Construcción Refuerzo y Reparación de Estructuras de Hormigón Sika Bolivia
Construcción 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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Construcción 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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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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ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS Diversos factores tales como: Daños Deterioros Vulnerabilidad potencial o efectiva ante agentes mecánicos, físicos o químicos Aumento de solicitaciones Cambio de uso estructural Actualización en requerimientos de códigos y normativas Errores de diseño y construcción Sika Bolivia
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ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS Las características de la estructura que pueden modificarse en un proceso de Recuperación Estructural son: su resistencia, rigidez, ductilidad, masa y sistemas de fundaciones. Existen otras propiedades fundamentales asociadas a condiciones de servicio que pueden estar referidas a un proceso de RECUPERACIÓN, como por ejemplo la impermeabilidad. Sika Bolivia
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ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS
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ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS Evidentemente, para una correcta definición de los objetivos de rehabilitación, se debe realizar en forma eficiente cada una de las etapas. Sin embargo, considerando las grandes dificultades asociadas, es primordial evitar errores en la fase de diagnóstico, donde se obtendrán los parámetros fundamentales para el correcto desarrollo de las etapas posteriores. Para esto, se debe planificar y ejecutar de forma óptima los ensayos y análisis requeridos. Sika Bolivia
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SISTEMAS DE REPARACION
Un proceso de Recuperación tiene como faena básica la Reparación, esto es, cuando a una estructura dañada se le restituye su capacidad original, fundamentalmente respecto de resistencia y rigidez. Un proceso de reparación puede considerar distintos aspectos y zonas de interés en los elementos estructurales, como por ejemplo reparación de bordes de juntas, grietas, reparaciones superficiales, cangrejeras, reconstitución y anclaje de armaduras, etc. Sika Bolivia
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SISTEMAS DE REPARACION
CORROSION DE ARMADURAS
GRIETAS Y FISURAS
CANGREJERAS
DESGASTE SUPERFICIAL
DAÑOS EN JUNTAS Y BORDES
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SISTEMAS DE REPARACION INYECCION DE GRIETAS Y FISURAS Sikadur® 52 previo sellado con Sikadur 31® HMG
Dique de mortero de cemento
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SISTEMAS DE REPARACION
INYECCION DE GRIETAS Y FISURAS CON MOVIMIENTO Sikadur® 52 previo sellado con Sikadur 31® HMG y refuerzo con Sika ® Carbodur Fisura inyectada con Sikadur ® 52
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SISTEMAS DE REPARACION
SELLADO ELASTICO DE GRIETAS Y FISURAS Sikadur® Combiflex o Sikaflex®
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SISTEMAS DE REPARACION
REPARACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Reparación de daños superficiales
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SISTEMAS DE REPARACION
REPARACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Reparación de cangrejeras y daños profundos
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
La faena de un proceso de Recuperación Estructural denominada Refuerzo consiste en la modificación de las características de una estructura dañada o sin daño, de modo de alcanzar un nivel de seguridad predeterminado mayor al original.
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
Existen distintos métodos para alcanzar un nivel de seguridad estructural mayor al original, como por ejemplo: Aumento de resistencia y/o ductilidad de elementos mediante encamisados de hormigón armado Adición de pletinas metálicas o adición de sistemas exteriores de fibra de carbono Aumento de rigidez mediante adición de muros de hormigón armado, diagonales de acero o contrafuertes Sika Bolivia
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
Para los distintos sistemas de refuerzo, Sika® presenta distintos productos y tecnologías destacándose entre ellos los sistemas de refuerzo de fibra de carbono Sika® Carbodur®.
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
Los sistemas de refuerzo de fibra de carbono Sika® Carbodur® permiten entre otras cosas: Confinamiento y refuerzo a flexión, corte y torsión de vigas y columnas de hormigón armado Refuerzo al corte de muros de albañilería y hormigón armado Refuerzo a flexión de losas Refuerzos especiales a flexión en base a pletinas preesforzadas Sika Bolivia
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO ESTRUCTURAL CON PLETINAS SIKA® CARBODUR
REFUERZO ESTRUCTURAL CON TEJIDOS SIKA® WRAP
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO ESTRUCTURAL CON PLETINAS DE FIBRA DE CARBONO SIKA® CARBODUR®
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO ESTRUCTURAL CON TEJIDO FIBRA DE VIDRIO SIKAWRAP®
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
ENCAMISADO DE HORMIGÓN ARMADO
31 HMG
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
ADICION DE MUROS DE HORMIGON ARMADO 31 HMG
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Sika CarboDur Láminas CFRP ®
®
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Construcción
®
®
Sika CarboDur vs Pletina de Acero
No tiene límites de longitud
Bajo peso de las láminas para la aplicación
Fácil de trasponer. Espesor de las láminas (1.2 - 1.4 mm)
Elevado costo del material, bajo costo de aplicación
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®
®
Sika CarboDur vs Pletina de acero
No existe corrosión en las láminas Sika® Carbodur®
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Sika® CarboDur® vs Pletinas de acero
Propiedades
Lamina Sika® CarboDur® CFRP
Resistencia a la 2400 MPa tracción Alargamineto de 1.4% ruptura Módulo de elastisidad 155000 MPa E
Pletina de acero 248 Mpa (A36) 0.12% 200000 MPa
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Sika® CarboDur® vs Pletinas de acero
Propiedades Resistencia a la tracción
Lamina Sika® CarboDur® CFRP Muy alto
Pletina de acero Bajo vs CFRP
Módulo de elastisidad Tres módulos diferentes
Constante
Resistencia a la fatiga Excelente
Bueno
Corrosión
No corrosivo
Corrosivo
Peso
Liviano
Pesado
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Sika® CarboDur® vs Steel Plates Propiedades Properties
® Lamina Sika® ® Sika CarboDur ® CFRP CarboDur CFRP Plates
Steel Pletinas de acero Plates
Longitud de láminas
Sin limitación
Limitado por peso
Manejabilidad
Fácil – láminas flexibles
Dificil – Pletinas rigidas
Traslapes
Fácil – láminas delgadas Dificil
Costo del material
Alto
Bajo
Costo de aplicación
Bajo
Alto
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®
Laminas Sika CarboDur CFRP Carbon Fiber Reinforced Polymer
Instalación
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Manejabilidad y almacenaje de los productos
Leer la hoja de datos de seguridad de materiales
Leer fichas técnicas de los productos
Utilizar la siguiente protección:
Lentes de seguridad Guantes de goma Proteger la piel
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®
Sikadur -30 Epóxico Adhesivo
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Manejabilidad y almacenaje de los productos
Efecto de la temperatura en el tiempo de endurecimiento
Caliente = Rápido endurecimiento = Menor tiempo de trabajo Frío = Endurecimiento lento = Mas tiempo de trabajo
Acondicionamiento de los materiales
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Datos técnicos Sikadur®-30 Condiciones de temperatura:
Baja temperatura
Alta temperatura
+ Largo tiempo abierto + Largo pot life - Proceso lento de endurecimiento
+ Rápido endurecimiento + Buena trabajabilidad - Bajo tiempo abierto
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Requerimientos
Elevada tensión de adherencia al hormigón, tabiques, acero y madera
Elevada resistencia mecánica
Elevada resistencia a la fluencia
Alta resistencia a la humedad y a los álcalis
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Datos técnicos Sikadur®-30 Temperatura de aplicación: +10°C
+35°C
120 min
40 min
Pot life
Tiempo abierto
30 min
Tixotropía
20 mm
Humedad máxima del sustrato 4%
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Preparación del adhesivo
Premezclar los componentes A & B separadamente
Vaciar el componente B en el envase del componente A
Proporción de mezclado (A:B = 3:1) por peso
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Mezclado del adhesivo
Mezclar por tres minutos a velocidad lenta
No mezclar a mucha velocidad para evitar la formación de burbujas de aire
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Aplicación del adhesivo
El adhesivo es aplicado en el substrato
El adhesivo es aplicado en la lamina
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Aplicación del adhesivo
Max. 1.0 mm espesor
Aplicar con fuerza sobre el substrato
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Preparación del substrato
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Preparación del substrato Objetivo: Optima adherencia entre el substrato y el adhesivo
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Preparación del substrato Procedimiento:
Escarificar la superficie para mejorar la adherencia
Uniformizar irregularidades
Limpieza del substrato, libre de grasa y/o aceite
Libre de partículas sueltas y lechada de cemento
Remover el polvo con compresora de aire
Revisar la superficie a reforzar con regla metálica
Pull-off test en zona de refuerzo
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Preparación del substrato Superficie sin exceso de irregularidades:
Superficies cóncavas causan descomposición de la fuerza
Substrato
Fuerza de tracción en el carbodur
Fuerza de arrancamiento
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Preparación del substrato Superficie sin exceso de irregularidades: Tolerancias del substrato:
para 2 m de longitud max. 10 mm
para 0.5 m de longitud max. 2.5 mm
Para regularizar la superficie, usar ® Sikadur - 30 con filler de cuarzo
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Estrato de Hormigón Antes y después de la preparación Lechada de cemento débil
Antes del tratamiento
10 mm
Después del tratamiento
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Preparación del substrato Substratos: Hormigón
Madera
Tabiqueria
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Preparación del substrato Substrato: Hormigón
Madera
Tabiqueria
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Preparación del substrato Limpieza: H: Hormigón
M: Madera
T: Tabiqueria
Pulido con chorro de arena Rectificado Texturizador Cepillado
H H H M
M M
T
Substrato libre de polvo !
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Preparación de la superficie
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Preparación de la superficie
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Preparación del substrato Pull-off test (ensayo de arrancamiento):
Al menos 3 pruebas en la zona donde se pegará la lamina Sika® CarboDur®
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Preparación del substrato Pull-off test :
Pegado de disco de acero de 50 mm de diámetro a la superficie a evaluar Perforación en el perímetro del disco con profundidad de 5 mm aproximadamente
Proceder a la prueba
Hormigón: 2
Tensión media de arrancamiento: 2 N/mm
Tensión minima de arrancamiento: 1.5 N/mm
2
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Aplicación de Láminas ® ® Sika CarboDur Sika Bolivia
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Condiciones de ambiente
Medir la temperatura ambiente
Medir la humedad del substrato, < 4%
Medir el punto de rocío
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Determinación del punto de rocío
TL
% r.F. TB
Punto de rocío = Temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire produciendo rocío
Temperatura del substrato debe ser: TB=Punto de rocío > 3°C
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Determinación del punto de rocio
%r.F.
Punto de rocío 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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Preparación de las laminas Sika® CarboDur®
Longitud
Limpieza con un trapo
Verificar la longitud antes de la aplicación
Remover polvo, aceite, grasa, etc.
Verificación visual
Rectilineidad
Defectos
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Cortado de laminas de FRP
Hoja diamantada O cierra mecánica es aceptable..
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Fácil manejo de la lamina de Sika® Carbodur®
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Limpieza de la lamina CFRP
Usar agua ras
Pasar con un trapo limpio
Remover todo el polvo
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Aplicación de la lamina Sika® CarboDur®
La superficie a dos agua asegura el contacto total del adhesivo con la superficie Preparación del substrato
Sikadur®-30 Aire LaminaSika® CarboDur® Sikadur®-30
Rodillo
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Aplicación del epóxico a la lamina
Controlar la uniformidad del espesor en la aplicación
La aplicación del epóxico es rápida y simple
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Instalación de la lamina
Colocar la lamina manualmente
Trabajar de un extremo a otro
Presionar moderadamente
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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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Construcción
Aplicación de la lamina Sika® CarboDur® La lamina de Sika® CarboDur® es presionada con la ayuda de un rodillo
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Construcción
Eliminación de exceso de epóxico
Estético
Inspección visual de la línea de aplicación
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Construcción
Intersecciones
Aplicación de la primera capa de forma usual
Antes de la aplicación de la segunda capa la primera debe ser limpiada
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Ejemplo de calculo de refuerzo con ® ® Sika Carbodur Sika Bolivia
0,55
g = 18.14 [kN/m] q1 = 12.50 [kN/m] q = 25.00 [kN/m] q 2 = 37.50 [kN/m] 0,60
7,50 [m]
0,05
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Ejemplo de Calculo Viga con doble empotramiento
0,30
H-25 B-500 S 4Ø16 = 804.25 [mm²]
MOMENTO FLECTOR DURANTE EL REFUERZO =
MOMENTO EN EL TRAMO 42,52 42,52
Mo
MOMENTO DE REFUERZO REQUERIDO PARA EL DISEÑO =
109,33
208,94
Msd
MOMENTO DE SERVICIO ACTUANTE (CARGA EXTRAORDINARIA) =
71,81
130,41
Mser,r
MOMENTO DE SERVICIO ACTUANTE (CARGA CUASI PERMANENTE) =
52,28
71,81
Mser,q-p
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Ejemplo de Calculo Introducción de datos
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Construcción
Ejemplo de Calculo Introducción de datos
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Construcción
Ejemplo de Calculo Introducción de datos
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Ejemplo de Calculo Introducción de datos
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Ejemplo de Calculo Introducción de datos
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Construcción
Ejemplo de Calculo
Resultados (a)
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Ejemplo de Calculo
Deformaciones (a)
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Construcción
Ejemplo de Calculo
Calculo de Sika® Carbodur®
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Construcción
Ejemplo de Calculo
Resultados (b)
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Construcción
Ejemplo de Calculo
Deformaciones (b)
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Ejemplo de Calculo
Longitud de Anclaje xA=1.45 [m] para el cual MA=157.99 [kNm] Con lo que L=3.34 [m]
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Ejemplos de refuerzo de obras de arte con productos SIKA Sika Bolivia
Construcción
PERU
PROYECTO Puentes Pucalpa, Aguaytia PROBLEMA Transporte de equipo pesado para la construcción de una central eléctrica SOLUCION Refuerzo de vigas de concreto postensadas con platinas Sika® Carbodur® S-512 y S-812, Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
COLOMBIA
PROYECTO Puente vehicular Cocorna PROBLEMA Fisuras diagonales en los muros de viga cajón SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
COLOMBIA
PROYECTO Puentes Avenida 26, Avenida Caracas PROBLEMA Mejoramiento capacidad de carga SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-1012 y Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
COLOMBIA
PROYECTO Refuerzo de un muro de hormigón en la Universidad de Bogota PROBLEMA Cambio en las condiciones del trabajo del muro SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
CHILE
PROYECTO Centro Comercial PROBLEMA Fisuras por cortante en viga de hormigón por sobrecarga SOLUCION Refuerzo a cortante con SikaWrap®
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Construcción
GUATEMALA
PROYECTO Colegio PROBLEMA Daño en columna por un terremoto. Insuficiente acero de refuerzo SOLUCION Reparación y refuerzo sísmico con SikaWrap®
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BOLIVIA
PROYECTO Banco Central de Bolivia PROBLEMA Fisuras por cortante en muros de viga cajón de hormigón por sobrecarga SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
ESTADOS UNIDOS
PROYECTO Puente el Cairo PROBLEMA Insuficiente resistencia de las pilas a sismo SOLUCION Refuerzo con SikaWrap® 100G y Sikadur® 300
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Construcción
GRECIA
PROYECTO Puente Katerini PROBLEMA Insuficiente capacidad de carga debido a incremento de tráfico SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
SUIZA
PROYECTO Puente Oberriet - Meiningen PROBLEMA Insuficiente capacidad de carga debido a incremento de tráfico SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-812 y Epóxico Sikadur® 30
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Construcción
TURQUIA
PROYECTO Puente Göksu PROBLEMA Insuficiente capacidad de carga debido a incremento de tráfico SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-1012, Epóxico Sikadur® 30 SikaWrap® 230C y Sikadur® 330
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Construcción
TAILANDIA
PROYECTO Puente # 3, Ruta 331 PROBLEMA Insuficiente capacidad de carga debido a vehículos militares SOLUCION Refuerzo de vigas con platinas Sika® Carbodur® S-512, Epóxico Sikadur® 30, SikaWrap® 230C y Sikadur® 330
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GRACIAS !!! Sika Bolivia
