzo está expuesto a los rayos UV, se debe proteger la resina epoxi ya que es susceptible de degradación. La protección que se aplica es mediante un revestimiento en base de poliuretano.

La puesta en carga del refuerzo se debe realizar pasados 5 días, a fin de que las resinas hayan reticulado (endurecido) correctamente.

VENTAJAS

  • Carga muerta despreciable. Pesa 7 veces menos que el acero.
  • Estática: Las secciones reforzadas tienen espesores mínimos (2mm aprox.) y se pueden revestir.
  • Versátil. Es flexible y se adapta al contorno.
  • Alto módulo elástico. Contribuye eficazmente con el elemento reforzado, entrando en carga al instante.
  • Alta resistencia a la tracción.
  • Durabilidad: Ausencia de corrosión. Indicado especialmente para zonas de alta humedad ambiental, zonas costeras, sótanos,etc.
  • Economía. Reduce el coste de mano de obra, maquinaria y medios auxiliares (no requiere ser apuntalado y se manipulan manualmente).
  • Alta resistencia a la fatiga