Materiales y nuevos métodos de consolidación y rehabilitaciòn
Consolidaciones estructurales
Los sistemas y los materiales que utiliza Edilsystem srl se encuentran entre los más innovadores y avanzados del mercado, como fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras de basalto, fibras de lino, fibras de cáñamo, tela de fibra de acero, que se utiliza principalmente en los siguientes campos:
-
MEJORA SÍSMICA
-
ADECUACIÓN SÍSMICA
-
CONSOLIDACIÓN DE EDIFICIOS DAÑADOS POR UN TERREMOTO
-
AUMENTO DE SOBRECARGA
-
RECUPERACIÓN DE ARMAZONES CORROÍDOS
-
ADECUACIÓN A LA NORMATIVA
-
ERRORES DE DISEÑO
-
EJECUCIONES
MEJORA SÍSIMICA
Las intervenciones de mejora sísmica tienen como fin reducir las deficiencias de un diseño que no tenía en cuenta las acciones sísmicas actuales y/o las consideraba inferiores a lo que son. El diseñador, al evaluar la seguridad determinará la entidad máxima de las acciones sísmicas previstas por la Normativa Técnica de Construcción a las que podrá resistir la estructura en cuestión, localizando los elementos en los que la capacidad de resistencia (o deformación) sea inferior a la correspondiente demanda.
De modo que en la fase de cálculo habrá que evaluar la forma de intervenir, utilizando materiales de última generación como el FRP para lograr:
- aumento de la capacidad de deformación de la estructura;
- aumento de la ductilidad y la capacidad de resistencia a la flexión y presión de los pilares;
- aumento de la resistencia a la deformación y corte de vigas y tejas.
ADAPTACIÓN SÍSMICA
En el caso de adaptación sísmica es obligado realizar una evaluación de la seguridad y, en caso necesario, de la adaptación del edificio, en caso de que se desee:
- elevar la construcción o ampliarla por medio de obras relacionadas con la estructura de la construcción;
- hacer cambios de clase y/o destino de uso que impliquen incrementos superiores al 10% en las cargas globales soportadas;
- emprender intervenciones estructurales finalizadas a transformar el edificio a través de un conjunto sistemático de obras que lleven a una estructura de edificio diferente de la anterior.
El Decreto del FARE (DL 63/2013) prevé la posibilidad de beneficiarse de una deducción del 65% para la adaptación sísmica de edificios destinados a actividades de producción o vivienda siempre que se encuentren en la zona clasificación sísmica de 1 ó 2.
Con el sistema «CARBOSYSTEM» puede intervenir en las siguientes situaciones:
Consolidación de las estructuras de hormigón
- Recuperación de la capacidad de carga de los elementos estructurales, debido a la degradación o corrosión de las varillas de refuerzo;
- Refuerzo de la flexión y del corte, en cemento armado en vista y grosor;
- Restablecimiento de la función estructural de los soportes, insuficientes o degradados;
- Cerclaje para el refuerzo de los pilares de todos los tamaños y formas;
- Aumento de la resistencia a la compresión del hormigón en los pilares;
- Refuerzo del armazón en cemento armado también para aumentos inesperados de carga;
- Conexiones estructurales de las articulaciones viga-columna;
- Refuerzos de plano en estructuras de cemento armado conectadas con la estructura vertical;
- Recuperación de la capacidad de carga de los elementos estructurales dañados por incendios, choques o infiltraciones;
- Cambio de uso del edificio, si es necesario aumentar la capacidad de carga de vigas, columnas y estructuras.
Refuerzo de flexión y corte de elementos estructurales en mampostería
- Recuperación y/o aumento de la capacidad de la capacidad de carga de los paneles de pared;
- Refuerzo de columnas y pilares de ladrillo de cualquier forma;
- Conexiones estructurales entre la mampostería y la estructura de cemento armado;
- Cerclaje de contención externo o interno de estructuras de mampostería;
- Consolidación estructural de paredes irregulares o dañadas;
- Recuperación de la continuidad estructural entre los elementos horizontales y verticales o elementos curvos;
- Creación de bordillos de contención de plano para buhardillas.
Refuerzo de estructuras abovedadas, cúpulas, arcos
- Consolidación de bóvedas de cañón, bóvedas de crucería, bóvedas de claustro, bóvedas mixtas.
- Consolidación de los arcos medio punto, arcos bajos, arbotantes, de arco apuntado, o arcos elípticos.
- Consolidación de bóvedas de cañas.
Todas las intervenciones sobre estructuras abovedadas se pueden realizar tanto en el intradós como en el extradós, según la posibilidad de acceso.
Refuerzo de estructuras de madera
Se pueden reforzar las estructuras mediante la aplicación de tejidos o láminas pultrusionadas en fibra de carbono o mediante la inserción de perfiles estructurales de fibra de vidrio obtenidos por procesos de pultrusión trabajados en caliente en baños de resinas termoestables.
En particular, el uso de FRP es ideal para el refuerzo de flexión de las vigas tanto primarias como secundarias, y también para:
- reducir las deformaciones
- aumentar la capacidad de soporte de carga
- aumentar la resistencia a la fatiga
- se puede dosificar la cantidad de refuerzo en la función del rendimiento requerido
- aceleración de los tiempos de trabajo
- ligereza de la intervención, sin incremento de las cargas permanentes
USO DE MATERIAL COMPUESTO EN LA CONSTRUCCIÓN
Los materiales compuestos, constituidos por un refuerzo de fibras con elevadas propiedades mecánicas y por una matriz (epoxi o cemento) que garantiza la adherencia de las láminas del tejido de soporte y por lo tanto la transferencia de cargas, son un método eficaz para el refuerzo y la restauración de obras de construcción.
La edición por parte del CNR de nuevas regulaciones DT 200/2004, 201/2005 DT, DT 202/2005, y las sucesivas modificaciones e integraciones para la aplicación de materiales compuestos en la construcción han dado un giro significativo a la utilización de fibras de carbono -vidrio-etc. a todas las operaciones de restauración y fortalecimiento de las estructuras dañadas de la construcción civil, industrial, y en particular monumental.
Los refuerzos se aplican por laminación directa sobre la superficie que debe ser reforzada por impregnación con una matriz a base de resinas de tipo epoxi, y más recientemente con los sistemas que prevén el uso de cemento o base de cal.
El conocimiento de las interacciones de fibra-matriz, los fenómenos de adhesión en la interfaz, la calidad de los materiales, la experimentación y la verificación que se derivan de los mismos, son los únicos elementos que pueden constituir una buena garantía de calidad de estos sistemas.
Edilsystem Ltd. ofrece una línea completa de productos para la consolidación estructural, todas las resinas / morteros y las fibras usadas están certificadas y sujetas a controles de calidad, tanto internos como de los laboratorios ministeriales.
-
Fibras de carbono
Tienen unas elevadísimas propiedades mecánicas y una gran resistencia química a todos los agentes químicos y una garantía de duración prácticamente infinita; se dividen en: alto y muy alto módulo elástico, pueden ser unidireccionales, bidireccionales, cuadros axiales, etcétera.
-
Fibras de vidrio
Son los más económica que las fibras de carbono, pero presentan propiedades mecánicas significativamente inferiores, se deforman con mayor facilidad y resisten menos a la compresión.
-
Fibras de aramida
Estas fibras pertenecen a la categoría de las “poliamidas aromáticas”, tienen altas propiedades mecánicas y una gran capacidad de disipación de la energía vibratoria. En comparación con las fibras de vidrio y de carbono tienen menor densidad, pero mayor absorción de agua, una menor resistencia a las variaciones de pH y mayor sensibilidad a la radiación, en particular radiación UV, además, si se las somete a una carga constante pueden presentar fenómenos sensibles de “Creep”.
-
Fibras de acero
Están formadas por microcordones de acero galvanizado de alta resistencia, fijados sobre una micro red de fibra de vidrio que facilita la fase de instalación, se presentan en el mercado como tejidos unidireccionales de fáciles de trabajar y perfilar. Los tejidos de fibra de acero galvanizado garantizan recursos estructurales y mecánicos únicos, muy superiores a los tradicionales tejidos de fibra de carbono-vidrio-aramida, por lo que resultan particularmente eficaces en las diversas aplicaciones para el refuerzo estructural y la mejora o adecuación sísmica, así como en la realización de adecuados sistemas de conexión de placas, en combinación con y conector e inyector. Se pueden estirar para realizar refuerzos estructurales y principios activos, por medio de sistemas especiales de anclaje mecánico, gracias a las características particulares de la tela, que no requieren la impregnación previa de las cintas, y al mismo tiempo permiten el anclaje y el agarre mediante placas de metal sin tener que recurrir a atenciones particulares como en cambio se requiere con todos los otros tipos de fibras y tejidos del mercado. Se pueden moldear por medio de una plegadora especial que permite modelar fácilmente los tejidos sin alterar las propiedades mecánicas para producir estribos de vigas y pilares de bandas y otros pliegues necesarios en el trabajo de consolidación estructural necesaria.
-
Refuerzos pultrusionados y laminados
Las láminas pultrusionadas, generalmente de fibra de carbono, pueden producirse en diferentes gruesos y anchos, utilizando fibras de carbono de alta tenacidad (HT) o del tipo de alto módulo (HM). Debido a su estabilidad dimensional, lo que no permite ninguna curvatura, sólo se utilizan en estructuras perfectamente rectilíneas, como vigas y estructuras de hormigón. Las láminas obtenidas por medio de técnicas al vacío a rodar, se producen únicamente a petición del diseñador, cuando se necesiten características particulares que no puedan obtenerse con los procesos de pultrusión estándar. Las barras pultrusionadas de fibra de carbono, fibra de aramida o fibra de vidrio, se producen con diferentes diámetros y longitudes. Las barras continuas en rollos, de fibra de carbono, se pueden producir solamente con diámetros de menos de 8 mm. Las barras tienen muchos usos: conectores, abrazaderas y conexiones tanto para estructuras de hormigón, como de mampostería.
-
Perfiles pultrusionados estructurales
Los perfiles pultrusionados son, en cambio, elementos de materiales compuestos obtenidos por la técnica de la pultrusión. Estos materiales compuestos particulares están hechos de resinas orgánicas de tipo sintético, normalmente fibras de vidrio. Los perfiles pultrusionados de fibra de vidrio se componen de fibras largas y tejidos y también se llaman Fiber Reinforced Polymers o FRP, Glass Fiber Reinforced Polymer (GRFP) en el caso de fibras de vidrio y Carbon Fiber (CF) en el caso de fibras de carbono.
Los perfiles de fibra de vidrio pultrusionados son preferibles a los perfiles de acero y aluminio convencionales por varias razones, entre las que sin duda destacan:
- Ligereza
- Alta resistencia a la corrosión
- Rigidez dieléctrica
- Aislamiento térmico
Los materiales compuestos de resina de poliéster, de hecho, resultan casi un 70% más ligeros que el acero, y además son resistentes a la corrosión provocada por diversos agentes atmosféricos y son totalmente inmune a las interferencias electromagnéticas.
Asimismo, entre las ventajas de los perfiles pultrusionados fabricados con resinas orgánicas, encontramos:
- Baja conductividad térmica
- Resistente a la expansión térmica y el estrés
- Excelente resistencia al impacto
- Excelente resistencia mecánica
Como se puede ver, se recomienda el uso de materiales compuestos, en especial en las industrias civil/industrial para todos los problemas relacionados con la corrosión y las interferencias electromagnéticas. Además, no se deben subestimar los beneficios debidos al bajo coste del mantenimiento. Otra gran ventaja de los perfiles pultrusionados estructurales, se observa en la fase de montaje del artículo con un claro ahorro de tiempo.
La solución de los problemas relacionados con las operaciones de rehabilitación, consolidación y adecuación de las paredes de hormigón, de edificios modernos o de bienes monumentales, implica el control consciente de metodologías cada vez más especializados para la introducción continua de nuevos materiales, tanto en trabajos ya clásico, como en nuevas y experimentadas tecnologías.
Éstos son algunos de los materiales y métodos de consolidación y reorganización utilizados.
Betoncini
Son ampliamente utilizados en todos aquellos casos en los que un ajuste de las estructuras en nuevos destinos de uso o regulaciones requieran una mayor resistencia al aumento de carga. En particular, esta tecnología le permite ampliar la sección de pilares de cemento armado con camisa realizada con mortero expansivo de colada, realizar campanas de consolidación de bóvedas en piedra o ladrillos construidas con hormigón ligero estructural. La consolidación de las bóvedas de piedra o ladrillo también se puede lograr con el uso de campanas en morteros epoxìdico que suman las ventajas de la resistencia con la elasticidad, la ligereza y, no última , la transpirabilidad.
Perforaciones armadas y no
El anclaje de barras de acero a las cadenas, anclas de teclas, etc., se puede realizar mediante la sustitución de la lechada de cemento clásica. Las perforaciones armadas y no utilizar de manera intensiva morteros expansivos de colada o inyectables a base de conglomerantes hidráulicos con bajo contenido de sales solubles y fórmulas epoxidicas – si la naturaleza de las grietas de las piedras, el mortero u hormigón lo requieren.
Beton plaqué (cerclaje y refuerzos estructurales)
El placado en acero ha representado durante años un punto de referencia para los diseñadores y operadores para facilitar el cálculo y la amplia casuística de referencia de ancho. Hay que tener en cuenta, sin embargo, que el peso y el tratamiento de las láminas constituyen en términos de tiempo y costes una limitación considerable.
Las inyecciones con fórmulas epoxidicas
Ante Si había de craqueo de los cuales se identifican y se eliminan las causas, son ampliamente utilizados fluidez controlada epoxi formulada, inyectado para reponer una continuidad estructural. Inyecciones piloto de paredes, arcos, bóvedas, pilares y estructuras normalmente le permiten obtener excelentes resultados.
Consolidación de mampostería y enlucidos, mediante la inyección de lechada de cemento de puzolana o lechadas de cal.
En todos los casos en que sea necesario el relleno de vacíos, huecos y cavidades en el interior de las paredes incluso en presencia de sulfatos. Adecuado para la restauración de muros de piedra, ladrillo y toba a través de rellenando de las grietas con kits de inyección. También es adecuado para la consolidación de los yesos y ranurados separados, el sellado de las lesiones, al fin de favorecer la recuperación del sistema estático original, sin alteraciones, forzados de geometrías y cargas que aseguran la correcta operación estática del edificio.
Consolidación cortical y protección de revestimientos de piedra
Métodos de perforación. A la luz de las teorías más consolidadas de la restauración, este tipo de intervención se realiza utilizando materiales similares a los que hay que reinstalar. Se puede lograr con impregnación con formulados de natura silícica cuya función es la de rellenar las grietas de soldadura. La protección se realiza con impermeabilización natural de siloxano no filmògeno cine y transpirarte.