Refuerzos con fibra de carbono nelson guzman - powerpoint

TECNOLOGIA EN HORMIGÓN
REFUERZOS CON FIBRA DE CARBONO

Universidad de Chile TECNOLOGIA DEL HORMIGON
Facultad de Arquitectura y Urbanismo
Departamento de Ciencias de la Construcción NELSON IGNACIO GUZMAN ZARATE
Curso: Construcción Av. IIl
Prof. Walter Brehme Hidalgo 02/04/2013

Introducción General
Gracias a la fibra de
Carbono Podemos lograr
una forma señilla de
estructurar edificios.
Donde el interés por
este material ha ido
creciendo a lo largo del
tiempo
Crecimiento exponencial de visitas
por Carbon-Fiber en “Google”

Resistencia
Mecánica
Térmica
Química
+
Elasticidad

Aumento de Demanda de
Fibra de Carbono por Año

Universidad de Chile INVESTIGACION EN HORMIGON
Departamento de Ciencias de la Construcción REFUERZOS CON FIBRA DE CARBONO
Prof. Walter Brehme Hidalgo NELSON IGNACIO GUZMAN ZARATE

Composición
La fibra de carbono es un
largo cordón de unos
0.005x0.01 mm de
diámetro compuesto por
átomos de carbono
entrelazados entre si
formando cristales
alineados al eje de la
fibra
Atomo de Carbono

Tejidos de moléculas de carbonofibra de Carbono Estructura Física de la fibra de Carbono


Propiedades de la fibra de carbono
Similitud de propiedades
P.Mecánicas > Acero
Ligereza > Madera

!El tejido de fibra de
carbono absorbe
exclusivamente
fuerzas de tensión!

Comparación de Resistencia de Nanotubos de
Carbono, Fibras de Carbono, Acero y Kelar 49

Comparación de resiste a la tracción de la fibra de carbono y el acero


Tipo de estructura de la fibra de carbono
Existen tejidos de fibra de
carbono
de distintas disposiciones

Tipo Wrap 
Disposición Unidireccional
Tejidos bidireccionales de fibra de Carbono Tejidos unidireccionales de fibra de Carbono
http://www.foromtb.com/ http://www.foromtb.com/

Tipo Capas 
Disposiciones Bidireccionales
Tejido unidireccionales

“En el caso de la construcción
se usan prioritariamente los Tejido bidireccional
tejidos unidireccionales”

Demostración Direccional de la fibra de carbono
http://www.applesfera.com/


Fabricación del compuesto
La pultrusión es un proceso de
fabricación favorable ya que
es:

Continuo
De bajo coste
Automático
De alto volumen
Proceso de fabricación de laminas de fibra de carbono
Las fibras (refuerzo)
impregnadas con resina
(matriz) son fraccionadas a
velocidad constante a fin de
obtener un producto de una
sección prediseñada.

Productos = Compuesto de lamina de fibra de carbono Compuesto Final


Ventajas
- Mayor rigidez por
poco peso

- Mayor resistencia a
la corrosión

- Facilidad de
instalación

- Versatilidad en el
diseño por su
elasticidad

- Uniones mediante
adhesivos químicos

- Resistencia frente a
químicos externos


Aplicaciones
El éxito de la fibra de carbono
depende mas del estado y
preparación del elemento al
que se aplicará. Donde
distinguiremos 3 casos:

- Reparación
- Rehabilitación
- Reforzamiento

Elementa Soluciones Integrales en refuerzo
reparación y rehabilitación Estructural. Elementa


Reforzamiento
Los refuerzos en estos
casos funcionan en
sentido unidireccional en
el sentido de las fibras.

“El éxito del
reforzamiento viene
determinado por el
estado y preparación en
el proceso de colocación
de las fibras de
carbono” .


Tipos de Refuerzo
Refuerzo por Refuerzo de vigas
Existen distintos Tipos Refuerzo de vigas
perforación de por tracciones Refuerzo de losas
por tracción general especificas
de aplicación de los losa
refuerzos dentro del
marco general de
reforzamiento de
estructuras de hormigón

Postensado de
estructuras Refuerzo de
viga completa

Refuerzo a Refuerzo de
confinamiento pilar completo

Refuerzo muro
completo

Refuerzo de
muro por sismo

Refuerzo de
losa


Reforzamiento en vigas de hormigón
En vigas de hormigón se
puede incrementar las
cargas admisibles lo cual
puede:

Incrementar la
resistencia

Incrementar la
resistencia

Incrementar la rigidez de
la viga

Incremento de la vida
útil

Mantiene las
dimensiones originales
de la viga.


Reforzamiento en pilares de hormigón
El refuerzo
estructural con fibra de
carbono
El confinamiento
restringe la figuración
por compresión,
aumentando así la
ductilidad del elemento
estructural durante la
rotura.


Reforzamiento en losas de hormigón
En la mayoría de los
casos las losas solo
requiere refuerzo
estructural de tracción.

- Aumento de
Resistencia.

- Aumento de rigidez

- Reducción de la
sección fisurada para
una mayor durabilidad

- Mantiene las
dimensiones
originales


Reforzamiento en muros
Ventajas en Muros

Incrementar
reforzamiento sísmico

Incrementar ductilidad
del muro

Mejorar comportamiento
general

Reemplazar armaduras
cortadas debido a
perforaciones en los
muros


Proceso de instalación de refuerzos
1) Inspección de la
Estructura

2) Analizar la
estructura existente,
Determinar las
causas para el
reforzamiento.

3) Ejecutar el Proyecto
de Reforzamiento
2

1 3

Colocación del Refuerzo
1. Resina de
imprimación: Para
endurecer la
superficie de
hormigón

2. Resina de Pegado
del compuesto de
fibra: Pasta Epoxi o
Resina Epoxi 2
3. Acabado:
Espolvoreo de arena
de silice, para
posteriores pinturas
o revestimientos y
Protección a los
rayos UV.

1 3

Tipos de Resinas de Pega
Los Termoplasticos
adquieren la forma
deseada con calor
(Resina epoxi, resina
poliester, etc)

Los Termoestables
Estos solo se pueden Estructura de resinas termoplásticas Estructura de resinas termoestables
deformar una vez
(PEEK, PPS, PEI)


Refuerzos a Flexión
Permite incrementar la
capacidad a flexión de
los elementos
Tracción
Momento flector

Acción de fibra de
carbono sobre
momento flector


Refuerzos a Cortante
Permite colocar estribos
de corte por el lado
exterior para soportar
cualquier nivel de
solicitación

Esquema de esfuerzo Grafica de fuerza aplicada
cortante en la fuerza cortante


Refuerzos a Confinamiento
Permite incrementar
resistencia a
compresión y al corte
sísmico


Ejemplos Internacionales
Nueva terminal sur
Aeropuerto de Barcelona.
Edificio Procesador
(Barcelona)

Refuerzos por
montacargas en losas de
hormigón

Refuerzos de losas de
forjado para apoyo de
rampas mecánicas en
losas de hormigón


Edificio de aparcamientos
en Arenys de mar
(Barcelona)

Refuerzo Estructural de 6
pilares en planta sótano -4
afectados por resistencia
del hormigón con fibra de
carbono


Edificio de oficinas
Inmocaralt en Sant Joan
Despí (Barcelona)

Refuerzos con laminado
de fibra de carbono por
flexión positiva y negativa
para refuerzo a
punzonamiento

Refuerzode una planta
destinada a recibir una
carga muy superior a la
proyectada


Ejemplos Nacionales
Mall Plaza Alameda
(Chile)

apoyo por tensión
admisible en
estacionamientos


Ejemplos Nacionales
Gimnasio Nueva Imperial
(Chile)

Refuerzos de Pilares Por
fisuras especificas

Refuerzos Verticales de
Pilares por exceso de
tracción de sobrecarga de
techumbre


Ejemplos Nacionales
Puente el Durazno (Chile)

apoyo por tensión
admisible

Refuerzo de Vigas por
tensión admisible


Ejemplos Nacionales
Perforaciones en edificio
Gran Santiago (Chile)

Refuerzo en forma de
corchete para tención en
la losa


Empresas Chilenas
Empresas dedicadas a la
producción e instalación
de fibra de Carbono

Fibrwrap Chile - Manquehue 520

Fibrwrap Chile - San Antonio 19


Conclusión
La fibra de carbono es uno
de los mejores
compuestos para poder
reforzar estructuras
complejamente difíciles de
reparar y este método si
bien incide en la visión
que se tiene sobre un
proyecto puede ser la
mejor opción para
estructurar edificios.


BIBLIOGRAFIA
- Tesis. Nuevas tecnologías de reforzamiento del hormigón.
Daniela Díaz Andrés Hernández

- Investigación. Polímeros reforzados con fibras. Javiera
Balut, Sarah Devetak, Daniela Hernández, Camilo López

- Investigación. Refuerzos con “Polímeros reforzados con
fibra”. Pamela Espinoza, Ivan Maureira, Christian Soria

- Investigación. Fibra de Carbono. Presente y futuro de un
material revolucionario. Carolina Llano Uribe

- Investigación. Elementa Soluciones Integrales en refuerzo
reparación y rehabilitación Estructural. Elementa

- http://www.carbon-fiber.com/

- http://espanol.answers.yahoo.com/question/

- http://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/

- http://www.applesfera.com/

- http://www.elese.cl/aplicaciones-especificas/


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