Refuerzo Estructura Sika Carbodur GEVC

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Sika Bolivia

Tecnologia y Conceptos para los

Sistemas de Refuerzo Estructural

Sika ® Carbodur ®

Co

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Sika Bolivia

Asesoramiento Técnico

Ing. Gunther E. Viscarra Chirinos

CONTRACTORS

Av. Villazón Km 3 ½ Acera norte # 4123

Telf: 4716048 – 4716049

Cel: 675-99532

Cochabamba - Bolivia

Co

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Sika Bolivia

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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Sika Bolivia

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.

Co

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Sika Bolivia

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

INTRODUCCION

Co

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Sika Bolivia

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

ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS

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Sika Bolivia

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.


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Sika Bolivia


Co

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Sika Bolivia

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.

SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL

Co

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Sika Bolivia

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


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Sika Bolivia

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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Sika Bolivia

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


Co

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Sika Bolivia

1950

MAYORES CARGAS

Por qué requieren ser reforzadas las estructuras?

REFUERZO

ESTRUCTURAL

2012

• Aumento de trafico en puentes

• Estructuras sometidas a vibraciones

Co

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Sika Bolivia

Por qué requieren ser reforzadas las

estructuras?

MAYORES CARGAS

• Actualización de estructuras a

nuevos códigos

• Prevención de dolorosos y

costosos daños

• Almacenamiento de

elementos más pesados

• Instalación de maquinaria

pesada

Co

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Sika Bolivia

Por qué requieren ser reforzadas las

estructuras?

CAMBIOS DE SISTEMA

ESTRUCTURAL

Eliminación de muros

o columnas

• Abertura de huecos en placas para

instalación de escaleras y ascensores

Co

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Sika Bolivia

Tipos de refuerzo y materiales

Postensionamiento externo

Refuerzo suplementario Recrecimiento de Sección

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Sika Bolivia

Sika® CarboDur®

Láminas CFRP

Co

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Sika Bolivia

Sika® CarboDur

® Datos Técnicos

Sika® CarboDur

® Limites del sistema

Co

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Sika Bolivia

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)

Costo adecuado para nuestro medio

Sika® CarboDur

®

Co

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Sika Bolivia

No existe corrosión en las láminas Sika®

Carbodur®

Sika® CarboDur

®

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Sika Bolivia


REFUERZO

ESTRUCTURAL

CON PLETINAS

SIKA® CARBODUR

REFUERZO ESTRUCTURAL

CON TEJIDOS SIKA® WRAP

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Sika Bolivia

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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Sika Bolivia

Sika CarboDur

Laminas de carbono

Co

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Sika Bolivia


REFUERZO ESTRUCTURAL CON

PLETINAS DE FIBRA DE CARBONO

SIKA® CARBODUR®

Co

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Sika Bolivia

Sika WRAP

Tejidos de Carbono

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Sika Bolivia


REFUERZO ESTRUCTURAL CON

TEJIDO FIBRA DE VIDRIO SIKAWRAP®

Co

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Sika Bolivia

• 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

Ventajas del sistema Sika Carbodur -

Sikawrap

Co

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Sika Bolivia

Sikadur®-30

Epóxico Adhesivo

Co

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Sika Bolivia

SikaDur 30 Datos Técnicos

Co

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Sika Bolivia

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

Manejabilidad y almacenaje de los productos

Co

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Sika Bolivia

Datos técnicos Sikadur®-30

Condiciones de temperatura:

Baja temperatura

+ Largo tiempo abierto

+ Largo pot life

- Proceso lento de

endurecimiento

Alta temperatura

+ Rápido endurecimiento

+ Buena trabajabilidad

- Bajo tiempo abierto

Co

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Sika Bolivia

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

Requerimientos

Co

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Sika Bolivia

Temperatura de aplicación:

+10°C +35°C

Pot life 120 min 40 min

Tiempo abierto 30 min

Tixotropía 20 mm

Humedad máxima del sustrato 4%

Datos técnicos Sikadur®-30

Co

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Sika Bolivia

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

Co

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Sika Bolivia

Mezclar por tres minutos a velocidad lenta

No mezclar a mucha velocidad para evitar la

formación de burbujas de aire

Mezclado del adhesivo

Co

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Sika Bolivia

El adhesivo es aplicado en el substrato

El adhesivo es aplicado en la lamina

Aplicación del adhesivo

Co

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Sika Bolivia

Aplicación del adhesivo

Max. 1.0 mm espesor

Aplicar con fuerza

sobre el substrato

Co

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Sika Bolivia

Laminas Sika CarboDur® CFRP

Carbon Fiber Reinforced Polymer

Instalación

Co

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Sika Bolivia

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

Manejabilidad y almacenaje de los productos

Co

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Sika Bolivia

Preparación del

substrato

Co

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Sika Bolivia

Preparación del substrato

Objetivo:

Optima adherencia entre el substrato y el

adhesivo

Co

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Sika Bolivia

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


Co

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Sika Bolivia


Superficie sin exceso de irregularidades:

Superficies cóncavas causan descomposición de la

fuerza

Substrato

Fuerza de tracción en el carbodur

Fuerza de arrancamiento

Co

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Sika Bolivia


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

Co

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Sika Bolivia

Estrato de Hormigón

Antes y después de la preparación

Lechada de cemento débil

10 mm

Después del tratamiento

Antes del tratamiento

Co

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Sika Bolivia


Substratos:

Hormigón

Tabiqueria

Madera

Co

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Sika Bolivia


Substrato:

Hormigón

Tabiqueria

Madera

Co

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Sika Bolivia


Limpieza:

H: Hormigón M: Madera T: Tabiqueria

Pulido con chorro de arena H M

Rectificado H M T

Texturizador H

Cepillado M

Substrato libre de polvo !

Co

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Sika Bolivia

Preparación de la superficie

Co

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Sika Bolivia

Al menos 3 pruebas

en la zona donde se

pegará la lamina

Sika® CarboDur®


Pull-off test (ensayo de arrancamiento):

Co

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Sika Bolivia

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:

Tensión media de arrancamiento: 2 N/mm2

Tensión minima de arrancamiento: 1.5 N/mm2


Co

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Sika Bolivia

Condiciones de ambiente

Medir la temperatura ambiente

Medir la humedad del substrato, < 4%

Medir el punto de rocío

Co

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Sika Bolivia

Determinación del punto de rocío

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

TL

TB

% r.F.

Co

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Sika Bolivia

Determinación del punto de rocio

Dew point (°C) in function of relative air humidity (% r.F.):

Temperature[°C]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 - -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

Punto de rocío

%r.F.

TL

Co

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Sika Bolivia

Longitud

Verificar la longitud antes de la aplicación

Limpieza con un trapo y agua ras

Remover polvo, aceite, grasa, etc.

Verificación visual

Rectilineidad

Defectos

Preparación de las laminas Sika®

CarboDur®

Co

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Sika Bolivia

Cortado de laminas de FRP

Hoja diamantada

O cierra mecánica es aceptable..

Co

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Sika Bolivia

Fácil manejo de la lamina de Sika®

Carbodur®

Co

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Sika Bolivia

Limpieza de la lamina CFRP

Usar agua ras

Pasar con un trapo limpio

Remover todo el polvo

Co

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Sika Bolivia

Aplicación de

Láminas

Sika® CarboDur

®

Co

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Sika Bolivia

Aplicación de la lamina Sika® CarboDur®

La superficie a dos agua asegura el contacto

total del adhesivo con la superficie

Sikadur®-30


LaminaSika®

CarboDur®

Sikadur®-30

Aire

Rodillo

Co

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Sika Bolivia

Aplicación del epóxico a la lamina

Controlar la

uniformidad del

espesor en la

aplicación

La aplicación del

epóxico es rápida y

simple

Co

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Sika Bolivia

Instalación de la lamina

Colocar la lamina

manualmente

Trabajar de un

extremo a otro

Presionar

moderadamente

Co

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Sika Bolivia

Presionar la lamina CFRP sobre el

hormigón

Presionar la lamina

sobre el hormigón

con un rodillo

Asegurarse de retirar

bolsas de aire

Co

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Sika Bolivia

Aplicación de la lamina Sika® CarboDur®

La lamina de Sika® CarboDur® es

presionada con la ayuda de un rodillo

Co

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Sika Bolivia

Eliminación de exceso de epóxico

Estético

Inspección visual de

la línea de aplicación

Co

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Sika Bolivia

Intersecciones

Aplicación de la primera capa de forma usual

Antes de la aplicación de la segunda capa la

primera debe ser limpiada

Co

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Sika Bolivia

Calculo del

refuerzo FRP Sika

Carbodur

Co

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Sika Bolivia

NORMAS UTILIZADAS PARA EL CALCULO

El calculo de refuerzo FRP se basa en

base a 2 normas:

ACI 440.2R – 2008 (Norma Americana)

FIB (Norma Europea)

Co

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Sika Bolivia

Datos necesarios para el cálculo

Esfuerzos iniciales sin incluir el nuevo

requerimiento de cargas (Momentos,

Cortantes, Normales, según sea el caso

de análisis).

Esfuerzos con el nuevo requerimiento.

Secciones de los elementos a reforzar

(Vigas, Columnas, Losas).

Cuantía de acero del elemento.

Co

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Sika Bolivia

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.

Co

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Sika Bolivia

Longitud de Desarrollo

• n = Numero de pletinas o capas de FRP

• Ef = Modulo de elasticidad del FRP

• tf = Espesor del diseño nominal del FRP

• f’c = Esfuerzo a la compresión del hormigón

Co

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Sika Bolivia

Planilla calculo a Flexión

Co

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Sika Bolivia

Propiedades Sika Carbodur

Co

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Sika Bolivia

Ejemplos de

refuerzo de obras

de arte con

productos SIKA

Co

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Sika Bolivia

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

Co

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Sika Bolivia

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

Co

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Sika Bolivia

COLOMBIA

PROYECTO

Puentes Avenida 26,

Avenida Caracas

PROBLEMA

Mejoramiento capacidad

de carga

SOLUCION



S-1012 y Epóxico

Sikadur® 30

Co

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Sika Bolivia

COLOMBIA

PROYECTO

Refuerzo de un muro

de hormigón en la

Universidad de Bogota

PROBLEMA

Cambio en las condiciones

del trabajo del muro

SOLUCION




Co

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Sika Bolivia

CHILE

PROYECTO

Centro Comercial

PROBLEMA

Fisuras por cortante en

viga de hormigón por

sobrecarga

SOLUCION

Refuerzo a cortante con

SikaWrap®

Co

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Sika Bolivia

PROYECTO

Colegio

PROBLEMA

Daño en columna por un

terremoto. Insuficiente

acero de refuerzo

SOLUCION

Reparación y refuerzo

sísmico con SikaWrap®

GUATEMALA

Co

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Sika Bolivia

BOLIVIA

PROYECTO

Banco Central de Bolivia

PROBLEMA

Fisuras por cortante en muros de

viga cajón de hormigón por

sobrecarga

SOLUCION




Co

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Sika Bolivia

BOLIVIA

PROYECTO

Estadio Félix Capriles

PROBLEMA

Corrosión de armaduras por

que no cumplía recubrimientos

y el hormigón se encontraba

deteriorado.

SOLUCION

Refuerzo de vigas y losas con



Co

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Sika Bolivia

BOLIVIA

PROYECTO

Planta de EMISA

PROBLEMA

Aumento de cargas, por

nueva maquinaria instalada

falla a corte y flexión en

vigas.

SOLUCION



S-512 y Epóxico

Sikadur® 30.

Co

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Sika Bolivia

BOLIVIA

PROYECTO

Banco BISA Santa Cruz

PROBLEMA

Aumento de cargas, por

Cambio de uso de las

instalaciones de oficinas a

depositos.

SOLUCION



S-512 y Epóxico

Sikadur® 30 y sellado

Co

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Sika Bolivia

ESTADOS UNIDOS

PROYECTO

Puente el Cairo

PROBLEMA

Insuficiente resistencia de

las pilas a sismo

SOLUCION

Refuerzo con SikaWrap®

100G y

Sikadur® 300

Co

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Sika Bolivia

GRECIA

PROYECTO

Puente Katerini

PROBLEMA

Insuficiente capacidad de carga

debido a incremento de tráfico

SOLUCION




Co

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Sika Bolivia

SUIZA

PROYECTO

Puente Oberriet - Meiningen

PROBLEMA



SOLUCION




Co

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Sika Bolivia

TURQUIA

PROYECTO

Puente Göksu

PROBLEMA



SOLUCION



S-1012, Epóxico Sikadur® 30

SikaWrap® 230C y Sikadur® 330

Co

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Sika Bolivia

TAILANDIA

PROYECTO

Puente # 3, Ruta 331

PROBLEMA


debido a vehículos militares

SOLUCION

Refuerzo de vigas con platinas

Sika® Carbodur® S-512, Epóxico Sikadur®

30, SikaWrap® 230C y Sikadur® 330

Co

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Sika Bolivia

GRACIAS !!!

Refuerzo Estructura Sika Carbodur GEVC

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