Sectiunea 1
NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A
Indicativ ELEMENTELOR STRUCTURALE DE BETON
1. OBIECTUL ŞI DOMENIUL DE APLICARE
1.1 OBIECT
(1) Prezentul normativ stabileşte principiile şi regulile de proiectare şi executare a lucrărilor de consolidare cu materiale compozite polimerice armate cu fibre (PAF), a construcţiilor având structura din beton. Regulile de executare sunt detaliate pentru cazul aplicării manuale a sistemului.
(2) Utilizarea materialelor compozite pentru consolidarea elementelor/structurilor din beton armat şi/sau precomprimat se va face având în vedere prevederile din :
- prezentul normativ
- fişele şi agrementele tehnice ale materialelor
- rezultatele încercărilor experimentale pe elemente/structuri.
(3) La alcătuirea şi calculul soluţiilor de consolidare cu sistemul PAF, trebuie avute în vedere următoarele:
- existenţa unci expertizări tehnice a construcţiei;
- existenţa datelor privind caracteristicile implicate, ale materialelor din zonele în care se aplică acest sistem de consolidare
- posibilitatea aplicării, în paralel cu sistemul PAF şi a altor sisteme de consolidare, în alte zone ale construcţiei.
1.2 DOMENIUL DE APLICARE
(1) Domeniul specific de aplicare al armăturilor tip PAF este acela de consolidare a:
- grinzilor din beton armat în scopul creşterii capacității portante la moment încovoietor şi a capacităţii de preluare a forţei tăietoare
- plăcilor din beton armat în scopul creşterii capacităţii portante la moment încovoictor prin suprapunere şi creşterii deformaţiei ultime şi a capacităţii de rezistenţă.
- pereţilor structurali din beton armat în scopul creşterii capacităţii de preluare a forţei tăietoare şi a momentului încovoietor
(2) Înainte de adoptarea sistemului de consolidare cu armătură din PAF, este necesară îndeplinirea condiţiilor:
— de clasă minimă de beton (în cazul aplicaţiilor unde aderenţa este critică)
— impuse stratului suport de beton
-- de mediu, în special de temperatură în exploatare. în funcţie de condiţiile din fişa produsului sau agrementul tehnic (datele puse la dispoziţie de producătorul sistemelor cu amături tip PAF).
1.3 DEFINIȚII
Adeziv
Amorsă
Aplicare manuală
Aplicare umedă
Bandă/laminat
Compozii
Dezlipire
Desprindere
Delaminare
Fibre
Fibre de carbon
Fibre de sticlă
Filamente Filer Forfecare interlaminară Impregnare
Întăritor
Material termoplastic
material polimeric care menţine lipite suprafeţele în contact a două materiale
material de acoperire a suprafeţei înainte de aplicarea adezivului, în vederea îmbunătăţirii aderenţei ; amorsa poate un fluid cu vâscozitate redusă (de regulă o soluţie conţinând 10% adeziv diluat într-un solvent organic)
metodă de executare a lucrărilor de consolidare în care straturile de armătură tip PAF sunt aplicate manual pe element/structură
metodă de executare a lucrărilor de consolidare care implică aplicarea in situ a răşinii peste produsul « uscat » (pânză sau țesătură). Poate fi manuală sau mecanică
produse prefabricate realizate din fibre şi răşină. ; sunt de regulă realizate prin tragere
termenul de “compozit” poate fi aplicat oricărei combinaţii a două sau mai multe componente (materiale) având o interfaţă ce poate fi identificată. Componentele polimerilor armaţi cu fibre (PAF) sunt matricea din polimeri şi fibrele (care au un raport lungime/ grosime caracteristic).
cedare locală în zona de aderenţă dintre beton şi armătura exterioară tip PAF (debonding).
detaşarea pe zone extinse, de obicei în zonele de capăt ale PAF (peeling)
separarea straturilor dintr-un laminat datorită cedării adezivului, fie în adeziv fie la interfața dintre adeziv şi fibre
termen generic pentru materialele de tip filament
fibre obţinute prin tratarea la temperatură înaltă (peste 9800) a unui material organic tip PAN (poliacrilonitril) într-o atmosferă inertă. Fibrele pot fi grafitizate prin îndepărtarea atomilor ne-carbonici prin tratamente termice la temperaturi de peste 1650"C.
fibre obţinute din sticlă topită procesată prin periere
fibre individuale de lungime indefinită utilizate în mănunchiuri, fire sau cabluri
substanță relativ ncadezivă care se adaugă în adezivi pentru îmbunătățirea lucrabilităţii, rezistenţei și altor caracteristici ale acestora forță de forfecare acţionând la interfaţa dintre straturile adiacente ale unui laminat
umplerea, manuală sau mecanică, cu rășină, până la saturare, a unui produs de tip țesătură sau pânză
componentă principală a adezivului care întră În reacţie cu răşina pentru a asigura procesul de Înțărire a adezivului
matrice compozită care poate fi în mod repetat înmuiată prin încălzire şi întărită prin răcire
Material termorigid
Matrice
Pânză
Polimer
Polimeri armaţi cu fibre (PAF)
Polimerizare Post-tratare
Produse PAF prefabricate
Răşină
Strat de bază
Tratare
"Temperatura de tranziţie T, (de devitri fiere)
Timp de expunere (open time)
Timp de înmagazinare
Tixotropie
Tragere
Țesătură
Vâscozitate
matrice compozită tratată prin încălzire şi presiune sau cu un catalizator insolubil şi care nu se topeşte. Odată tratat materialul nu mai poate reveni la structura/forma iniţială
material de legătură în care se înglobează fibrele (de obicei un polimer, dar poate fi şi metalic sau ceramic)
produs realizat din fire, fibre sau filamente, neîmpletite
moleculă de dimensiuni mari formată prin combinarea mai multor molecule mici sau a monomerilor într-o formă regulată
materiale compozite alcătuite din fibre cu rezistenţă şi rigiditate ridicată (de carbon, de aramidă, de sticlă sau polietilenă de înaltă rezistență) înglobate într-o matrice de raşină epoxidică
reacţie chimică prin care se produce legarea monomerilor procedeu prin care, prin expunerea la temperatură ridicată se îmbunătăţesc proprietăţile mecanice
produse plate, impregnate cu răşină prin procesul de fabricare, care pot fi depozitate la temperaturi joase până la utilizare
polimer având greutate moleculară indefinită (de regulă mare) cu palierul de înmuiere/topire mai mare decât cel de curgere rezultat din solicitare
suprafaţa elementului de consolidat pe care se va aplica materialul compozit
modificarea structurii moleculare şi a proprietăţilor fizice ale unei răşini, prin reacţii chimice obţinute prin încălzire şi catalizare (cu sau fără combinarea cu presiune)
temperatura la care adezivul (componentele polimerice) îşi modifică starea de agregare, din faza solidă, elastică (similară sticlei) în stare vâscoasă
durata de timp dintre momentul aplicării adezivului şi cel al realizării contactului între cele două materiale care urmează a fi lipite
durata de timp în care un material poate fi înmagazinal astfel încât să rămână corespunzător utilizării
proprietatea adezivului de a se subția în cazul amestecării isotermice şi de a sc îngroşa la încetarea acţiunii. Materialele tixotropice au o rezistenţă mare la forfecarea aplicată static şi o rezistență mică la forfecarea aplicată dynamic
proces automat, continuu pentru realizarea elementelor din materiale compozite şi altor produse având secțiune transversală constantă; fibrele saturate cu răşină sunt trase printr-un dispozitiv încălzit conferindu-le forma şi asigurându-le tratamentul termic necesar
produs realizat din fire, fibre şi filamente intersectate, împletite
tendința unui material de a rezista curgerii; cu creşterea temperaturii vâscozitatea majorităţii materialelor scade
1.4 NOTAȚII
==
PAF polimeri armaţi cu fibre
PAFS polimeri armaţi cu fibre de sticlă PAFC polimeri armaţi cu fibre de carbon PAFA polimeri armaţi cu fibre de aramidă SLS starea limită de serviciu (de exploatare) SLU starea limită ultimă (de rezistenţă)
„5 SIMBOLURI „5.1 Majuscule latine
Acer aria efectivă a secţiunii întinse de beton
A, aria secțiunii armăturii PAF
A, aria brută de beton
A, aria totală de armătură longitudinală
Ay aria armăturii transversale
A aria armăturii longitudinale întinse
As aria armăturii longitudinale comprimate
D diametrul secţiunii transversale circulare
E, modulul de elasticitate al betonului
E, modulul de elasticitate secant al PAP
En valoarea caracteristică a modulul de elasticitate al PAF
Era valoarea medie a modulul de elasticitate al PAF
E valoarea modulului de elasticitate al PAF la SLU
E, modulul de elasticitate al manșonului din PAF
E, modulul de elasticitate al oțelului
Rucar rigiditatea confinării cu PAF
L lungimea articulației plastice
Ma momentul de fisurare
Ma momentele de calcul (de proiectare)
M, momentul dat de incărcările de exploatare
My momentul dat de sarcinile prezente în momentul consolidării Mra momentul capabil de calcul
N, rezultanta eforturilor de compresiune în beton
Ne efort de întindere în PAE
Na forţă de întindere în PAF care trebuie ancorată
Na max forță de întindere maximă în PAF care poate fi ancorată
Va valoarea de calcul a forței tăietoare preluate de beton
Va rezistența de calcul la forță tăictoare
Vas valoarea de calcul a forței tăietoare preluate de etrierii de oţel Var valoarea de calcul a forţei tăietoare preluate armătura transversală din PAF
1.5.2 Litere mici latine
T
[3
i l !
banax
[i
$;
ic
lăţimea grinzii
lăţimea armăturii de PAF
lăţimea minimă a grinzii de beton înălțimea utilă a secțiunii diametrul armăturii de oţel
distanţa de la centrul de greutate al armăturilor întinse la fibra cea mai întinsă de beton
distanţa de la centrul de greutate al armăturilor comprimate la fibra cea mai comprimată de beton
efortul maxim de aderenţă al adezivului
valoarea de calcul a rezistenţei la compresiune a betonului valoarea caracteristică a rezistenței la compresiune a betonului valoarea medie a rezistenţei la compresiune a betonului valoarea de calcul a rezistenţei la întindere a betonului valoarea caracteristică a rezistenţei la întindere a betonului valoarea medie a rezistenței la întindere a betonului valoarea de calcul a rezistenţei betonului confinat rezistenţa la întindere a PAF
valoarea de calcul a rezistenţei la întindere a PAF valoarea caracteristică a rezistenţei la întindere a PAF valoarea medie a rezistenţei la întindere a PAF
rezistenţa manşonului din PAF
efortul maxim de confinare
limita de curgere a oțelului
valoarea de calcul a limitei de curgere a oțelului
valoarea caracteristică a limitei de curgere a oţelului înălțimea secţiunii elementului
grosimea plăcii la grinzi cu secţiunea în T
factor de scară
factor de compactitate a betonului
factor de eficiență a confinării
coeficient care ţine scama de condiţiile de temperatură mărimea deschiderii
lungimea de conlucrare (aderenţă)
lungimea consolei
lungimea maximă de conlucrare (aderenţă)
raza de rotunjire a colțului
lungimea proiecției fisurii înclinate
distanţa interax între benzile de PAF
S,
rm
.
S Sax
te
Ur
—_
(1) b
Yy
u
distanţa medie între fisuri distanţa între benzile de PAF
deplasarea relativă între PAF şi beton (alunecare) sau distanța dintre benzile PAF dispuse transversal
grosimea PAF
perimetrul PAF pe care se manifestă aderenţa
perimetrul armăturii de oţel pe care se manifestă aderenţa valoarea medie a deschiderii fisurii
distanța liberă între colțurile rotunjite
înălţimea zonei comprimate
înălțimea zonei comprimate înainte de consolidare
brațul de pârghie al eforturilor interne
„5.3 Majuscule greceşti
curbura ultimă
curbura la curgere
1.5.4 Litere mici greceşti
Bi Pa Ya Ye Yo Yo Ye Ye Y; YM
Se
Ste Ste She
St min
coeficient care ţine cont de caracteristicile de aderenţă ale armăturii coeficient care ţine cont de tipul încărcării
factor parțial de siguranță pentru adeziv
factor parţial de siguranţă pentru beton
Factor îarțial de siguranță pentru fibre (verificarea aderenței)
factor parţial de siguranţă pentru beton (verificarea aderenței) factor parţial de siguranță pentru încărcări
factor parţial de siguranţă pentru PAF
factor parţial de siguranță pentru armăturile din oţel
factor parțial de siguranță pentru materiale (termen generic) coeficient pentru centrul de greutate al blocului de compresiuni în beton deformație specifică
deformația în armătura de oţel în dreptul fisurii deformația betonului în fibra cea mai comprimată
deformația betonului confinat la fi,
deformația ultimă a betonului comprimat deformația PAF
deformația efectivă a PAF
valoarea de calcul a deformaţiei efective a PAF deformația efectivă a PAF
valoarea caracteristică a deformaţiei efective a PAF deformația minimă admisă a PAF la SLU
Et deformația ultimă a PAF
Ehud valoarea de calcul a deformaţiei ultime a PAF
Etue deformația ultimă efectivă a PAF
Efuk valoarea caracteristică a deformaţiei ultime a PAF
Etum valoarea medie a deformaţiei ultime a PAF
ej deformația pe circumferință în manşonul de PAF
&iu deformația efectivă pe circumferință în manşonul de PAF la SLU
Ermur deformația medie a armăturii de oţel, ținând seama de conlucrarea cu betonul Esu deformația ultimă a armăturii din oţel
es deformația armăturii din oţel, întinse
[7 deformația armăturii din oţel, comprimate
Ea valoarea de calcul a deformaţiei ultime a armăturii din oţel
Ey valoarea caracteristică a deformaţiei ultime a armăturii din oţel
20 deformația iniţială în fibra cea mai întinsă de beton
(ala) coeficienţi de conlucrare
6 unghiul făcut de fisurile diagonale cu axa grinzii
HA indice de ductilitate de deplasare
Hy indice de ductilitate de curbură
E =x/d înălțimea relativă a zonei comprimate
Pr coeficient de armare cu PAF
P; coeficient de armare cu PAF la manşoanele stâlpilor circulari
Pix coeficient de armare cu PAF la manşoanele stâlpilor dreptunghiulari, direcția X Pi coeficient de armare cu PAF la manşoanele stâlpilor dreptunghiulari, direcţia Y p, coeficient de armare cu armatură de oţel longitudinală
G efort unitar
Sta valoarea de calcul a efortului unitar în PAF la ancorajul de capăt
Oua, max valoarea de calcul a efortului unitar maxim în PAF care poate fi ancorat o. efort unitar în beton
Sr valoarea de calcul a efortului unitar în PAF
[căi efort unitar în manşonul din PAF
G, presiunea de confinare laterală
Gu presiunea de confinare laterală exercitată de ţesăturile circulare din PAF Gen presiunea de confinare laterală efectivă
G, efort unitar în armatură de oţel
7 efort unitar de aderență
Ta efortul maxim de forfecare în modelul bilinear pt. aderenţă
Tag valoarea de calcul a rezistenţei la forfecare a betonului
LA valoarea caracteristică a rezistenţei la forfecare a betonului
Xa curbura ultimă
%y curbura de curgere
Vy coeficient pentru blocul de compresiuni în beton
ne indice de consolidare
2. TIPURI DE MATERIALE . CARACTERISTICI
2.1] TIPURI DE MATERIALE
(1) Materialele compozite tip PAF utilizate la consolidarea structurilor se prezintă în principal sub formă de: materiale compozite prefabricate sau pre-tratate sub formă de benzi (lamele) sau laminate cu orientare unidirecţională a fibrelor; | „ materiale compozite aplicate umed sau tratate in-situ sub forme de pânze sau ţesături flexibile cu fibrele orientate în una, două direcţii sau mai multe direcţii.
(2) Materialele care intră în componenţa sistemelor de consolidare cu compozite tip PAF sunt fibrele, matricea şi adezivul care realizează legătura PAF-element de beton armat. Cele mai utilizate tipuri de fibre utilizate la consolidarea structurilor din beton sunt: - fibre de carbon - fibre de sticlă; - fibre de aramidă. (vezi şi comentariile din anexa |, pct.1.1)
(3) Matricea poate fi de tip termorigid sau termoplastic. Cele mai utilizate matrice sunt răşinile epoxidice, poliesterice şi vinilesterice (vezi şi comentariile din anexa 1, pct.1.2).
(4) Adezivul trebuie să asigure transferul de eforturi din elementele consolidate de beton sau zidărie în materialul compozit.
Cei mai utilizaţi adezivi pentru aplicarea materialelor compozite sunt adezivii epoxidici.
În funcţie de cerinţele fiecărei aplicaţii, în aceşti adezivi pot fi incluşi filere, aditivi etc.
(5) Procedeul tehnologic de realizare cel mai utilizat al PAF este tragerea. Acest procedeu constă în combinarea unei răşini în stare lichidă cu fibre continuc, tragerea realizându-se printr-un dispozitiv care îi asigură formă şi secțiune constantă.
(6) Principalii factori de care depind proprietăţile finale ale produsului sunt: orientarea,
lungimea şi compoziţia fibrelor, proprietăţile mecanice ale rășinii (matricei) şi adeziunea între aceste componente.
2.2 CARACTERISTICI 2.2.1 FIBRE
(1) Valorile caracteristice specifice grupelor de fibre (de carbon, de sticlă, de aramidă) sunt prezentate în tabelul 2.1.
Tabelul 2.1 Fibre Rezistenţa la Modulul de Alungire rupere elasticitate la rupere (Nmm?) (Nm) | 0%) Carbon: rezistenţă înaltă 3500-4800 215-235 1,4-2,0 Carbon: rezistenţă foarte înaltă 3500-6000 215-235 1,5-2,3 Carbon : 2500-3100 350-500 0,5-0,9 modul ridicat Carbon: modul foarte ridicat 2100-2400 500-700 0,2-0,4 Aramidă : modul scăzut 3500-4100 70-80 43-50 Aramidă : modul ridicat 3500-4000 115-130 2,5-3,5 Sticlă :
E 1900-3000 70 3,0-4,5 S __|_ 3500-4800 85-90 4,5-5,5
Note: I.Valorile prezentate în tabel sunt orientative şi reprezintă caracteristicile la acţiuni statice și cu materialele neexpuse unor medii speciale; valorile de proiectare ale caracteristicilor materialelor se stabilesc luând în considerare şi prezenţa răşinii şi de asemenea coeficienţii de siguranță ai materialelor,
inclusiv cei datoraţi acţiunii mediilor de expunere. Aceste valori sunt prevăzute în fişele de produs ale producătorilor, respeciiv agrementele tehnice ale produselor.
2. Pentru alte proprietăţi (precum rezistenţa la compresiune, la impact, la oboseală, la curgere lentă) sunt incluse comentarii în anexa |, pcet.2.1
(2) Fibrele continue (având în general diametre între 5 şi 20 um) au o comportare elastică până la rupere, fără a avea palier de curgere, legea lor constitutivă (6-6) fiind liniară.
(3) Alegerea unui anumit tip de fibre pentru fiecare caz particular de utilizare depinde de mai mulți factori: tipul structurii, nivelul încărcării, condiţiile de mediu, etc.
2.2 2 MATRICEA DIN POLIMERI (RĂȘINI)
(1) Matricea transferă eforturile între fibre şi protejează fibrele împotriva avarierii mecanice sau coroziunii datorate mediului.
(2) Tipul matricei influenţează proprietăţile mecanice ale compozitului (rezistenţa la întindere şi compresiune, modulul de elasticitate etc.) Alegerea procesului de fabricaţie se face în funcţie de caracteristicile fizice şi chimice ale matricei (temperatura de topire, cea de întărire, vâscozitatea, reactivitatea față de fibre etc.).
(3) Proprietăţile mecanice ale matricei, deci şi ale compozitelor în alcătuirea cărora intră, depind puternic de temperatură şi viteza de încărcare. Astfel cu creşterea temperaturii matricea devine vâscoasă iar modulul ci de elasticitate scade. Viteza de încărcare influenţează (invers acţiunii temperaturii) comportarea matricei: la o viteză mare ruperea este casantă iar la încărcări de lungă durată comportarea este ductilă.
2.2.3 ADEZIVUL
(1) Pentru aplicarea eficientă a unui adeziv sunt pecesare prevederi privind: caracterizarea din punct de vedere al aderenţei la suport, temperatura şi metoda de aplicare, domeniul de temperaturi admis pe perioada de întărire, tehnici de pregătire a suprafeței, expansiunea termică a materialului, proprietățile de curgere lentă, rezistenţa chimică.
(2) În cazul utilizării adezivilor epoxidici trebuie luaţi în considerare doi factori caracteristici legaţi de timp:
e timpul de punere în operă (durata de timp de la amestecarea componenților
adezivului până în momentul în care acesta sc întăreşte în vasul de amestecare şi nu mai poate fi aplicat)
e timpul de punere în operă a materialului compozit/durata de timp de la aplicarea adezivului până la aplicarea materialului compozit
(3) Un alt parametru extrem de important este temperatura de traziţic, T, (“glass trasition temperature”; de devitrifiere).
(4) Valorile caracteristice, specifice proprietăţilor adezivilor epoxidici sunt prezentate în tabelul 2.2, comparativ cu cele ale betonului şi oţelului.
Tabelul 2.2
Proprietate Adeziv epoxidic întărit Beton Oțel moale (la 20%C) i Densitate (kg/m”) 1100-1700 2350 7800 Modulul lui Young (GPa) 0,5-20 20-50 205 Modulul la forfecare (Gpa) 0,2-8 8-21 |___8 Coeficientul lui Poisson 0,3-0,4 0,2 03
Rezistenţa la întindere (MPa) 9-30 1-4 | 200-600 |] Rezistenţa la forfecare (MPa) 10-30 2-5 200-600 Rezistenţa la compresiune (MPa) 55-110 25-150 200-600 Deformaţia din întindere la rupere 0,5-5 0,015 25 (%) Energia de rupere aproximativă 200-1000 100 10% - 10% (Jm”) Coeficient de expansiune termică 25-100 11-13 10-15 (10% /%C) Absorbţia de apă : 7 zile 25%C 0,1-3 0 (9% w/w) Temperatura de tranziţie (*C) 45-80 -
vor fi cele furnizate de producător şi în agrementele tehnice corespunzătoare.
Notă: Valorile prezentate în tabel au caracter orientativ, valorile ce vor fi luate în considerare în diferite aplicaţii
3 BAZELE PROIECTĂRII ŞI CONCEPTUL DE SIGURANȚĂ
3.1 BAZELE PROIECTĂRII 3.1.1 Cerinţe generale (IP) Consolidarea structurilor de beton cu PAF lipit la exterior este o tehnică care se bazează pe conlucrarea dintre betonul armat sau precomprimat şi armătura lipită la exterior. Pentru a asigura siguranţa structurală generală a elementului consolidat este necesar să se utilizeze sistemul de PAF potrivit, care să fie proiectat, detaliat şi executat corect.
(2) Proiectul de consolidare şi caietele de sarcini vor include:
sistemul PAF utilizat
localizarea sistemului pe element/structură
proprietăţile armăturilor şi cele ale stratului suport de beton considerate în calcul
note generale privind încărcările de calcul şi deformaţiile admisibile în armăturile
de tip PAF
dimensiunea şi orientarea fibrelor pentru fiecare armătură tip PAF
numărul de straturi şi modalitatea de aplicare
e localizarea înnădirilor şi lungimea de petrecere
e condiţiile de pregătire a suprafeţei de beton, inclusiv cele referitoare la pregătirea colţurilor şi limitările neregularităților suprafeţei
e procedeele de instalare, inclusiv temperatura suprafeţei şi timpul limită pentru
aplicarea straturilor succesive
sisteme de protejare a armăturilor tip PAF până la întărirea adezivului
materiale pentru protecţie şi izolare
prevederi pentru manipulare, transport, depozitare
proceduri de control şi inspecţie cu precizarea criteriilor de acceptare şi încercările
necesare a fi realizate in situ la aplicarea sistemului.
(3) Producătorul sistemului de consolidare va furniza proiectantului, cel puţin:
e fişele tehnice ale produselor în care să sc precizeze caracteristicile fizice, mecanice, chimice ale sistemului PAF şi tuturor materialelor utilizate
e instrucțiuni pentru instalare, întreţinere şi recomandări pentru manipulare, depozitare pentru fiecare material utilizat
e documente privind impactul asupra mediului şi persoanelor (care instalează sistemul şi ocupanţi ai clădirilor)
e condiţii de aplicare: temperatură, umiditate, dacă se poate utiliza încălzirea pentru întărirea accelerată; dimensiuni pentru rotunjirea colţurilor, denivelări ale suprafeţei, condiţii pentru amestecarea răşinii (proporţii, viteză) şi timpul de aplicare.
(4) Se vor utiliza numai sisteme PAF agrementate. Agrementul tehnic va conţine și duratele de garanţie şi de viaţă estimată pe baza declaraţiilor producătorului (şi a comportării în timp a acestor sisteme de consolidare, dacă există date referitoare la acest aspect).
3.1.2 Cerinţe de proiectare 3.1.2.1 Generalităţi (UP) La proiectare trebuie luate în considerare toate situaţiile de proiectare şi combinaţiile de încărcări şi verificate toate stările limită relevante.
(2P) Proiectarea consolidării cu PAF trebuie să reflecte efectul armăturii suplimentare adăugate în secțiune (determinată considerând conlucrare perfectă) şi capacitatea de a transmite eforturi prin interfaţa aderentă (verificarea pierderii aderenţei).
(3) Starea structurii înainte de consolidare trebuie luată ca referință pentru proiectarea armăturii PAF lipită la exterior. Starea existentă a elementului structural trebuie verificată prin inspecție vizuală, analizarea documentaţiei tehnice şi calcule structurale. Eventualele degradări trebuie identificate şi, dacă este cazul, reparate prin mijloace corespunzătoare.
(4) Datorită lipsei de plasticitate a PAF, redistribuirea momentelor între părţile consolidate ale elementului structural nu este în general permisă.
3.1.2.2 Situaţii de proiectare la stări limită
(1P) La proiectare trebuie verificate atât stările limită de serviciu (SLS), cât şi stările limită de ultime (SLU).
(2P) Următoarele situaţii de proiectare trebuie luate în considerare: - situaţia persistentă, corespunzând exploatării normale a structurii - situaţia accidentală, corespunzând unei cedări neprevăzute a PAF (de ex. datorită impactului, vandalismului, focului) - consideraţii speciale de proiectare (de ex. eforturi de aderență datorate diferențelor dintre coeficienţii de dilatare termică, rezistenţă [a foc, rezistenţă la impact).
3.1.2.3 Verificarea la stări limită de exploatare (SLS)
(IP) Verificările la SLS cuprind: - Verificarea (limitarea) eforturilor unitare (pentru a evita curgerea armăturii, deteriorarea sau curgerea lentă excesivă a betonului şi fluajul excesiv sau ruperea prin fluaj a PAF) - Verificarea (limitarea) deformaţiilor (acestea pot limita exploatarea normală a structurii, induce deteriorări ale elementelor nestructurale sau afecta aspectul) - Verificarea la fisurare (incluzând fisurarea la interfaţă) (fisurile pot prejudicia durabilitatea şi aspectul structurii sau periclita integritatea aderenţei între PAF şi beton).
(9) La verificarea SLS se vor considera combinaţiile de încărcări specificate în standardele din seria STAS 10101. Factorii parţiali de siguranţă pentru materiale y se vor considera 1.0, cu excepţia cazurilor specificate.
(3) Reguli de calcul pentru verificările la SLS sunt date în secțiunile corespunzătoare ale acestui normativ.
(4) Verificarea detaliată prin calcul la SLS nu este necesară dacă se respectă regulile constructive prevăzute în acest normativ din secțiunile corespunzătoare.
3.1.2.4 Verificarea stărilor limită de rezistență (SLU) (IP) La SLU trebuie considerate toate modurile de cedare care pot apare.
(2) În general, modurile de cedare pot fi clasificate în cele care presupun conlucrare perfectă între betonul armat sau precomprimat şi armătura din PAF, şi cele care verifică diferitele mecanisme de pierdere a aderenţei care pot apare.
(3) Se vor considera combinatiile de încărcări şi factorii parțiali de siguranță pentru încărcări conform prevederilor din seria de standarde STAS 10101 şi factorii parţiali de siguranță pentru materiale prevăzuţi în STAS 10107/0-90. Factorii parțiali de siguranţă 7, şi relaţia constitutivă pentru armătura din PAF, pentru verificările la SLU, sunt daţi în secțiunea 3.1.3.2. Factorii de siguranţă pentru materiale pentru verificările la SLU privind cedarea prin pierderea aderenţei sunt daţi în secțiunea 3.1.3.3.
(4) Reguli de calcul pentru verificările la SLU sunt date în secțiunile corepunzătoare ale prezentului normativ.
3.1.2.5 Situaţii accidentale
(1P) Situaţia de proiect accidentală este situaţia în care se presupune cedarea neprevăzută a PAF datorită unei cauze accidentale (de ex. vandalism sau foc).
(2) Verificarea se face considerând elementul neconsolidat supus la toate combinaţiile accidentale relevante corespunzătoare elementului consolidat. Verificarea se face la SLU, considerând factorii parţiali de siguranţă şi coeficienţii de grupare a încărcărilor conform seriei de standarde STAS 10101, în gruparea specială. Factorii parţiali de siguranță ai materialelor se consideră 1.0.
3.1.2.6 Consideraţii speciale la proiectare! (IP) Încărcări ciclice, eforturi de aderenţă suplimentare din cauza dilatării termice diferite a betonului şi a PAF, rezistenţa la impact sau la foc, pot fi relevante.
3.1.2.7 Durabilitate? (IP) Următorii factori vor fi consideraţi la proiectare, pentru asigurarea unei structuri durabile:
- utilizarea preconizată a structurii;
- criteriile de performanţă impuse;
- condiţiile de mediu presupuse;
- compoziţia, proprietăţile și performanţa materialelor;
- forma elementelor şi alcătuirea structurală;
- calitatea calificării, şi nivelul de control;
- măsuri de protecţie specifice;
- întreținerea probabilă în timpul duratei de viață prevăzută.
(2P) Condiţiile de mediu vor fi estimate în faza de proiectare pentru a se evalua importanța lor în corelare cu durabilitatea şi pentru a permite elaborarea unor prevederi adecvaie pentru protecția materialelor.
3.1.3 Modele pentru materialele componente şi factorii parţiali de siguranță () Pentru verificările la stări limită se recomandă utilizarea modelelor constitutive şi a coeficienţilor parţiali de siguranţă y date în această secțiune. Pentru coeficienţii încărcărilor
1 Anexa 3 include aspecte speciale (şi comentarii) privind proiectarea la foc, oboscală, impact etc. ? Anexa 3 include aspecte speciale (şi comentarii) ce trebuie avute în vedere la proiectare d.p.d.v al durabilităţii.
şi coeficienţii de grupare se va face referință la standardele corespunzătoare din seria STAS 10101.
3.1.3.1 Nerificări la SLS
(1) Pentru verificările la stări limită de serviciu se vor utiliza legi constitutive lincare, iar factorii parţiali de siguranță ai materialelor y,, vor fi consideraţi egali cu 1.0.
(2) În cazul armăturii de tip PAF, se va utiliza relaţia următoare :
Op Er 8 G-1)
unde E, este valoarea caracteristică a modulului secant de elasticitate.
(3) Modulul E, se determină ca modulul secant între 10% şi 50% din rezistența PAF. În mod obişnuit se utilizează fractilul de 5%, Eqyos. În cazul când o valoare mai mare a modulului este mai defavorabilă, se consideră fractilui de 95%, Egoos. În cazul când modulul de
elasticitate nu constituie o variabilă fundamentală, se va utilza valoarea medie E.
(4) Pentru beton şi armăturile din oţel se vor utiliza valorile specificate în STAS 10107/0-90.
3.1.3.2 Werificări la SLU, considerând conlucrarea perfectă între beton şi PAF
(1) Pentru verificările la SLU se vor utiliza legile constitutive din figura 3-1.
o,
Ey Sfud Esu
2% 3.5"loo
Fig. 3-1 : Legi constitutive de calcul ale materialelor componente
(2) Pentru betonul comprimat se vor utiliza relaţia parabola-dreptunghi şi factorii corespunzători pentru rezistenţa de calcul a betonului din STAS 10107/0-90. Pentru betonul confinat se va utiliza modelul din capitolul 6 al prezentului normativ.
(3) Pentru armăturile din OB 37 şi PC 52 se vor utiliza relaţia biliniara şi factorii corespunzători pentru rezistența de calcul a armăturii din STAS 10107/0-90.
(4) Pentru verificarea la SLU a PAF, comportarea acestora poate fi modelată cu relația lincară din figura 3-1 şi ecuaţia 3-2 :
Gr Ea Er fa (3-2) unde : Es În/Enk este modulul secant la rupere, bazat pe valorile caracteristice ale
rezistenţei şi deformaţiei ultime a PAF.
fiu = Ea £rue / Veste rezistența de calcul a PAF
Cru S Cru este deformația limită a PAF, care în anumite cazuri specificate poate fi mai mică decât deformația ultimă a PAF.
Ye este factorul parţial de siguranţă al materialului, conform tabelului 3-1.
Tabelul 3-1 : Factori parţiali de siguranţă y, pentru PAF
Tip PAF Aplicare tip A Aplicare tip BO” PAEC 1.20 PAFA 1.25 |
(D Aplicarea sistemelor prefabricate PAF în condiţii normale de control a calităţii. Aplicarea umedă a sistemelor dacă s-au luat toate măsurile necesare pentru a obține un nivel de calitate înalt, atât în privinţa condiţiilor cât şi în privinţa procesului de aplicare.
“ Aplicarea umedă a sistemelor în condiţii normale de control a calităţii. Aplicarea oricărui sistem în condiţii de şantier dificile.
1.30
3.1.3.3 Verificări la SLU pentru cedarea aderenței
(1) Ruperea prin cedarea aderenţei se poate produce fic prin beton, fie prin adeziv.
În primul caz rezistenţa de calcul a betonului, la întindere sau la forfecare, se va obţine prin aplicarea unui factor parţial de siguranţă y =1.50.
În cazul cedării adezivului, se va considera un factor parţial de siguranţă 7, =1.50.
(2) Deoarece eforturi mai mari de întindere în PAF induc eforturi de aderenţă sporite, pentru modulul de elasticitate E, se va considera cea mai mare din valorile E. şi Enoos definite anterior.
32 CONCEPTUL DE SIGURANȚĂ
(IP) Proiectarea trebuie făcută astfel încât să se realizeze un grad suficient de siguranță structurală, inclusiv suficientă ductilitate.
3.2.1 Conceptul de siguranţă la starea limită de rezistenţă (SLU)
(1P) Prin proiectare trebuie evitate modurile de cedare fragile (forță tăietoare şi torsiune) (2P) În acest sens, la încovoiere se va asigura o deformaţie plastică suficientă a armăturilor din oţel la SIA, astefl încât cedarea elementului consolidat să fie ductilă, chiar dacă cedarea betonului precomprimat, a armăturii din PAF sau a aderenţei dintre acestea sunt fragile.
(3) Modul de cedare la încovoiere va fi fie prin curgerea oțelului şi zdrobirea betonului comprimat, înainte de ruperea PAF sau pierdere a aderenţei, corespunzând zonei B în figura 3-2, fie prin curgerea oțelului şi ruperea PAF, corespunzând zonei A din figura 3-2.
În figura 3-2 s-a folosit notaţiile următoare:
£y = deformația iniţială în fibra extremă întinsă înainte de consolidare
Erin deformația minimă admisă pentru PAF la SLU (vezi secțiunea 3.3)
Eu > deformația PAF în secțiunea critică la SLU; dacă cedarea se produce prin ruperea PAF, aceasta este egală cu deformația ultimă de calcul a PAF, &tuq ; dacă cedarea se produce prin ruperea aderenţei, Erc este deformația în secţiunea critică la încovoiere în momentul în care are loc cedarea aderenţei (cedarea aderenței poate avea loc în altă secțiune decât cea considerată la verificarea capacităţii la încovoiere). Cedarea prin ruperea aderenţei se admite numai dacă fue > Ermin-
Leu Xii B d| h su ud ud uoS î-tua imn 4ş E)
Figura 3-2 : Diagrame de deformaţii la SLU în secțiunea critică la un element consolidat la încovoiere
(4) În toate cazurile trebuie verificat dacă solicitarea la forţă tăietoare şi/sau torsiune a elementului consolidat este inferioară capacităţii acestuia. Dacă este necesar se va prevedea şi consolidarea la forță tăietoare.
3.2.2 Conceptul de siguranță la situații de proiectare accidentale
(IP) Structura existentă trebuie să poată prelua toate încărcările, în combinaţia accidentală, dacă armătura din PAF a fost distrusă în mod accidental.
(2) Se recomandă ca indicele de consolidare să nu depășească valoarea n;=1,5'.
3.3 DUCTILITATEA
(1P) Se recomandă ca elementul consolidat la încovoiere să aibă o ductilitate de curbură minimă de Ho de cel puţin 2,5. Dacă această măsură nu poate fi satisfăcută se vor lua măsuri suplimentare de asigurare.
(2P) În cazul elementelor care fac parte din structuri rezistente la seism se vor respecta prevederile specifice din P100/1992.
(3) Condiţia de la paragraful (1P) se consideră satisfăcută dacă înălțimea relativă a zonei comprimate [1= x/d (notaţiile conform figurii 3-2) respectă valorile limită din tabelul 3-3.
Tabel 3-3 : Valori limită ale înălțimii relative a zonei comprimate
LI C35/45 > C35/45
PC 52
(4) Corespunzător condiţiei de la paragraful (2), deformația minimă în PAF la SLU, trebuie sa fie mai mare sau egală cu valorile din tabelul 3-4.
umin
“ introducerea unei limite rezonabile pentru gradul de consolidare, are la bază ideca asigurării la colaps a structurilor consolidate cu PAF Ia care, din anumite cauze (de exemplu foc, vandalism etc.), se pierde contribuţia armăturii exterioare tip PAF Ia preluarea solicitărilor.
Tabel 3-4 : Valori limită ale deformaţie minime a PAF Es, min
0.0035 - 6 0.0047 - 0.0047 - 8
(5) În cazul în care condiţia (1) nu poate fi respectată se va majora solicitarea de calcul Ma cu coeficientul 4, care are expresia
1,3 pentru &, “Ye 1 +0,2 (ee - 1) pentru £,, Se, l pentru £, > 2,5 &
4 CONSOLIDAREA ELEMENTELOR ÎNCOVOIATE
4.1 GENERALITĂȚI
(1P) Elementele de beton armat, având cel puţin clasa de beton C12/15, pot fi consolidate la încovoiere folosind PAF lipite în zonele întinse, cu direcția fibrelor paralelă cu cea a eforturilor de întindere (axa elementului). (2P) Calculul la SLU pentru astfel de elemente poate urmări metodele utilizate ia beton armat, cu condiţia ca:
a) Să se ia în calcul corect contribuţia armăturii din PAF;
b) Să se aibă în vedere problema aderenţei între beton şi armătura din PAF.
4.2 SITUAȚIA INIȚIALĂ
(IP) Efectul încărcării iniţiale (existentă în momentul aplicării consolidării) trebuie luat în considerare la calculul elementului consolidat.
(2P) Momentul încovoietor sub acţiunea încărcărilor iniţiale, M,, se poate determina după regulile obişnuite, printr-un calcul în domeniul elastic al structurii.
(3P) Dacă M, este mai mic decât momentul de fisurare M,, efectul său asupra calculului elementului consolidat poate fi neglijat.
(4P) Dacă M, este mai mare decât momentul de fisurare M,,, deformația ese poate calcula ca pentru un element de beton armat în stadiul II de comportare.
4.3 MODURI DE CEDARE — STĂRI LIMITĂ ULTIME
(IP) Modurile de cedare ale unui element consolidat la încovoiere cu PAF lipiţi la exterior pot fi clasificate în două categorii:
(a) Cele în care conlucrarea între beton şi PAF se menţine până ce betonul comprimat atinge deformația ultimă sau PAF se rupe la întindere; (b) Cele în care conlucrarea se pierde înainte de cedarea de tipul (a).
(2) Modurile de cedare de tip (a) pot fi următoarele: - Curgerea oţelului urmată de zdrobirea betonului comprimat - Curgerea oţelului urmată de ruperea PAF - Zdrobirea betonului
(3) Modurile de cedare de tip (b) pot fi urimătoarele: - Desprinderea PAF cu antrenarea betonului (planul de rupere fiind situat fie în imediata apropiere a suprafeţei betonului (figura 4.1 a) fie în planul armăturilor (figura 4.1 b). - Desprinderea în interiorul adezivului (cedarea coeziunii) - Desprinderea la interfaţa între beton şi adeziv sau între adeziv şi PAF (cedarea aderenţei) - Cedarea în PAF (cedare prin forfecare interlaminară-delaminare-)
plan de cedare in planul
armaturilor plan de cedare in apropierea beton suprafetei betonului armaturi din otel
PAF
a)
Figura 4.1-Tipuri de cedare prin pierderea conlucrării
(4) Cedarea elementelor consolidate cu armătură tip PAF, solicitate la încovoiere se
produce de cele mai multe ori datorită desprinderii (detaşării) armăturii de tip PAF. În funcţie de punctul de iniţiere a procesului de desprindere (dezlipire): (figura 42);
- modul 1: în zona ncfisurată de ancorare
- modul 2: în zona fisurilor de încovoiere ( fisurile verticale de încovoiere se pot propaga orizontal)
- modul 3: la fisurile înclinate, de forță tăietoare (datorită componentei verticale a deplasării relative a feţelor fisurii)
- modul 4: datorită neplaneităţii suprafeței betonului.
| IL INI PRI A
armatura inglobata
armatura din PAF
i i sectiunea de moment II prima fisura de la maxim prima fisura de lă reazem reazem
mod de cedare 1 mod de cedare2 mod de cedare 4 mod de cedare 3
Figura 4.2 — Moduri de cedare a unui element de beton consolidat cu armătură tip PAF
(5) Cedarea elementelor încovoiate poate avea loc ca urmare a dezvoltării fisurilor înclinate la capătul armăturii din PAF, ce are ca urmare desprinderea armăturii din PAF şi cedarea elementului la atingerea nivelului critic al eforturilor din forță tăietoare (figura 4.3).
Figura 4.3 - Cedare prin fisuri inclinate la extremitatea PAF
4.4 CALCULUL LA SLU 4.4.1 Cazul conlucrării perfecte 4.4.1. Curgerea oţelului urmată de zdrobirea betonului
(1P) Momentul de proiectare al secţiunii consolidate se determină pe baza principiilor calculului secţiunilor de beton armat (fig. 4.4). Mai întâi se determină poziția axei neutre, x, direcţia axei elementului. Apoi se determină momentul din ecuaţia de echilibru de moment. Calculul trebuie să ţină seama de faptul că elementul de beton armat poate sa nu fie complet descărcat în momentul aplicării consolidării.
fica Ec=&cu=0.0035 AvBey > să | x Sex Es ——— Astyu £0 Ep —— Aer DD
Figura 4.4 — Calculul secțiunii dreptunghiulare la SLU
(2) Pentru secţiuni dreptunghiulare determinarea momentului de proiectare se face cu următoarele relaţii:
Pf ab t AB = Asta + ArEner (4.1)
cu Y'=0,8
ca =cy, X7d2 (42) x
eș =8a LE e (43)
MA Ba( 9-03) A Be(h- dux) AgEsta(6ux-ds) (4.4)
cu 84=0.4
Ecuațiile de mai sus sunt valabile dacă:
x f Ei = a d=x > ne (4.5) x E, şi Er = cu hc Sena (4.6) x
(3) Pentru secţiuni la care lățimea zonei comprimate nu este constantă (de exemplu secțiuni T cu axa neutră în inimă), se vor determina valoarea rezultantei eforturilor de compresiune şi poziţia ei pe secțiune pe baza relaţiilor constitutive ale betonului date în cap. 3.
(4) Efectul defavorabil al concentrărilor de eforturi în PAF în dreptul fisurilor normale şi înclinate se ia în considerare prin limitarea deformaţiei maxime în PAF:
Zrmax = mine, ;0,5£ PI; (4.7)
4.4.1.2 Curgerea oțelului urmată de ruperea PAF
(1) În acest caz deformația maximă a betonului comprimat este mai mică decât E, Şi trebuie determinate în mod corespunzător valoarea rezultantei eforturilor de compresiune în beton şi poziţia ei pe secțiune.
(2) În cazul secţiunilor dreptunghiulare (sau la care zona comprimată este de lățime constantă) se pot folosi ecuaţiile (4.1)-(4.4), cu Y şi 8g după cum urmează:
1000205 0 for e, Wp = - (4.8) 1-—— for 0.002 se, 3000, 6-00) for e, 5 = p e (4.9) „E4(3000£, —4)+2 4. 0.002 se, 2000€,(3000£, —2) 4.4.2 Cazul pierderii conlucrării
(1) Verificarea ancorării la capăt a PAF se poate face cu relaţiile următoare: - forța maximă care poate fi ancorată: N amar E CiKekokrbe Ertefem (N) (4.10)
- lungimea de ancoraj necesară pentru dezvoltarea forței Nm în PAF este:
Er limax > Ca] 22 (mm) (4.11)
ctm
unde
k, = coeficient care ţine seama de compactitatea betonului în zona comprimată; k.>1,0 cu excepția suprafeţei libere de turnare pentru care se consideră k.=0,67.
>1 (coeficient geometric) (4.12)
"400 k. = 0,9 pentru elemente situate la exterior (T= -20"C ... +30"C)
= 1,0 pentru elemente situate la interior C1, Cc» = constante care depind de tipul de PAF folosit; pentru fibre de carbon se poate considera c,=0,5 şi c=0,7; pentru alte tipuri se va determina experimental.
(2) Dacă lungimea de ancorare disponibilă |; este:
NN he] 2 (4.13) Ji fa, max
Înmax ÎL Lama
(3) În cazul în care lungimea de ancorare este insuficientă, se vor prevedea dispozitive mecanice de ancorare (vezi cap. 7).
(4) Dispunerea armăturilor PAF pe elementul de beton armat va respecta regulile din cap. 7.
4.5 VERIFICAREA LA SLS
4.5.1 Bazele calculului
() Calculul eforturilor şi deformaţiilor în secţiunea de beton armat considerată, se va face conform principiilor de calcul aplicate la elementele de beton armat, în stadiul 1 sau II, după caz, ținând seama de efectul armăturii din PAF şi de prezenţa deformaţiilor iniţiale în momentul consolidării.
4.5.2 Limitarea etorturilor unitare
(ID) Limitarea eforturilor unitare în beton şi armătura de oţel sub încărcări de serviciu se va face conform prescripţiilor pentru beton armat (STAS 10107/0-90).
(2) Eforturile unitare în PAF sub încărcări de exploatare de lungă durată se vor limita la:
sent (4.14)
unde n = 0,8 pentru fibre de carbon = 0,5 pentru fibre de aramidă = 0,3 pentru fibre de sticlă
4.5.3 Limitarea deformațiilor
(1) Săgeţile elementelor consolidate sub încărcări de exploatare vor respecta limitele prevăzute în STAS 10107/0-90.
(2) La calculul rigidităţii elementelor consolidate se va ţine seama de aportul armăturii din PAF, aplicându-se metoda secţiunii omogene echivalente.
4.5.4 Verificarea deschiderii fisurilor
(1) Pentru a proteja armăturile din oţel şi pentru a garanta funcţionalitatea elementului, deschiderea fisurilor trebuie limitată.
(2) Valoarea deschiderii fisurilor va respecta limitele specificate pentru elementele de beton armat sau precomprimat din STAS 10107/0-90.
(3) Valoarea medie a deschiderii fisurilor este:
Wa > Sta > Sta | (4.15) unde: Si = distanţa medie dintre fisuri £m = deformația medie a armăturii de oţel, ţinând seama de conlucrarea cu betonul s, = deformația în armătura de oţel în dreptul fisurii ( = coeficient de conlucrare (= 0 pentru M, g=I- ne pentru M, > Ma M, K cu M, = momentul dat de sarcinile de exploatare M.= momentul de fisurare B.= 0,5 pentru 0B37 ! 1,0 pentru PCS52 _ 1,5 pentru încărcări de scurtă durată Bu 1,0 pentru încărcări de lungă durată g, = Na + ErArta (4.16) RA +ELAr cu N„=M,/z, (4.17
unde z, este braţul de pârghie între rezultanta forţelor de compresiune (beton şi armătura comprimată) şi de întindere (armătura întinsă şi armătura din PAF).
Distanţa medie între fisuri este:
Sa = 2 fam Aer , EA, (4. 18) Tang EA TE EyAy unde: Acum = minţ25(h-d)b; (h-x)b/3) Ta -Sfa Tin 1.25 fam i u, = perimetrul în contact cu betonul al armăturii de oţel u, = perimetrul în contact cu betonul al PAF 2 Tu Es sup Ei ara (4.19)
To E A pus
sm,
4.5.5 Verificarea fisurării la interfaţa beton / PAF
(1) La capătul armăturii PAF, efortul maxim de forfecare 7, calculat pe secțiunea omogenă echivalentă, nu va depăşii rezistenţa la întindere a betonului:
Tu Sfaa (4.20)
(2) În cazul în care sunt prevăzute dispozitive suplimentare de ancorare la capete, verificarea de la paragraful (1) nu este necesară.
5 CONSOLIDAREA LA FORȚĂ TĂIETOARE
5.1 GENERALITĂŢI
(UI) Armătura din PAF lipită pe elementele de beton armat poate mări capacitatea acestora la forță tăietoare, prin mărirea rezistenţei la întindere în secțiune înclinată. Rezistenţa la compresiune în secțiune înclinată este dată de beton.
(2) Consolidarea la forță tăietoare se poate face cu ţesături sau lamele de PAF, întăşurate complet în jurul secţiunii de beton armat, sau lipite pe una, doua sau trei din fețele elementului de beton armat (fig. 5.1). Cea mai eficientă metodă este înfăşurarea completă a secțiunii.
5.2 DETERMINAREA CAPACITĂȚII LA FORȚĂ TĂIETOARE
(ID) Capacitatea la forţă tăietoare a unui element consolidat este dată de contribuţia betonului, a armăturii transversale din oţel şi a armăturii transversale din PAF lipită pe beton ;
Va = Va t Vas FV ar (5.1) unde :
Va > contribţia betonului la preluarea forţei tăietoare V sa, = contribuţia etrierilor şi armăturilor înclinate la preluarea forței tăietoare V „as > contribuţia armăturilor transversale din PAF la preluarea forței tăietoare
(2) Contribuţia armăturilor transversale din PAK la preluarea forței tăietoare este ; Vas * Eu EP bu SiNO, Si ce (5.2) unde :
Eu. = valoarea de calcul a deformaţici efective a PAF
b, = lăţimea minimă a inimii
Sic = lungimea proiecției fisurii înclinate pentru care suma termenilor din membrul drept al ecuaţiei (5.1) este minimă
a = unghiul de înclinare al fibrelor faţă de axa elementului de beton
Pr = coeficientul volumetric de armare cu PAF, care este (2t;sina/b,) pentru ţesături şi (2tb/(b,s50)) pentru lamele de lăţime b, situate la distanţe s,
(3) Verificarea capacităţii portante sau dimensionarea armăturii suplimentare din PAF se va face ca la beton armat (STAS 10107/0-90), considerând armătura din PAF ca o armătură transversală suplimentară.
(a)
Fasii sau tesatura din PAF
AFA:
Soluţie
nerecomandată
ij Fasii sau tesatura din PAF infasurata [5 în jurul sectiunii ) Fasii sau lamele infasurate sau E
în forma de U
be pes e Fig. 5-1: Reprezentarea de principiu a diferitelor moduri posibile de consolidare cu PAF a
elementelor de beton armat la forță tăietoare : a) cu fâşii sau ţesături continue; b) cu lamele în formă de U sau complet înfăşurate în jurul secţiunii
5.3 VERIFICAREA DEFORMAȚIEI EFECTIVE ÎN ARMĂTURA DIN PAF
(1) Deformaţia efectivă se poate determina cu relaţiile următoare :
PAF cu fibre de carbon, complet înfăşurat sau ancorat corect :
213 0.30 „=0. pu soa fe Jen eu (5.3)
EP
- PAF cu fibre de carbon în formă de U :
fas 0.56 fe 0.30 & = min ac 2 x10 af fe) & (5.4) E Pr EPr
- PAF cu fibre de aramidă, complet înfăşurat sau ancorat corect :
0.47 fa & pp = 0.049 Bi £i (5.5) EuPr
(2) Deformaţia efectivă de calcul este :
tao * Eno Vo SK &rc/ Ym (5.6) unde k = 0,8 şi y.> 1,30 În formulele (5.4), (5.5) şi (5.6) E se introduce în EN/mme iar fi, în Nin.
cm
(3) Deformaţia efectivă de calcul va fi mai mică sau egală cu 0,004.
6 CONSOLIDAREA PRIN CONFINARE A STÂLPILOR
6.1 GENERALITĂŢI
(D Prin consolidarea stâlpilor cu PAF se poate realiza : creşterea ductilităţii şi îmbunătăţirea comportării înnădirilor prin suprapunere, creşterea capacităţii la încovoiere, creşterea capacităţii la forță tăietoare, creşterea capacităţii la forță axială,
(2) Creşterea capacității la încovoiere şi la forţă tăietoare se realizează confom prevederilor din capitolele 4, respectiv 5.
(3) Creșterea capacităţii la forță axială, creșterea ductilităţii şi îmbunătăţirea comportării înnădirilor prin suprapunere se bazează pe efectul de confinare realizat de PAF înfășuraţi în jurul secţiunii de beton, cu fibrele orientate în dircția perpendicular, pe axa elementului.
(4) Deformaţia ultimă a PAF în cazul manşoanelor excutate în jurul stâlpilor este de regulă mai mică decât deformația ultimă a PAF la întindere : £,, specificată de către fabricant.
6.2 MODELAREA BETONULUI CONFINAT CU PAF 6.2.] Presiunea de confinare
(1) În cazul stâlpilor circulari, presiunea de confinare maximă dezvoltată de PAF este dată de relaţia :
î = Keo, (6.1) unde :
l Kan pe , (6.2)
cup;=4nt,/D Indicele de eficacitate a confinării k, este :
- în cazul în care manşonul acoperă întreaga suprafaţă a betonului : k,= |
- în cazul manșoanelor discontinue (fig. 6.1): k, = ( — 2]
2D
Fig. 6.1: Miezul de beton efectiv confinat la secţiuni circulare cu manşon discontinuu
beton neconfinat r c
PAF
Fig. 6.2: Miezul de beton efectiv confinat la secţiuni dreptunghiulare
(2) În cazul stâlpilor cu secţiune dreptunghiulară, presiunea de confinare maximă dezvoltată de PAF este dată de relaţiile :
fie > Keona&ju (6.3a) î, = K conspxtju (6.3b) unde : K ont Pix ke E, (6.4a) Keonty SPiy Ke E; (6.4b) cu p> 2bpt/s-d şi pp 2bţ/s-b . , i . p?+d” Indicele de eficacitate a confinări i k, este (vezi fig. 6.2): &,=1-— BC A E: Presiunea de confinare se va considera : fi=minţ fn.) (6.5)
6.2.2 Relaţia constitutivă a betonului confinat
(ID) Pentru calcul se poate utiliza relaţia parabola-dreptunghi (fig. 6.3), cu următoarele valori :
fu B4(2,254 1+ 794618, -f,/£ -1,254) pentru f,
Ecost > Eco | IYS(L+5(fasee/ fa DI (6.7) numai pt. stâlpi circulari Ecucp > 0,0035-+2,5 (pf &j) / face (6.8) numai pt.. stâlpi Scut 0,0035+1,25 (p; fi &) / facer (6.8)
rectangulari Oc
afacere |
Eco.cf Scu,cf
Figura 6.3: Relaţia o-—e de calcul pentru betonul confinat
6.3 DETERMINAREA CAPACITĂȚII LA FORŢĂ TĂIETOARE
(1) Calculul la forţă tăietoare se face conform prevederilor din capitolul 5.
(2) În cazul stâlpilor care fac parte din structuri supuse la acțiuni seismice, se recomandă ca manşonarea să se facă pe o lungime de 1,5h de la capătul stâlpului, unde h este dimensiunea cea mai mare a secțiunii transversale a acestuia.
6.4 VERIFICAREA DUCTILITĂȚII
(ID) Dimensionarea manşonului pentru atingerea unei ductilități ţintă se face după procedura următoare :
- Sc impune un indice de ductilitate pentru element a ;
- Pe baza duciilităţii de deplasare se stabileşte ductilitatea secțională (de curbură necesară) uş ;
- Se determină pentru secțiunea de beton armat curbura de curgere ț, şi se determină curbura ultimă necesară $, = $, x n;
- Se determină pentru secţiunea dată deformația ultimă a betonului Eee necesară pentru atingerea curburii ultime 4, ;
„Se determină presiunea de confinare necesară pentru realizarea £,, e cu relaţia (6.8) ;
- Se determină grosimea necesară a manşonului cu una din relaţiile (6.1)...(6.5), in funcţie de forma stâlpului şi tipul manşonului
„Se limitează h/b eficienţa confinării.
(2) Manşonul se va dispune pe o lungime cu 50% mai mare decât lungimea ], a zonei de articulaţie plastică, care se poate considera :
1, > maxtbh/2 ; H/8) (6.9)
unde h este dimensiunea cea mai mare a secțiunii stâlpului, iar H este înălțimea liberă a stâlpului.
6.5 CREŞTEREA CAPACITĂȚII LA COMPRESIUNE
(1) Nu se va lua în considerare creşterea capacităţii la compresiune pentru stâlpii care nu au secţiune circulară.
(2) La stâlpii cu secţiune circulară se va calcula capacitatea la compresiune ca pentru stâlpii de beton armat înlocuind rezistența la compresiune a betonului f,, cu rezistența la compresiune a betonului confinat fi, e / Ym CU fue calculat ca la pct.6.2.
7. PREVEDERI CONSTRUCTIVE 7.1 CONSOLIDAREA LA ÎNCOVOIERE
(D Consolidarea la încovoiere se realizează cu fâşii laminate sau țesături, cu fibrele orientate pe direcţia axei elementului, şi dispuse pe fața inferioară, pe fața superioară sau pe feţele laterale (fig. 7.1).
Fasiile 1 si 2 pot fi duble
Figura 7.1: Dispunerea PAF pentru consolidarea la încovoiere
(2) Distanţa maximă Se între fâşiile din PAF pe direcţie transversală, nu trebuie să depăşească valorile :
Su SO021 (1 = deschiderea elementului)
(3). Distanţa minimă până la marginea grinzii trebuie să fie egală cu acoperirea de beton a armăturii de oţel (interne).
(4) Nu se recomandă înnădirea PAF. În cazul când aceasta nu poate fi evitată, înnădirea se va face numai în zone unde efortul în PAF nu depăşeşte 60% din efortul maxima admisibil. Lungimea de înnădire se va calcula ca în cazul verificării ancorării la capăt (vezi cap. 4), înlocuind f,, cu efortul maxim de aderenţă al adezivului f, (de regulă 10 MPa).
(5) Raza de îndoire a fâşiilor laminate în formă de L sau U va fi precizată de fabricant în specificaţia tehnică a produsului. Pentru aplicarea ţesăturilor se recomandă rotunjirea colțurilor elementului de beton, cu o rază de 30 mm, dacă nu este specificat altfel în specificația tehnică a produsului.
(6) Dacă trebuie aplicate mai multe benzi (lamele), se recomandă juxtapunerea şi nu suprapunerea lor. Nu se vor suprapune mai mult decât 3 fâşii laminate sau S straturi de țesătură. În orice caz se vor respecta specificaţiile fabricantului.
(7 Dacă se aplică mai multe straturi de PAF suprapuse, secțiunile lor de întrerupere se vor decala cu cel puţin 150mm.
(8) În cazul în care consolidarea se aplică în câmpul grinzilor simplu rezemate, distanţa maximă până la capătul grinzii nu va depăşi 50 mm.
(9) PAF lipite peste reazemele intermediare ale grinzilor sau plăcilor se vor ancora în zona comprimată (vezi fig. 7.2).
, pr diagrama de i; momente „+ translatata Pi
Figura 7.2 — Ancorarea PAF peste reazemete intermediare
(10) Se recomandă îmbunătăţirea ancorării PAF prin prevederea de “etrieri” din PAF, lipiţi
de armătura PAF longitudinală şi de beton (fig. 7.1). Aceşti “etrieri” de ancorare nu vor fi luaţi în calcul la verificarea de forţă tăietoare.
7.2 CONSOLIDAREA LA FORȚĂ TĂIETOARE
(1) Consolidarea la forță tăietoare se poate face cu fâşii laminate în formă de L. sau țesături continue (fig. 7.3).
| zona compriinată
|
a) b)
Figura 7.3 — Ancorarea PAF în zona comprimată: a) prin lipire în şlițuri ancorate în placă b) prindere cu ancore metalice
(2) Se recomandă, ori de câte ori este posibil, înfăşurarea completă a secţiunii de beton (fig. 5.1b, cazul D). Nu se recomandă utilizarea armăturii din PAF lipit numai pe feţele laterale (fig. 5.la, cazul A), deoarece ancorarea este deficitară atât la partea inferioară cât şi la partea superioară.
(3) În cele mai multe cazuri, aplicarea armăturii din PAF se poate face pe trei laturi. În aceste cazuri se recomandă ancorarea PAT în zona comprimată a elementului (fig. 7.3).
(4) Când armătura din PAF nu pot fi ancorată suficient în zona comprimată, se va ţine seama în mod indirect în calcul prin reducrea fictivă a braţului de pârghie al eforturilor interne (fig. 7.4).
Sera) | brat de parghie fictiv
Figura 7.4 — Reducerea fictivă a braţului de pârghie la încovoiere când PAF este ancorat în zona întinsă
7.3 CONFINAREA BETONULUI COMPRIMAT
(1) Elementele de beton comprimate pot fi confinate cu manşoane din PAF cu fibrele dispuse transversal sau cu fibre continue înfășurate în spirală pe elementul de beton.
(2) În cazul stâlpilor de beton cu secțiunea dreptunghiulară efectul de confinare se îmbunătăţeşte dacă manşonul din PAF este fixat pe laturile stâlpului cu ancore sau conexpanduri. Calculul miezului efectiv confinat se va face ca în cazul stâlpilor de beton armat cu etrieri cu mai multe ramuri legaţi de bare longitudinale intermediare.
Pentru fixarea cu ancore sau conexpanduri sunt necesare verificări experimentale.
(3) Întreruperea manşonului se realizează la cel puţin 30mm şi cel mult 50mm de nod.
(4) Zona confinată va depăşi cu cel puţin 50% lungimea articulației plastice calculată conform relaţiei (6.9) de la paragraful 6.4, prevederea (2). 7.4 PROBLEME LEGATE DE UMIDITATE
(1) La aplicarea PAF pe elemente de beton, în special când întreaga suprafaţă este acoperită, se va verifica transferul de vapori, pentru a evita acumularea de umiditate sub adeziv.
(2) În cazul elementelor situate la interior, în medii cu umiditate scăzută, sau la exterior, dacă elementul este protejat şi umiditatea redusă, se pemite acoperirea completă.
(3) În cazul elementelor situate în medii cu umiditate foarte ridicată și/sau în contact direct cu apa, nu este permisă acoperirea completă.
(4) În cazul elementelor situate în mediu umed (de exemlu elemente situate la exterior şi neprotejate, dar nu în contct direct cu apa), sunt necesare studii speciale. 7.5 ANCORAJE SPECIALE
(1) Pentru îmbunătăţirea ancorării armăturilor din PAF pot fi folosite ancoraje speciale, dacă acestea au fost încercate experimental şi au fost agrementate de un laborator abilitat.
8. EXECUTAREA ŞI CONTROLUL LUCRĂRILOR DE CONSOLIDARE CU MATERIALE COMPOZITE TIP PAF
8.1 COMPETENȚA EXECUTANTULUI Executantul lucrărilor de consolidare cu siteme PAF trebuie să facă dovada: e competenţei şi dotării în ceea ce priveşte procedeele de instalare a sistemului de consolidare pe baza pregătirii cu reprezentații firmei de la care se procură sistemul e competenţei şi dotării în ceea ce priveşte tehnicile de pregătire a suprafeţei e existenţei procedurilor de control a lucrărilor executate.
82 TEHNOLOGII DE EXECUŢIE
(1) Aplicarea sistemelor de consolidare cu materiale compozite tip PAF se poate face manual sau mecanizat. Prezentul capitol cuprinde regulile de bază ce trebuie respectate în cazul aplicării manuale a sistemului ce reprezintă tehnologia de bază şi cea mai răspândită.
(2) În aplicarea acestei tehnologii intervin trei elemenie de bază: i. Stratul de bază Trebuie să îndeplinească cel puţin condiţiile legate de rezistenţă, carbonatare, defecte, fisuri, degradări ale betonului sau armăturilor (inclusiv coroziune) contaminare cu ioni de clor sau sulfați etc. precizate la pct.8.3.]. ii. Adezivul/Răşina Trebuie să îndeplinească toate cerințele prevăzute în reglementările specifice (specificaţii tehnice, standard de produs) iii. Armătura de tip PAF Trebuie să respecte cerințele specifice formulate în prezentul normativ, fişele tehnice şi agrementele tehnice corespunzătoare.
(3) Executarea lucrărilor depinde de tipul de produs utilizat, şi anume: - Produse compozite”prefabricate” sau “pre-tratate” sub formă de benzi sau laminate Aceste produse sunt compozite la care forma, rezistenţa şi rigiditatea sunt finale (aceleaşi în momentul livrării şi aplicării). Se prezintă sub formă de benzi şi laminate cu grosimi de 1,0- 1,5 mm, similare cu platbandele metalice.
Pentru aceste tipuri de produse adezivul realizează numai aderenţa între bandă şi stratul suport. - Produse compozite aplicate umed sau tratate in-situ sub formă de pânze sau țesături Aceste tipuri de materiale se prezintă fie sub formă de “fibre uscate”, fără răşini, fie impregnate cu o cantitate mică de răşină. Chiar şi în acest caz cantitatea de răşină nu este
suficientă pentru polimerizare.
Pentru aceste tipuri de pânze sau ţesături aplicarea adezivului este necesară atât pentru realizarea aderenței cât şi pentru impregnarea materialului.
(4) Aspecte tipice privind aplicarea acestor sisteme sunt prezentate în tabelul 8.1.
Tabelul 8.1
Instalarea produselor
PRE-TRATATE (PREFABRICATE)
TRATATE IN -SITU (APLICARE UMEDA)
benzi sau laminate
pânze sau ţesături
Grosimea 1,0...1,5 mm | .0,1...0;5 mm Aplicarea prin lipire cu adeziv rin impregnare cu răşină
în cazul în care nu au o formă specială din fabricare, se aplică numai pe suprafeţe plane
de regulă într-un singur strat; pot fi aplicate şi în mai multe straturi
pot fi aplicate pe orice suprafaţă cu condiţia evitării frângerilor (este necesară rotunjirea colţurilor înainte
de aplicare) de obicei în mai multe straturi
de regulă nu necesită aplicarea unui material de nivelare a suprafeței
de regulă este necesară aplicarea unui material de nivelare pentru a evita apariţia zonelor fără aderenţă (datorate denivelărilor)
simplă, garantează practic aplicarea în condiții de calitate foarte bună
necesită un control de calitate riguros produsele fiind foarte flexibile la utilizare
Control de calitate (pentru prevenirea aplicării greşite sau utilizării forţei de muncă necalificate, pierderea legăturii între PAF şi stratul suport, deteriorarea integrităţii sistemului etc.)
8.3 CONDIŢII PRELIMINARE
8.3.1 Prevederi generale
(1) Executarea lucrărilor şi a controlului calităţii se face conform schemei prezentate în figura
8.1.
Suplimentar pot fi luate în considerare prevederi stabilite de producătorii sistemului PAF dacă
au la bază cercetări experimentale.
(2) Înainte de aplicarea sistemului de consolidare cu PAF pe elementele din beton armat şi/sau
precomprimat se va verifica dacă (verificări preliminare):
- Rezistenţa minimă la întindere a betonului (determinată prin metoda smulgerii de suprafaţă)
este 1,5 N/mm?
- S-a realizat repararea şi protecția armăturii din oţel (în cazul în care oţelul era corodat sau se
declanșase coroziunea).
- S-a realizat repararea zonelor degradate (zone cu segregări, beton carbonatat etc.). În cazurile în care betonul este degradat sau deteriorat pe o adâncime care nu mai permite reparaţii locale, trebuie luată în considerare soluţia rebetonării. |
- S-a realizat injectarea fisurilor. Orice fisură cu deschiderea mai mare de 0,2 mm va fi
injectată cu răşină epoxidică.
- S-a realizat verificarea conţinutului de cloruri. Se consideră că o concentraţie de cloruri mai mare de 0,3% din greutatea cimentului este periculoasă pentru armătură - Sunt îndeplinite condiţiile de temperatură şi umiditate.
8.3.2 Pregătirea suprafeţelor 8.3.2.1 Stratul suport de beton
(1) În vederea realizării unei bune aderenţe
cu adezivul este necesară pregătirea
corespunzătoare a stratului suport. Se vor parcurge următoarele etape:
i. Asperizarea stratului suport şi înlăturarea laptelui
de ciment şi a oricăror alte substanţe care
pot afecta aderenţa (substanţe uleioase, vegetale, produse de coroziune etc).
Metoda cea mai uzuală este pulverizarea sub presiune (sablare cu nisip, grit, apă ctc).
În cazul anumitor sisteme de consolidare este necesară aplicarea unor materiale de nivelare (deuniformizare) după sablare. În cazul utilizării apei sub presiune aplicarea materialelor se va face după uscarea betonului.
Indiferent de metoda aleasă aceasta nu trebuie să conducă la deteriorarea betonului.
ii, Verificarea aspectului suprafeţei betonului (compactă, fără imperfecțiuni majore — zone segregatc, fisuri, pete de rugină apărute ca urmare a coroziunea pieselor metalice sau armăturii înglobate ş.a-).
iii. Verificarea condiţiilor privind planeitatea (uniformitatea) suprafeţelor suport.
Cerinţele referitoare la planeitatea betonului depind de sistemul de consolidare. Astfel, benzile sau laminatele (produse care au deja rigiditate finală înaintea aplicării pe suport) sunt puse în operă prin aplicarea unui adeziv tixotropic de vâscozitate ridicată și sunt mai puțin sensibile la neplancităţi.
Pânzele şi țesăturile sunt foarte flexibile şi urmăresc orice neplaneitate (neuniformitate).
În tabelul 8.2 se prezintă valorile admise ale neuniformităţii suprafeţei suport a betonului.
Tabelul 8.2 Tip de PAF suprafaţa betonului neuniformitate Neuniformitate admisă la | Neuniformitate admisă la o bază de 2,00 m (mm) o bază de 0,3 m (mm) Benzi sau laminate cu grosimea > | mm 10 4 Benzi sau laminatecu grosimea Pânze sau țesături tratate in-situ 4 2
iv. Utilizarea materialelor speciale de uniformizare (dacă este cazul; utilizarea acestor materiale este impusă în general de limitarea neuniformităţilor suprafeţei suport)
Produsele utilizate pentru reparare trebuie să îndeplinească cerinţele privind materialele speciale de reparare a betonului. Aplicarea produselor se va face în concordanţă cu specificaţiile prevăzute în agremente tehnice şi în fişele produselor.
Produsele de uniformizare sunt, în cazul produselor tratate in-situ parte integrantă a sistemului de consolidare cu armături din PAF.
v. Curăţarea suprafaţei betonului de praf prin vacuumare sau cu ajutorul aerului comprimat.
vi. Verificarea stării suprafeţei suport din punct de vedere al umidității şi temperaturii De regulă suprafaţa suport trebuie să fie uscată. Umiditatea admisibilă a suprafeţei este precizată de producătorul armăturilor tip PAF. În cazul în care se utilizează un adeziv care poate fi aplicat pe suprafeţe umede acesta va îndeplini cerinţele de la pet. 8.4.1. Sistemele de consolidare cu armătură din PAF nu se aplică pe suprafeţe ude.
Temperatura suprafeţei stratului suport va depăşi punctul de rouă (care depinde de asemenea de umiditate) cu 5"C. În caz contrar sunt necesare mijloace artificiale de încălzire şi deumidifiere. : i
vii. Marcarea zonelor de aplicare a armăturii din PAF
Zonele în care se vor aplica materialele compozite vor fi marcate pe suprafaţa betonului. În cazul unor aplicaţii mai complicate materialele compozite pot fi aplicate temporar pe beton. Pentru aplicarea pânzelor şi țesăturilor este necesară rotunjirea colţurilor la o rază care se specifică prin proiect. În cazul în care se prevăd ancoraje mecanice vor fi luate toate măsurile necesare pentru montarea acestora.
viii. Aplicarea unei amorse (dacă este cazul) În cazul în care se utilizează o amorsă, condiţiile de aplicare vor fi precizate de producător. O
amorsă se poate utiliza şi înainte de aplicarea unui produs de reparare/uniformizare a suprafeței betonului.
8.3.2.2 Materialele de tip PAF utilizate ca armare exterioară
8.3.2.2.1 Benzi sau laminate
(1) Benzile şi laminatele având lățimile specificate vor fi tăiate la lungimile indicate în proiect,
la locul de punere în operă (în cazul în care nu sunt livrate direct la lungimile necesare).
(2) Înainte de aplicare se verifică starea produselor pentru depistarea deteriorărilor ce au putut surveni în timpul transportului, manipulării sau tăierii. Benzile/laminatele nu trebuie să prezinte deformaţii- denivelări, ondulaţii etc.
Criteriile de acceptare a defectelor trebuie specificate pentru fiecare tip de produs, de către producător.
(3) Suprafaţa produselor va fi verificată pentru a evita aplicarea produselor cu pete de ulei, praf, agenţi de dezgheţare etc.
În cazul în care produsele se livrează cu folii de protecţie, aceasta se înlătură imediat înainte de
aplicare, evitându-se atingerea suprafeţei cu mâna.
În situațiile în care produsele necesită o tratare/curățare specială înainte de aplicare, se vor
utiliza metodele şi uneltele de curăţare indicate de producător.
Benzile/laminatele trebuie manipulate cu mănuși curate şi în condiţii uscate.
8.3.2.2.2 Ţesături sau pânze
(1) Țesăturile şi pânzele se taie la dimensiunile specificate în desenele de execuţie, la locul de punere în operă.
(2) Se va verifica starea produselor (existenţa deteriorărilor -ondulaţii, nealinieri ale fibrelor, deformări- rezultate din transport, manipulare sau tăieri necorespunzătoare etc), inclusiv a stării de curăţenie a suprafeței acestora
(3) Înainte de aplicare se vor executa toate operaţiile premergătoare specificate de producător
(4) După tăiere, țesătura trebuie să rămînă plană până la punerea în operă. Este interzisă plierea ţesăturii după tăiere.
Criteriile de acceptare a defectelor trebuie specificate pentru fiecare tip de produs, de către
producător.
8.3.3 Punerea în operă a materialelor de tip PAF 8.3.3.1 Benzi sau laminate
(1) Imediat după amestecare adezivul se aplică pe beton (într-un start subțire) şi pe materialul compozit (recomandabil într-un strat piramidal pe lăţimea benzii; acest mod de aplicare reduce riscul formării golurilor în momentul presării).
(2) Se poziţionează banda/laminatui pe suprafaţa betonului şi se aplică o presiune cu ajutorul unei role pentru a realiza contactul intim cu betonul. Presiunea se aplică de la centru spre exterior (pentru a nu se forma goluri). Adezivul în exces este înlăturat de la marginile benzii/laminatului.
(3) Se verifică ca suprafaţa de aderenţă/lipire să fic uniformă de-a lungul benzii/laminatului şi să corespundă unci grosimi a adezivului de cca 1,5-2 mm.
În cazurile în care se face dovada, prin rezultate experimentale, că se poate aplica adezivul pe o singură suprafaţă (beton sau bandă/laminat) acest procedeu poate fi utilizat.
(4) La intersecţii, schimbarea grosimii adezivului trebuie efectuată în mod gradat astfel încât să fie îndeplinite cerinţele tabelului 8.2.
(5) În mod normal nu sunt necesare dispozitive speciale de presare în timpul întăririi/tratării.
8.3.3.2 Pânze şi ţesături
(1) În cazul în care acest lucru se specifică în documentaţia de execuţie, se vor aplica pe suprafaţa betonului amorsa şi materialul special de uniformizare (chit). Această operaţiune se va face în conformitate cu prevederile din agrementele tehnice corespunzătoare şi fişele de produs puse la dispoziție de producător.
(2) Peste materialul de uniformizare (chit) se aplică răşina de vâscozitate redusă (cu grosimea specificată de producători), apoi pânza sau țesătura, prin presare manuală, astfel încât să nu se formeze goluri. Impregnarea şi presarea ulterioară a pânzei/țesăturii, sunt efectuate prin aplicarea adezivului deasupra acestora (după înlăturarea foliei protectoare, dacă a fost prevăzută) cu ajutorul unei role.
(3) Alternativ, pânzele sau ţesăturile pot fi impregnate la fața locului într-un proces separat, manual sau cu o maşină de impregnare. Produsele impregnate se aplică pe elementul ce urmează a fi consolidat după pregătirea suprafeţei şi aplicarea amorsei, a materialului de uniformizare şi a stratului de adeziv, în conformitate cu prevederile documentaţiei de execuţie.
(4) În cazul în care există posibilitatea utilizării echipamentelor pentru impregnarea pânzelor sau ţesăturilor cu răşină, precum şi operatori calificaţi pentru această operaţie, punerea în operă se poate realiza automatizat. Acest tip de aplicare asigură o impregnare controlată cu răşină şi o grosime uniformă.
(5) În cazul în care nu există alte specificaţii, dovedite prin determinări experimentale, numărul maxim de straturi şi grosimea totală nu vor depăşi valorile specificate la cap.7 (Prevederi constructive).
(6) În mod normal nu sunt necesare dispozitive speciale de presare ale țesăturilor/pânzelor după aplicare până la întărire.
8.3.4 Finisare
(1) Finisarea suprafeţelor poate fi necesară pentru protejarea sistemului din considerente estetice.
(2) Protejarea sistemului se poate face prin peliculizare, vopsire, montare de panouri protecţie etc. Tipurile de materiale şi soluţii utilizate trebuie să fie în concordanţă cu agrementele tehnice şi fişele de produs puse la dispoziţie de producător.
(3) În cazul protecţiei la foc, protecţiei împotriva razelor ultraviolete etc. aplicarea şi refacerea straturilor de finisare este esențială pentru integritatea de lungă durată a structurii consolidate.
(4) Verificarea compatibilităţii între materialul compozit de tip PAF şi materialele de finisare este absolut necesară. În cazul în care aplicarea finisării implică încălzirea suprafeţelor, creşterea temperaturii nu trebuie să conducă la deteriorarea integrității aderenţei.
8.4 CONTROLUL DE CALITATE
(1) Prevederile privind controlul calității din prezentul normativ se referă numai la materialele din cadrul sistemului PAF şi la aplicarea acestora. Specificaţiile privind tehnicile de reparare a betonului şi de protecţie anticorosivă a armăturii constituie obiectivul unor reglementări specifice.
8.4.1 Controlul de calitate al materialelor 8.4.1.1 Consideraţii generale
(1) Valorile caracteristicilor materialelor trebuie puse la dispoziţie de către producători, care au şi obligaţia efectuării încercărilor/determinărilor în laboratoare autorizate, independente, în concordanţă cu metodele de determinare standardizate sau cel puţin recunoscute de un organism de autorizare/acreditare (să fie incluse în domeniul de autorizare/acreditare al laboratorului). Totodată, producătorii trebuie să facă dovada existenţei unui control eficient în timpul producerii materialelor. Suplimentar, se vor efectua încercări în timpul executării lucrărilor de consolidare în conformitate cu punctul 8.4.3.
(2) Produsele se livrează în condiţiile stabilite la 8.4.3.1.
(3) Toate materialele trebuie produse sub incidenţa unui sistem de certificare autorizat/acreditat 1“ pentru răşină şi 2” pentru produsele PAF).
(4) Toate tipurile de fibre, răşini, materiale compozite şi alte tipuri de materiale trebuie să fie conforme cu standardele de produs sau agrementele tehnice.
8.4.2 Calificarea operatorilor
(1) Aplicarea sistemelor de consolidare cu PAF precum și a reparațiilor la elementele/siructura suport trebuie să fie efectuate de către operatori calificaţi şi cu experienţă.
(2) Șeful echipei de operatori şi coordonatorul lucrărilor trebuie să fie calificaţi şi instruiți cu privire la aplicarea sistemelor şi tehnicilor de consolidare şi trebuie să supravegheze, pe toată durata de execuţie, efectuarea lucrărilor.
8.4.3 Controlul de calitate al executării
8.4.3.1 Condiţii de livrare
(1) Produsele vor fi livrate însoţite de documente, care vor cuprinde următoarele informaţii:
- date generale (cum ar fi: denumirea, tipul şi utilizarea produsului, componentele sistemului, numele şi adresa producătorului, numărul lotului şi data expirării)
- certificate de calitate cuprinzând date privind proprietăţile materialului determinate în conformitate cu metodele standardizate;
- informaţii privind manipularea, transportul şi depozitarea (cum ar fi timpii de punere în operă a adezivului şi materialului compozit, termenele de garanţie, proporţiile de amestecare, cerinţele pentru amestec, condiţiile de depozitare, condiţii şi prevederi de aplicare, agenţii de curăţare, timpul între aplicarea amorsci şi a materialelor de reparaţie/nivelare etc.);
- date privind siguranţa operatorilor (cum ar fi toxicitate, inflamabilitate, impactul asupra mediului etc).
(2) Părţile componente ale adezivului vor fi livrate separat, predozate.
(3) Se va evita deteriorarea materialelor compozite în timpul transportului şi manipulării.
(4) Tăierea materialului compozit la dimensiunile din proiect poate fi efectuată la locul de punere în operă, dacă această operaţiune este efectuată în concordanță cu specificaţiile producătorului, fără a produce nici o degradare materialului.
8.4.3.2 Controlul calităţii materialelor livrate
(1) Din materialele livrate trebuie prelevate eşantioane reprezentative. Numărul de determinări se va stabili în funcţie de importanţa lucrării (suprafaţa totală care se va consolida, dificultăţile de realizare etc.). Se vor efectua cel puţin 3 determinări de întindere pentru materialul tip PAF şi 6 determinări de compresiune pentru adeziv (în concordanţă cu punctele 8.4.1.2 şi 8.4.1.3).
8.4.3.3 Controlul calităţii condiţiilor de aplicare
(1) Este obligatorie verificarea stării stratului suport de beton înainte şi după aplicarea tehnicilor de reparare. Rezistenţa minimă la întindere a betonului trebuie să fie 1,5 N/mm?.
(2) Uniformitatea suprafeţei betonului reparat (planeitatea) se va verifica în funcție de valorile precizate în tabelul 8.2.
(3) Se vor verifica umiditatea şi temperatura aerului şi betonului pentru a evalua condiţiile de mediu (“uscat” sau “umed”) pentru aplicarea adezivului.
8.4.3.4 Controlul de calitate în timpul executării
() În timpul aplicării sistemului de consolidare şi a finisajelor trebuie efectuate verificări pentru asigurarea unei calități corespunzătoare a consolidării, şi anume:
- controlul calităţii pentru verificarea respectării procedurilor de execuţie cu aplicarea PAF pe direcția corespunzătoare şi cu folosirea cantităților de materiale indicate în proiect;
- verificarea uniformităţii suprafeței materialului compozit şi a grosimii adezivului după aplicarea PAF;
- verificarea calităţii aderenţei conform prevederilor de la 8.4.3.5 .
8.4.3.5 Controlul calităţii aderenţei după executarea lucrărilor
(1) Controlul aderenţei la zona de interfață este obligatoriu.
(2) Controlul de calitate a aderenței se efectuează prin metode nedistructive şi parţial distructive (încercarea de smulgere). Determinările nedistructive sunt recomandate pentru controlul zonelor critice ale consolidărilor unde contribuţia PAF este fundamenală, şi în general, în toate situaţiile în care suprafaţa consolidată este mică (în raport cu suprafaţa deteriorată în cazul aplicării metodelor parțial distructive). Pentru a efectua un control de calitate eficient în timpul executării pot fi prevăzute zone la care sistemul de consolidare se aplică numai în scopul verificării calității executării. Aceste zone vor fi executate împreună cu consolidările efective şi în aceleaşi condiţii cu acestea.
e Una din metodele parţial distructive constă în forarea parţială de carote care să cuprindă straturile de materiale tip PAF şi 5 mm beton. Se lipeşte un disc şi după întărire este solicitat la smulgere (întindere directă).
O altă metodă poate fi aplicată dacă o bandă/laminat a fost lipit la margine lăsând în consolă o porţiune suficient de lungă pentru a fi prinsă într-un dispozitiv. Produsul se va supune astfel la întindere până la producerea ruperii la nivelul interfeţei adeziv-beton.
O altă metodă de testare prevede lipirea unui disc inelar pe suprafaţa produsului tip PAF aplicat pe beton şi carotarea parțială la exteriorul şi interiorul acestui disc, 5mm în beton. După întărire, discul este supus la torsiune.
e Determinări nedistructive
Pentru verificarea existenţei unor goluri de dimensiuni mari în adeziv pot fi utilizate mai multe metode.
Golurile pot fi detectate prin ciocănirea suprafeţei cu un dispozitiv cilindric din oţel cu diametru de 5 mm cu un cap rotunjit.
Mai pot fi utilizate metode moderne cum ar fi metode ultrasonice de ecou, termografia, metode dinamice etc.
(3) Dacă se constată prezenţa unor goluri importante, materialele PAF se desprind şi se înlocuiesc. În cazuri speciale, cu acordul proiectantului, se pot injecta golurile. În aceste cazuri trebuie să se ia în considerare posibilele efecte negative datorate presiunii injectării ete.
8.4.3.6 Înregistrări
La aplicarea sistemului PAF, se vor înregistra:
- data şi ora instalării
- date privind temperatura și umiditatea
- metodele aplicate pentru pregătirea suprafeţei
- observaţii privind aspectul suprafeței betonului (starea de curăţenie)
- tipul echipamentului de încălzire locală (dacă se utilizează)
- deschiderea fisurilor neinjectate
- date de identificare a produselor PAE şi adezivului (nume produs şi producător, eventual nr. şarjă, locul amplasării pe structură)
- conformitatea cu procedurile de instalare
- rezultatul încercării de aderenţă, modul de cedare şi locul încercării.
8.4.4 Inspecţia în timpul duratei de serviciu şi mentenanța
(1) Este obligatorie elaborarea unui plan de inspecţie şi mentenanţă pentru structurile consolidate cu acest sistem.
(2) Planul va conţine prevederi referitoare la:
- intervalele la care se efectuează inspectarea obişnuită şi inspectarea extinsă
- inspecția vizuală a sistemului şi modul de înregistrare a constatărilor
- încercări necesare pentru verificarea integrităţii sistemului
- evaluarea sistemului pe baza datelor obţinute prin inspectare
- acţiuni corective în cazul constatării deteriorărilor sistemului sau materialelor de protecţie.
Executarea şi controlul lucrărilor de consolidare cu produse tip PAF
Verificări preliminare
Pregătirea : |
—] stratului suport de beton
vYvYvYvYvyYv
asperizarea şi înlăturarea materialelor şi substanţelor care pot reduce aderenţa sistemului
verificarea aspectului suprafeţei
verificarea condiţiilor de plancitate (uniformitate)
aplicarea amorsei și materialelor de uniformizare (dacă este cazul)
curăţarea de praf a suprafeţei betonului
verificarea umidității şi temperaturii
marcarea zonelor pe care se aplică PAF
———— a materialului
compozit
Benzi sau laminate
tăiere
- verificarea suprafeţei (defecte + curăţenie) “Țesături sau pânze
- tăiere
-____ verificarea suprafetei (defecte + curățenie)
Benzi sau laminate
- aplicarea adezivului pe beton și pe produsul PAF
- poziţionarea şi aplicarea prin presare a produsului PAF
- verificarea grosimii interfeţei/suprafeţei de lipire
Țesături sau pânze
- aplicarea amorsei și materialului de uniformizare (dacă este cazul) - aplicarea răşinii pe elementul de beton
- aplicarea (înfășurarea) produsului PAF
- împregnarea cu răşină a produsului PAF
- presarea produsului PAF
CONTROLUL CALITĂȚII (înainte, în timpul şi după aplicare)
> verificarea compatibilităţii între materialul compozit şi materialul de finisare > aplicarea protecției prin peliculizare sau instalarea panourilor de protecţie
> Condiţii de livrare > Controlul materialelor livrate > Controlul condiţiilor de aplicare > Controlul în timpul aplicării sistemului > Învepistrări FINISARE (OPTIONAL)
Fig. 8.1 Schema generală: Executarea şi controlul lucrărilor de consolidare cu produse tip PAF