n ó i c c u r t s n o C
Te cn olo gia y Con ceptos para los Sistem Siste m a s d e Re Refu fu erz erzo o Estru ctu ral ® Ca Sika C a r b o d u r ®
Sika Bolivia
n Asesoramiento Técnico ó i Ing. Gunther E. Viscarra Chirinos c c CONTRACTORS u r t Av. Villazón Km 3 ½ Acera norte # 4123 s n Telf: 4716048 – 4716049 o Cel: 675-99532 C Cochabamba - Bolivia
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n Asesoramiento Técnico ó i Ing. Gunther E. Viscarra Chirinos c c CONTRACTORS u r t Av. Villazón Km 3 ½ Acera norte # 4123 s n Telf: 4716048 – 4716049 o Cel: 675-99532 C Cochabamba - Bolivia
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n ó i c c u r t s n o C La organización Sika ® fue fundada en el año 1910 en Suiza, desarrollando inicialmente técnicas para la aceleración del fraguado y la impermeabilidad integral de morteros y hormigones.
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n ó i c c u r t s n o C En la actualidad Sika ® goza de un prestigio consolidado, como líder en el mercado, gracias a su investigación científica y experiencia lograda en cada una de las grandes obras de arquitectura e ingeniería desarrolladas en las más variadas condiciones.
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n ó i c c u r t s n o C
INTRODUCCION
Se incluyen soluciones que consideran la más avanzada tecnología para reparación estructural, considerando productos y técnicas especializadas como:
Morteros de reparación
Morteros para grouting
Puentes de adherencia
Resinas para inyección de grietas
Resinas para anclajes
Refuerzo estructural
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n ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS ó i c Diversos factores tales como: c Daños u Deterioros r t s Vulnerabilidad potencial o efectiva ante n agentes mecánicos, físicos o químicos o Aumento de solicitaciones C Cambio de uso estructural
Actualización en requerimientos de códigos y normativas Errores de diseño y construcción
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n ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS ó i Las características de la estructura que c pueden modificarse en un proceso de c R ec u pe r ac ió n Es tr u ct u ra l son: su u r resistencia, rigidez, ductilidad, masa y t sistemas de fundaciones. s n Existen otras propiedades fundamentales o asociadas a condiciones de servicio que C pueden estar referidas a un proceso de RECUPERACIÓN, como por ejemplo la impermeabilidad.
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DIAGNOSIS n ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS ó i c c u r t s n o C
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n SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i La faena de un proceso de Recuperación c Estructural denominada Refuerzo consiste c en la modificación de las características de u r una estructura dañada o sin daño, de modo t de alcanzar un nivel de seguridad s n predeterminado mayor al original. o C
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nSISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i Existen distintos métodos para alcanzar c nivel de seguridad estructural mayor c original, como por ejemplo: u r Aumento de resistencia y/o ductilidad t s elementos mediante encamisados n hormigón armado o Adición de pletinas metálicas o adición C sistemas exteriores de fibra de carbono
un al de de de
Aumento de rigidez mediante adición de muros de hormigón armado, diagonales de acero o contrafuertes
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nSISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i Para los distintos sistemas de refuerzo, c Sika ® presenta distintos productos y c tecnologías destacándose entre ellos los u r sistemas de refuerzo de fibra de carbono t Sika® Carbodur® . s n o C
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nSISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i Los sistemas de refuerzo de fibra de c carbono Sika® Carbodur® permiten entre c otras cosas: u r Confinamiento y refuerzo a flexión, corte y t s torsión de vigas y columnas de hormigón n armado o Refuerzo al corte de muros de albañilería y C hormigón armado
Refuerzo a flexión de losas Refuerzos especiales a flexión en base a pletinas preesforzadas
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REFUERZO ESTRUCTURAL
n ó i c c u r t s n o C
Por qué requieren ser reforzadas las estructuras?
1950
2012
MAYORES CARGAS
Aumento de trafico en puentes Estructuras sometidas a vibraciones
• •
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n Por qué requieren ser reforzadas las estructuras? ó i c c u r t s n o MAYORES CARGAS C Almacenamiento de Actualización de estructuras a •
elementos más
•
pesados
Instalación de maquinaria pesada •
nuevos códigos Prevención de dolorosos y costosos daños •
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n ó i c c u r t s n o C
Por qué requieren ser reforzadas las estructuras?
Eliminación de muros o columnas
CAMBIOS DE SISTEMA ESTRUCTURAL
Abertura de huecos en placas para instalación de escaleras y ascensores •
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n ó i c c u r t s n o C
Tipos de refuerzo y materiales
Recrecimiento de Sección
Postensionamiento externo
Refuerzo suplementario
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n ó i c c u r t s n o C
Sika CarboDur Láminas CFRP ®
®
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®
®
nSika CarboDur Datos Técnicos ó i c c u r t s n o C ® ® Sika CarboDur Limites del sistema
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n Sika CarboDur ó i c No tiene límites de longitud c u Bajo peso de las láminas para la r t aplicación s Fácil de trasponer. Espesor de las n láminas (1.2 - 1.4 mm) o C Costo adecuado para nuestro medio ®
®
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nSika® CarboDur ® ó i c No existe corrosión en las láminas Sika ® c Carbodur ® u r t s n o C
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nSISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i c c u r t s n o C REFUERZO ESTRUCTURAL CON PLETINAS SIKA ® CARBODUR
REFUERZO ESTRUCTURAL CON TEJIDOS SIKA ® WRAP
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n ó i c c u r t s n o C
Laminas de Sika CarboDur Formadas por fibras de carbono en forma de lamina embebidas en una matriz epoxica
Vista microscópica de la lamina
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n ó i c c u r t s n o C
Sika CarboDur Laminas de carbono
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nSISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i REFUERZO ESTRUCTURA L CO N c PLETINA S DE FIB RA DE CARB ONO c ® C A RB O DUR ® SIKA u r t s n o C
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n ó i c c u r t s n o C
Sika WRAP Tejidos de Carbono
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nSISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL ó i REFUERZO ESTRUCTURA L CO N c TEJIDO FIB RA DE VIDRIO SIK A WRA P ® c u r t s n o C
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n ó i c c u r t s n o C
Ventajas del sistema Sika Carbodur Sikawrap •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Poco peso Disponible en cualquier longitud Pequeño espesor Transportable en rollo de bajo peso y volumen Listo para usar Fácil de traslapar y entrecruzar Se instala sin interferencias con instalaciones existentes Económico de aplicar: sin equipos especiales Muy alta resistencia Fáciles de pintar o recubrir
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n ó i c c u r t s n o C
®
Sikadur -30 Epóxico Adhesivo
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n SikaDur 30 Datos Técnicos ó i c c u r t s n o C
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n Manejabilidad y almacenaje de los ó i productos c c Efecto de la temperatura en el tiempo de u endurecimiento r t Caliente = Rápido endurecimiento = Menor tiempo de trabajo s Frío = Endurecimiento lento = Mas tiempo de trabajo n o C Acondicionamiento de los materiales
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n ® Datos técnicos Sikadur -30 ó i c Condiciones de temperatura: c u r Baja temperatura Alta temperatura t s + Largo tiempo abierto + Rápido endurecimiento n + Largo pot life + Buena trabajabilidad o - Proceso lento de - Bajo tiempo abierto C endurecimiento
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n Requerimientos ó i Elevada tensión de adherencia al c hormigón, tabiques, acero y madera c u Elevada resistencia mecánica r t Elevada resistencia a la fluencia s n Alta resistencia a la humedad y a los o álcalis C
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n Datos técnicos Sikadur®-30 ó i c Temperatura de aplicación: c +10°C u r t Pot life 120 min s Tiempo abierto n o Tixotropía C
+35°C
40 min
30 min
20 mm
Humedad máxima del sustrato 4%
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nPreparación del adhesivo ó i Premezclar los componentes A & B c separadamente c Vaciar el componente B en el envase del u r componente A t s Proporción de mezclado n (A:B = 3:1) por peso o C
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n Mezclado del adhesivo ó i c Mezclar por tres minutos a velocidad lenta c No mezclar a mucha velocidad para evitar la u formación de burbujas de aire r t s n o C
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n Aplicación del adhesivo ó i c c El adhesivo es aplicado en el substrato u El adhesivo es aplicado en la lamina r t s n o C
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n ó i Aplicación del adhesivo c c Max. 1.0 mm espesor u r Aplicar con fuerza t sobre el substrato s n o C
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n ó i Laminas Sika CarboDur ® CFRP c c Carbon Fiber Reinforced Polymer u r Instalación t s n o C
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nManejabilidad y almacenaje de los productos ó i c Leer la hoja de datos de seguridad de c materiales u r Leer fichas técnicas de los productos t s Utilizar la siguiente protección: n Lentes de seguridad o Guantes de goma C
Proteger la piel
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n ó i c c u r t s n o C
Preparación del substrato
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n Preparación del substrato ó i Objetivo: c c Optima adherencia entre el substrato y el u adhesivo r t s n o C
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n Preparación del substrato ó i c c Procedimiento: u Escarificar la superficie para mejorar la adherencia r t Uniformizar irregularidades s Limpieza del substrato, libre de grasa y/o aceite n Libre de partículas sueltas y lechada de cemento o Remover el polvo con compresora de aire C Revisar la superficie a reforzar con regla metálica
Pull-off test en zona de refuerzo
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n Preparación del substrato ó i Superficie sin exceso de irregularidades: c c Superficies cóncavas causan descomposición de la fuerza u r t s Substrato n o C
Fuerza de tracción en el carbodur Fuerza de arrancamiento
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n ó i Preparación del substrato c Superficie sin exceso de irregularidades: c u Tolerancias del substrato: r para 2 m de longitud max. 10 mm t s para 0.5 m de longitud max. 2.5 mm n o Para regularizar la superficie, usar C Sikadur ® - 30 con filler de cuarzo
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n Estrato de Hormigón ó i Antes y después de la preparación c Lechada de cemento débil c u r t s n o Antes del tratamiento 10 mm C
Después del tratamiento
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n ó i Preparación del substrato c Substratos: c u Hormigón r t s n o Tabiqueria C
Madera
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n ó i Preparación del substrato c Substrato: c Hormigón Madera u r t s n o Tabiqueria C
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n ó i Preparación del substrato c Limpieza: c u H: Hormigón M: Madera T: Tabiqueria r t Pulido con chorro de arena H M s Rectificado H M n Texturizador H o Cepillado M C
T
Substrato libre de polvo !
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n ó i Preparación de la superficie c c u r t s n o C
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n Preparación de la superficie ó i c c u r t s n o C
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n ó i Preparación del substrato c c Pull-off test (ensayo de arrancamiento): u Al menos 3 pruebas r t en la zona donde se s pegará la lamina n Sika CarboDur o C
®
®
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n Preparación del substrato ó i c Pull-off test : c u Pegado de disco de acero de 50 mm de diámetro a r la superficie a evaluar t s Perforación en el perímetro del disco con profundidad de 5 mm aproximadamente n Proceder a la prueba o Hormigón: C
2
Tensión media de arrancamiento: 2 N/mm
Tensión minima de arrancamiento: 1.5 N/mm
2
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n Condiciones de ambiente ó i Medir la temperatura ambiente c c Medir la humedad del substrato, < 4% u Medir el punto de rocío r t s n o C
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n ó i Determinación del punto de rocío c c Punto de rocío = u Temperatura a la que r t empieza a condensarse el s vapor de agua contenido en el aire produciendo rocío n % r.F. o T Temperatura del T C substrato debe ser: L
B
TB=Punto de rocío > 3°C
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n ó i Determinación del punto de rocio c Punto de rocío c u r t s n o C
%r.F.
Dew point (°C) in function of relative air humidity (% r.F.):
Temperature [°C] 0
TL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-
-27.9
-20.2
-15.4
-12.0
-9.2
-6.8
-4.8
-2.8
-1.4
0.0
1
-
-27.2
-19.3
-14.5
-11.1
-8.2
-5.8
-3.8
-1.9
-0.4
+1.0
2
-
-26.4
-18.5
-13.7
-10.2
-7.3
-5.0
-2.8
-1.0
+0.6
+2.0
3
-
-25.6
-17.7
-12.9
-9.4
-6.4
-4.1
-1.9
-0.1
+1.5
+3.0
4
-
-24.8
-16.8
-12.0
-8.5
-5.5
-3.1
-1.0
+0.8
+2.5
+4.0
5
-
-24.0
-15.9
-11.2
-7.6
-4.6
-2.2
-0.1
+1.8
+3.5
+5.0
6
-
-23.1
-15.0
-10.3
-6.6
-3.7
-1.3
+0.8
+2.8
+4.5
+6.0
7
-
-22.3
-14.2
-9.4
-5.7
-2.8
-0.4
+1.8
+3.8
+5.5
+7.0
8
-
-21.6
-13.5
-8.5
-4.8
-1.8
+0.6
+2.8
+4.8
+6.5
+8.0
9
-
-21.0
-12.8
-7.6
-3.8
-0.8
+1.6
+3.8
+5.8
+7.4
+9.0
10
-
-20.2
-12.0
-6.7
-2.9
+0.1
+2.5
+4.8
+6.8
+8.4
+10.0
11
-
-19.5
-11.1
-5.9
-2.0
+0.9
+3.5
+5.7
+7.8
+9.4
+11.0
12
-
-18.7
-10.2
-5.0
-1.2
+1.7
+4.4
+6.6
+8.7
+10.4
+12.0
13
-
-17.9
-9.4
-4.2
-0.3
+2.6
+5.3
+7.5 +9.7
+11.4
+13.0
14
-
-17.2
-8.6
-3.3
+0.6
+3.5
+6.2
+8.5
+10.6
+12.3
+14.0
15
-
-16.4
-7.8
-2.4
+1.5
+4.5
+7.2
+9.5
+11.6
+13.3
+15.0
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n Preparación de las laminas Sika® ó i CarboDur® c c Longitud u Verificar la longitud antes de la aplicación r t Limpieza con un trapo y agua ras s n Remover polvo, aceite, grasa, etc. o C Verificación visual
Rectilineidad
Defectos
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n ó i Cortado de laminas de FRP c c u Hoja diamantada r O cierra mecánica es aceptable.. t s n o C
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n ® Fácil manejo de la lamina de Sika ó i Carbodur ® c c u r t s n o C
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n ó i Limpieza de la lamina CFRP c c Usar agua ras u r Pasar con un trapo limpio t s Remover todo el polvo n o C
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n ó i c c u r t s n o C
Aplicación de Láminas ® ® Sika CarboDur Sika Bolivia
n ó i Aplicación de la lamina Sika ® CarboDur ® c c La superficie a dos agua asegura el contacto total del adhesivo con la superficie u r t s Preparación del substrato n o Sikadur -30 Aire C
®
LaminaSika ® CarboDur ® Sikadur ® -30
Rodillo
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n ó i Aplicación del epóxico a la lamina c c Controlar la u uniformidad del r espesor en la t s aplicación n La aplicación del o epóxico es rápida y C simple
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n ó i Instalación de la lamina c c Colocar la lamina u manualmente r t Trabajar de un s extremo a otro n o Presionar C moderadamente
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n ó i c c u r t s n o C
Presionar la lamina CFRP sobre el hormigón Presionar la lamina sobre el hormigón con un rodillo Asegurarse de retirar bolsas de aire
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n ó i Aplicación de la lamina Sika ® CarboDur ® c c La lamina de Sika ® CarboDur ® es u presionada con la ayuda de un rodillo r t s n o C
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n ó i Eliminación de exceso de epóxico c c Estético u r Inspección visual de t la línea de aplicación s n o C
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n ó i Intersecciones c c Aplicación de la primera capa de forma usual u Antes de la aplicación de la segunda capa la r t primera debe ser limpiada s n o C
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n ó i c c u r t s n o C
Calculo del refuerzo FRP Sika Carbodur
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n NORMAS UTILIZADAS PARA EL CALCULO ó i c c El calculo de refuerzo FRP se basa en u base a 2 normas: r t s ACI 440.2R – 2008 (Norma Americana) n o C FIB (Norma Europea)
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n Datos necesarios para el cálculo ó i Esfuerzos iniciales sin incluir el nuevo c requerimiento de cargas (Momentos, c u Cortantes, Normales, según sea el caso r de análisis). t s Esfuerzos con el nuevo requerimiento. n Secciones de los elementos a reforzar o (Vigas, Columnas, Losas). C
Cuantía de acero del elemento.
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n ó i c c u r t s n o C
Datos necesarios para el calculo
Resistencia del hormigón a la compresión f’c.
Fluencia del acero fy. Modulo de elasticidad del acero E. Propiedades de las laminas de Sika Carbodur.
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n Longitud de Desarrollo ó i c c u r t s n o C n = Numero de pletinas o capas de FRP • • • •
Ef tf
= = f’c =
Modulo de elasticidad del FRP Espesor del diseño nominal del FRP Esfuerzo a la compresión del hormigón
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n Planilla calculo a Flexión ó i c c u r t s n o C
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n Planilla calculo a Flexión ó i c c u r t s n o C
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n Planilla calculo a Flexión ó i c c u r t s n o C
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n Propiedades Sika Carbodur ó i c c u r t s n o C
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n ó i c c u r t s n o C
Ejemplos de refuerzo de obras de arte con productos SIKA Sika Bolivia
n PERU ó i c PROYECTO c Puentes Pucalpa, Aguaytia u PROBLEMA r Transporte de equipo pesado t para la construcción de una s central eléctrica n SOLUCION o Refuerzo de vigas de C concreto postensadas con
platinas Sika® Carbodur ® S-512 y S-812, Epóxico Sikadur ® 30
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n COLOMBIA ó i c PROYECTO c Puente vehicular u Cocorna r PROBLEMA t Fisuras diagonales s en los muros de viga cajón n SOLUCION o Refuerzo de vigas con C platinas Sika Carbodur
®
®
S-512 y Epóxico Sikadur ® 30
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n COLOMBIA ó i c PROYECTO c Puentes Avenida 26, u Avenida Caracas r PROBLEMA t Mejoramiento capacidad s de carga n SOLUCION o Refuerzo de vigas con C platinas Sika Carbodur
®
®
S-1012 y Epóxico Sikadur ® 30
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n COLOMBIA ó i c PROYECTO c Refuerzo de un muro u de hormigón en la r Universidad de Bogota t PROBLEMA s Cambio en las condiciones n del trabajo del muro o SOLUCION C Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur ® S-512 y Epóxico Sikadur ® 30
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n CHILE ó i c PROYECTO c Centro Comercial u PROBLEMA r Fisuras por cortante en t viga de hormigón por s sobrecarga n SOLUCION o Refuerzo a cortante con C SikaWrap
®
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n GUATEMALA ó i c PROYECTO c Colegio u PROBLEMA r Daño en columna por un t terremoto. Insuficiente s acero de refuerzo n SOLUCION o Reparación y refuerzo C sísmico con SikaWrap
®
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n BOLIVIA ó i c PROYECTO c Banco Central de Bolivia u PROBLEMA r Fisuras por cortante en muros de t viga cajón de hormigón por s sobrecarga n SOLUCION o Refuerzo de vigas con C platinas Sika Carbodur
®
®
S-512 y Epóxico Sikadur ® 30
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n BOLIVIA ó i c PROYECTO c Estadio Félix Capriles u PROBLEMA r Corrosión de armaduras por t que no cumplía recubrimientos s y el hormigón se encontraba n deteriorado. o SOLUCION C Refuerzo de vigas y losas con
platinas Sika® Carbodur ® S-512 y Epóxico Sikadur ® 30
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n BOLIVIA ó i c PROYECTO c Planta de EMISA u PROBLEMA r Aumento de cargas, por t nueva maquinaria instalada s falla a corte y flexión en n vigas. o SOLUCION C Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur ® S-512 y Epóxico Sikadur ® 30.
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n BOLIVIA ó i c PROYECTO c Banco BISA Santa Cruz u PROBLEMA r Aumento de cargas, por t Cambio de uso de las s instalaciones de oficinas a n depositos. o SOLUCION C Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur ® S-512 y Epóxico Sikadur ® 30 y sellado
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n ESTA DOS UNIDOS ó i c PROYECTO c Puente el Cairo u PROBLEMA r Insuficiente resistencia de t las pilas a sismo s SOLUCION n Refuerzo con SikaWrap o 100G y C Sikadur 300
®
®
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n GRECIA ó i c PROYECTO c Puente Katerini u PROBLEMA r Insuficiente capacidad de carga t debido a incremento de tráfico s SOLUCION n Refuerzo de vigas con o platinas Sika Carbodur C S-512 y Epóxico Sikadur 30
®
®
®
Sika Bolivia
n SUIZA ó i c PROYECTO c Puente Oberriet - Meiningen u PROBLEMA r Insuficiente capacidad de carga t debido a incremento de tráfico s SOLUCION n Refuerzo de vigas con o platinas Sika Carbodur C S-812 y Epóxico Sikadur 30
®
®
®
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n TURQUIA ó i c PROYECTO c Puente Göksu u PROBLEMA r Insuficiente capacidad de carga t debido a incremento de tráfico s SOLUCION n Refuerzo de vigas con o platinas Sika Carbodur C S-1012, Epóxico Sikadur 30
®
®
®
SikaWrap® 230C y Sikadur ® 330
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n TAILANDIA ó i c PROYECTO c Puente # 3, Ruta 331 u PROBLEMA r Insuficiente capacidad de carga t debido a vehículos militares s SOLUCION n Refuerzo de vigas con platinas o Sika Carbodur S-512, Epóxico Sikadur C 30, SikaWrap 230C y Sikadur 330
®
®
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