Universitatea Tehnic Gheorghe Asachi din IaiFacultatea de Construcii i InstalaiiProgram de master: Inginerie Structural

Florea AndreiInginerie Structural

MATERIALE COMPOZITE SIKAREABILITAREA MONUMENTELOR ISTORICE

Masterand:Florea Andrei

Pe plan naional, este binecunoscut necesitatea consolidrii structurilor, att a celor vechi afectate de ultimele cutremure majore (04 Martie 1977, 30 August 1986 i 30 Mai 1990), dar i a celor noi care prezint diverse riscuri n eventualitatea nregistrrii unui posibil viitor seism major. Din acest motiv, s-au dezvoltat teorii care detaliaz tipurile de intervenii ante-seism, distinct fa de lucrrile specifice consolidrilor post-seism. Necesitatea upgradrii seismice a structurilor vechi decurge din reconsiderarea parametrilor de calcul dinamici recomandai n versiunile recente ale normativelor de proiectare antiseismic i din asimilarea euro-codurilor. Referitor la structurile noi, consolidrile sunt necesare atunci cnd se constat defecte care se datoreaz unei execuii defectuoase sau schimbrii solicitrilor la care acestea sunt supuse. n egal msur, se recurge la consolidri n situaiile n care armtura prevzut este insuficient sau este afectat de coroziune peste limita admis, cnd se constat nerealizarea clasei betonului, la schimbarea destinaiei structurii n ansamblul ei sau doar a anumitor spaii, cnd se nregistreaz sgei excesive i cnd au loc degradri structurale dup incendii sau chiar explozii. Folosite pentru prima dat n industria spaial, apoi la fabricarea monoposturilor i mai nou la crearea de instrumente muzicale, fibrele de carbon, dar i cele de sticl, definesc tehnologia viitorului n domeniul consolidrii structurilor civile, n rndul crora un loc aparte este ocupat de ctre cldirile monument.n ultimii ani, n Romnia, adoptarea din ce n ce mai frecvent a soluiilor moderne de consolidri structurale bazate pe utilizarea materialelor compozite constand din fibre de carbon sau sticl aplicate cu ajutorul adezivilor epoxidici, dovedete viabilitatea acestui sistem, ca alternativ performant la metodele clasice bazate pe cmuieli cu beton armat sau oel. Deschiderea spre nou i receptivitatea mediului tehnic romnesc ingineri proiectani de structuri, verificatori de proiecte, experi tehnici i cadre universitare au stimulat diversificarea aplicabilitii tehnologiilor care folosesc materialele compozite. Este demn de salutat preocuparea unui numr tot mai mare de structuriti pentru includerea n proiecte a acelor materiale care satisfac cel mai bine cerinele impuse de condiiile reale de exploatare sau execuie i de starea, folosina sau caracterul unei structuri, de care se ine seama n momentul analizrii posibilitilor de consolidare a acesteia. Pe scurt, sistemul de consolidri structurale cu materiale compozite este un:- sistem neinvaziv, care d posibilitatea pstrrii arhitecturii iniiale;- sistem versatil, care se poate adapta n funcie de necesiti i care permite proiectantului s i pun din plin amprenta personalitii i experienei sale asupra lucrrii, datorit diversitii tipo-dimensionale (pnze, lamele, carbon sau sticl) care permite alegerea tipului adecvat pentru fiecare situaie ntlnit n parte;- sistem care poate fi particularizat pe fiecare tip de structur beton-armat, zidrie de crmid, piatr, blocuri, metal, lemn sau variante de structuri mixte;- sistem care contribuie la refacerea sau sporirea capacitii portante a elementelor structurale, fiind folosit pentru consolidri la ncovoiere i la for tietoare n cazul grinzilor, planeelor i pereilor portani, dar i pentru confinarea stlpilor de seciune circular sau rectangular;- sistem care permite nesuplimentarea semnificativ a greutii proprii a structurii, datorit greutii reduse a materialelor utilizate;- sistem care const din aplicarea unor straturi de compozite subiri, de ordinul a ctorva milimetri, care nu afecteaz spaiile utile prevzute n planurile de arhitectur.Reabilitarea cldirilor vechi reprezint o provocare complex din toate punctele de vedere pentru inginerii structuriti. Pentru a satisface ct mai multe obiective cu care acetia se confrunt n abordarea proiectelor de consolidri, Sika a perfecionat sistemul de consolidri structurale Sika CarboDur SikaWrap, bazat pe utilizarea compozitelor pentru consolidarea elementelor constructive din beton simplu sau armat, din zidrie de crmid, metalice sau din lemn.n cadrul sistemului SikaCarboDur - SikaWrap, din punct de vedere al tipo-dimensiunilor disponibile, proiectanii de structuri au la dispoziie o larg varietate de produse, printre care deja consacratele:- SikaWrap 230C pnze unidirecionale din fibre de carbon, cu modul de elasticitate de minim 234.000 N/mm2 i rezistena minim de rupere la traciune de 4.300 N/mm2, cu limi de 300 i 600 mm, care se pot tia n lungul fibrelor la limea dorit i care se aplic folosind ca adeziv i totodat rin de impregnare (laminare) produsul epoxidic Sikadur 330;- Sika CarboDur tip S, M sau H lamele din fibre de carbon trase ntr-o matrice polimeric, cu aspect de platband, cu moduli de elasticitate medii incepnd de la 165.000 N/mm2 i rezisten medie de rupere la traciune ncepnd de la 3.100 N/mm2, cu limi cuprinse ntre 15 i 150 mm i care se aplic folosind ca adeziv structural rina epoxidic Sikadur 30;- Sika CarboShear L lamele cu dou brae de lungimi diferite i unghi de 90 ntre ele, trase n polimer, cu modul de elasticitate de minim 95.000 N/mm2 i rezistena minim de rupere la traciune de 1.350 N/mm2, cu limi de 40 mm, aplicabile cu adeziv epoxidic Sikadur 30;- SikaWrap 430G pnze unidirecionale din fibre de sticl, cu modul de elasticitate de minim 76.000 N/mm2 i rezistenta minim de rupere la traciune de 3.400 N/mm2, cu lime de 600 mm, care se pot tia n lungul fibrelor la limea dorit, care se aplic i se lamineaz cu rina epoxidic Sikadur 330. Mai recent promovat pe piaa romneasc de profil, sistemul SikaGrid se bucur de un real interes din partea proiectanilor care au n acest moment n atenie elaborarea proiectelor de consolidri ale unor edificii monument, n care ponderea zidriilor ocup un loc important n ansamblul lucrrilor. Sistemul SikaGrid const dintr-o plas din fibre de sticl cu ochiuri SikaWrap 350G Grid, utilizat pentru armarea pereilor din zidrie, prin nglobarea sa ntr-o matrice cimentoasa, realizat din dou straturi subiri de mortar cu coninut de fibre sintetice, Sika MonoTop 722 Mur.SikaWrap 350G Grid este o plas de armare bidirecional, cu o rtea simetric din fibre de sticl, cu protecie rezistent la alcali, care aa cum artam anterior se folosete pentru armarea tencuielilor de mortar Sika MonoTop 222 Mur. Sistemul este utilizat ndeosebi pentru:- armarea pereilor portani sau de umplutur, realizai din zidrie de crmid, BCA sau piatr;- racordarea pereilor din zidrie cu pereii adiaceni sau cu celelalte elemente structurale vecine realizate din beton armat;- creterea rezistenei pereilor din zidrie la pierderea planeitii datorat aciunii undelor seismice orizontale;- creterea rezistenei n plan i sporirea ductilitii, pentru pereii din zidrie supui aciunii undelor seismice orizontale;- repararea pereilor de zidrie care prezint crpturi.Plasa SikaWrap 350G Grid are rezisten mare la ntindere pe ambele direcii (77 kN/m), nu corodeaz i este avantajoas din punct de vedere economic.Cele mai noi produse Sika destinate lucrrilor de consolidri structurale sunt barele pultruzionate din fibre de carbon, de seciune circular cu diametre cuprinse ntre 6-12 mm, utilizate la consolidarea elementelor din beton, lemn sau zidrie Sika CarboDur BC Rods. Acestea se introduc n liuri tiate pe suprafaa betonului, n straturile de acoperire de deasupra armturilor existente i se fixeaz cu adeziv epoxidic Sikadur30, Sikadur 330 sau Sika Anchorfix 3+, dup caz. n plus, barele Sika CarboDur BC Rods se pot folosi pentru ancorarea sau conectarea pnzelor din fibre de carbon SikaWrap atunci cnd se dorete o suplimentare a msurilor de siguran la aplicarea acestora pe substraturi din beton sau din zidrie.Barele Sika CarboDur BC Rods pot fi utilizate pentru refacerea, mbuntirea sau sporirea performanelor i a rezistenelor structurii prin:- consolidarea la ncovoiere a elementelor structurale pentru momente pozitive sau negative;- consolidarea stlpilor la ncovoiere sub aciunea ncrcrilor axiale;- consolidarea la for tietoare a grinzilor;- consolidarea pereilor din zidrie.- sporirea capacitii portante a planeelor i grinzilor;- limitarea vibraiilor structurii.

Fiind n egal msur alturi de proiectani, dar i de constructori n antier, acordndu-le acestora ntregul suport tehnic necesar, n cei 10 ani de existen n Romnia, prezena Sika s-a materializat prin implicarea sa masiv la realizarea lucrrilor de consolidare a unor obiective deosebite, cu caracter de monument istoric sau de interes naional.

CLDIRI REABILITATE

- Cldirea Victor Slavescu din Calea Griviei 2-2A - Monument istoric construit n perioada 1905-1908 aparinnd Academiei de Studii Economice, Bucureti - Consolidarea pereilor din zidrie de crmid cu pnze i lamele, confinarea stlpilor de beton armat cu pnze, centuri exterioare din lamele la fiecare nivel, consolidarea i ancorarea scrilor de urgent cu piese preformate Sika CarboShear L, refacerea tencuielilor cu mortare cu rezistene mecanice superioare din gama Sika MonoTop, umplerea crpturilor din pereii de zidrie cu mortar turnabil de granulaie fin SikaGrout 311. Soluia adoptat pentru consolidarea cldirii are un caracter de unicat i se bazeaz pe principiul izolrii seismice a bazei, prin modificarea (mrirea) perioadei proprii de vibraie a structurii, astfel nct aceasta s fie plasat n afara zonei de amplitudine maxim a spectrului de rspuns pentru amplasmentul existent.

- Biserica Mnstirii Golia, Iai Monument istoric ctitorit de logoftul Ioan Golia n secolul al XVI-lea i refcut la dimensiunile de astzi de ctre Vasile Lupu i fiul su tefni n perioada 1650-1660. Consolidarea turlelor, cu lamele aplicate la exterior, pozate vertical i centuri la partea superioar, realizate din pnz; tencuiala suport pentru aplicarea fibrelor s-a realizat cu mortare cimentoas armate cu fibre sintetice din gama Sika MonoTop.

- Biserica Banu, Iai Monument istoric construit n forma actual de ctre mitropolitul Iacob Stamati pe locul unei biserici din lemn ridicat n 1709 de boierul Savin Banul - Consolidarea la for tietoare a arcelor interioare, realizat cu pnze dispuse transversal i consolidarea la ncovoiere cu lamele pozate urmrind curbura arcelor. Suprafaa suport din zidrie de crmid a fost recondiionat prin aplicarea tencuielilor de rezisten cu produse din gama Sika MonoTop.

- Hotel Palace, Govora Monument istoric i arhitectural construit ntre anii 1911-1914 i proiectat de arhitectul francez Ernest Doneaud, avnd ca model un hotel din staiunea elveian Ioachimstall Consolidarea la ambele fee a pereilor din zidrie de crmid, cu fii verticale de panz din fibre de carbon de 10 cm lime, cu diagonale din 50 n 50 cm pe vertical i interconectare la fiecare intersecie de fibre cu mnunchiuri de fibre (conectori) rulate i impregnate cu rin epoxidic, pozate n gauri de diametru 20 mm care traverseaz seciunile pereilor, injectate ulterior cu acelai tip.

- Parchetul Dolj, Craiova - Structur din zidrie de crmid a cror arce au fost consolidate la for tietoare cu pnze din fibre de carbon dispuse transversal, pe suportul recondiionat n prealabil cu tencuial cimentoas de rezisten executat cu produse Sika MonoTop.

Bibliografie:http://www.spatiulconstruit.ro/articol/reabilitarea-monumentelor-istorice-cu-materiale-compozite-sika-object_id=14933http://www.spatiulconstruit.ro/gama-de-produse/consolidarea-structurilor-cu-tesaturi-si-lamele-din-fibra-de-carbon-reparatii-betoane-sika-sika-romania-object_id=2284http://rou.sika.com/

IAI, 20144