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Sika Bolivia
Tecnologia y Conceptos para los
Sistemas de Refuerzo Estructural
Sika ® Carbodur ®
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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
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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.
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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
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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.
ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS
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Sika Bolivia
ALCANCES GENERALES Y DIAGNOSIS
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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
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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
SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
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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®.
SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
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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
SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
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1950
MAYORES CARGAS
Por qué requieren ser reforzadas las estructuras?
REFUERZO
ESTRUCTURAL
2012
• Aumento de trafico en puentes
• Estructuras sometidas a vibraciones
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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
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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
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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
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Sika® CarboDur
® Datos Técnicos
Sika® CarboDur
® Limites del sistema
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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
®
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No existe corrosión en las láminas Sika®
Carbodur®
Sika® CarboDur
®
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO
ESTRUCTURAL
CON PLETINAS
SIKA® CARBODUR
REFUERZO ESTRUCTURAL
CON TEJIDOS SIKA® WRAP
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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 CarboDur
Laminas de carbono
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO ESTRUCTURAL CON
PLETINAS DE FIBRA DE CARBONO
SIKA® CARBODUR®
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Sika Bolivia
Sika WRAP
Tejidos de Carbono
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SISTEMAS DE REFUERZO ESTRUCTURAL
REFUERZO ESTRUCTURAL CON
TEJIDO FIBRA DE VIDRIO SIKAWRAP®
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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
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Sikadur®-30
Epóxico Adhesivo
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SikaDur 30 Datos Técnicos
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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
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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
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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
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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
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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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Mezclar por tres minutos a velocidad lenta
No mezclar a mucha velocidad para evitar la
formación de burbujas de aire
Mezclado del adhesivo
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El adhesivo es aplicado en el substrato
El adhesivo es aplicado en la lamina
Aplicación del adhesivo
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Aplicación del adhesivo
Max. 1.0 mm espesor
Aplicar con fuerza
sobre el substrato
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Laminas Sika CarboDur® CFRP
Carbon Fiber Reinforced Polymer
Instalación
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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
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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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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
Preparación del substrato
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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
10 mm
Después del tratamiento
Antes del tratamiento
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Preparación del substrato
Substratos:
Hormigón
Tabiqueria
Madera
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Preparación del substrato
Substrato:
Hormigón
Tabiqueria
Madera
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Preparación del substrato
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 !
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Preparación de la superficie
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Preparación de la superficie
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Al menos 3 pruebas
en la zona donde se
pegará la lamina
Sika® CarboDur®
Preparación del substrato
Pull-off test (ensayo de arrancamiento):
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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
Preparación del substrato
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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
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.
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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
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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®
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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
Láminas
Sika® CarboDur
®
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Aplicación de la lamina Sika® CarboDur®
La superficie a dos agua asegura el contacto
total del adhesivo con la superficie
Sikadur®-30
Preparación del substrato
LaminaSika®
CarboDur®
Sikadur®-30
Aire
Rodillo
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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
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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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Aplicación de la lamina Sika® CarboDur®
La lamina de Sika® CarboDur® es
presionada con la ayuda de un rodillo
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Sika Bolivia
Eliminación de exceso de epóxico
Estético
Inspección visual de
la línea de aplicación
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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
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Calculo del
refuerzo FRP Sika
Carbodur
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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)
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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.
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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.
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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
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Sika Bolivia
Planilla calculo a Flexión
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Planilla calculo a Flexión
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Planilla calculo a Flexión
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Propiedades Sika Carbodur
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Sika Bolivia
Ejemplos de
refuerzo de obras
de arte con
productos SIKA
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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
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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
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Sika Bolivia
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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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
Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur®
S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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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®
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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
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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
Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur®
S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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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
platinas Sika® Carbodur®
S-512 y Epóxico Sikadur® 30
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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
Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur®
S-512 y Epóxico
Sikadur® 30.
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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
Refuerzo de vigas con
platinas Sika® Carbodur®
S-512 y Epóxico
Sikadur® 30 y sellado
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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
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Sika Bolivia
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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Sika Bolivia
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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Sika Bolivia
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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Sika Bolivia
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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Sika Bolivia
GRACIAS !!!