BASF Construction Chemicals Perú - camara …€¦ · Técnicas Tradicionales de Reforzamiento ......

BASF Construction Chemicals Perú Colegio de Ingenieros del Perú Noviembre 2016

JOSE LUIS GONZALES

Ingeniero Civil

Ingeniero Civil CIP 170329 – Universidad Ricardo Palma URP

Diplomado en Gerencia de Proyectos PMI – Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas UPC

Diplomado en Dirección Estratégica de Negocios - Universidad Católica de Chile Centro de Desarrollo Directivo PUCCH

Miembro del Instituto Internacional de Reparación del Concreto - ICRI

Miembro del Instituto Internacional del Concreto Americano – ACI

Gerente de Proyectos EB Latinomamerica en BASF Construction Chemicals

¿Quiénes somos?

BASF (acrónimo de Badische Anilin- und Soda-Fabrik, en español: Fábrica badense de bicarbonato de sodio y

anilina) ES UNA EMPRESA QUÍMICA. Fue fundada a mediados de 1865 en la ciudad de Ludwigshafen, por

Friedrich Engelhorn con el propósito de producir tintes. ES LA EMPRESA QUÍMICA MÁS GRANDE DEL MUNDO

superando a Dow Chemical Company y a DuPont, así como LA PRIMERA CON MÁS INGRESOS POR VENTAS

3

Sedes regionales

Localidades productivas

Verbund sites

Mas importantes

localidades de investigación

Freeport Geismar

São Paulo

Ludwigshafen Antwerp

Hong Kong

Kuantan Singapore

Nanjing

Florham Park

BASF alrededor del mundo

Localidades

Sede en Ludwigshafen, Alemania

4

El más grande complejo químico integrado del mundo

106 km de calles 230 km de vias de tren

380 Plantas de producción

110.141 Colaboradores

1.170 Patentes en 2012

Investigación & desarrollo

€ 2 billones

5

Productos y Soluciones inteligentes para toda la

industria

Protección de Cultivos

Productos de

Performance

Dispersiones y Pigmentos

Care Chemicals

Functional Materials & Solutions

Soluciones

para la

Agricultura

Performance Chemicals

Nutrición & Salud

Químicos para Papel

Petróleo y

Gas

Petróleo y Gas

Químicos

Monómeros

Intermediarios

Petroquímicos

Materiales &

Soluciones

Funcionales

Químicos para la Construcción Pinturas

Catalizadores

Materiales de Performance

6

Nuestra Marca Corporativa para la Construcción

Nuestras unidades de Negocio

Construction Systems - CS

Admixture Systems - AS

Aditivos para Cemento

Aditivos para Concreto Soluciones para Construcción Subterrânea

Sistemas para Pisos de

Alto Desempeño

Impermeabilización

Sellos de juntas

Reparación y Refuerzo

Estructural

Grouts Minería y

Energía Eólica Juntas de Expansión

8

Burj Khalifa, Dubai: GleniumSKY

Shanghai Tower: RheoMATRIX®

One World Trade Center, NYC: Green Sense Concrete

Sydney Opera House: Master Builders

North Parkes Mine, New South Wales, Australia: Underground Construction

East-West Highway through Algeria: Emaco®

Marina Bay Sands Hotel, Singapore: Waterproofing

Lekki-Ikoyi Bridge, Lagos, Nigeria: Pozzolith®/ Rheobuild®

Caterpillar, Peoria, US: Admixture systems

Nestlé, Una, India: Ucrete®

Wemmershoek Dam, Cape Town: Emaco®/ Masterseal®

Santo Antônio hydropower plant, Porto Velho, Brazil: Glenium®

Bird‘s Nest, Beijing, China: Admixture systems

Marmaray Tunnel, Istanbul, Turkey: GleniumSKY

Google, Zurich, Switzerland: Mastertop®

Largest Football Stadium in the US, Arlington: Admixture systems/ Waterproofing

Experiencia y conocimiento adquiridos

en proyectos alrededor del mundo

REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO

CON SISTEMAS FRP EXTERNAMENTE

ADHERIDOS – Norma ACI 440.08

La necesidad de reforzar una estructura

Técnicas Tradicionales de Reforzamiento

¿Porque usar Sistemas FRP para refuerzo de Estructuras?

¿Cuando es Eficiente usar sistemas FRP?

Propiedades de los Materiales y tipos de Sistemas

Aplicaciones Típicas en Flexión, Corte y Confinamiento

Principios Básicos para el Diseño – Norma ACI 440.08

Ejemplo de Procedimiento de Diseño a Flexión

Planos

Instalación y Control de Calidad

Ejemplos

Propuesta

La Necesidad de Reforzar una Estructura

Principales razones para el refuerzo de estructuras de concreto armado

Cambio de uso

Actualización de Normas (Sobrecargas)

Reforzamiento sísmico

Riesgo de explosión

Errores de diseño y construcción

Problemas de degradación en barras de refuerzo

Daños por impacto

Etc…

Técnicas Tradicionales de Reforzamiento

Placa de acero externamente adherida

Reforzamiento a flexión de losas

Placas adheridas con epoxicos y pernos de

corte

Apuntalamiento mientras cura el epoxico

Mantenimiento

Técnicas Tradicionales de Reforzamiento

Ensanchamiento de una sección

Reforzamiento a corte

Instalación de estribos de acero adicionales

Se genera una nueva sección de concreto

alrededor de los estribos adicionales

New

Reinforcing

Steel

Postesado Externo

Reforzamiento a corte

Perforación de Losa

Mantenimiento

Técnicas Tradicionales de Reforzamiento

Técnicas Tradicionales de Reforzamiento

Confinamiento

Incremento de capacidad de carga de columnas

Placas de acero con grout

Anclaje de aceros

Puede ser postesionamiento externo

New

Reinforcing

Steel

Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP

Externamente Adheridos

¿Porque usar sistemas FRP?

Material muy usado en la industria Aeroespacial

Alta resistencia

Peso Liviano, densidad 1.6 gr/cm3

Alta durabilidad, no se corroe

Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP

Externamente Adheridos

¿Porque usar sistemas FRP?

Bajo espesor (no se nota)

Rápida puesta en servicio del sistema de

refuerzo

Puede ser instalado en zonas de difícil

acceso (refuerzo de losa sin retirar el falso

cielo)

Cuando es Eficiente usar sistemas FRP?

Flexión

El aumento de la capacidad de flexión

Capacidad de Momento positivo y negativo

Inversión de momentos

Corte

Capacidad de corte adicional

Confinamiento

El aumento de las cargas axiales

El aumento de la ductilidad

Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP

Externamente Adheridos

Applied Loads

Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP

Externamente Adheridos

Propiedades de los Materiales

Compuesto de polímeros y Fibras

Modulo de Elasticidad 227 GPA

Tensión Admisible 3,800 MPA (9 veces el acero)

Deformación Unitaria 1.67%

Espesor 0.165 mm y 0.33 mm

Sistemas FRP (Fiber Reinforced Polymers)

Polymer (Resin)

Fiber Reinforcement

Matriz Polimérica

Las fibras otorgan la resistencia al compuesto

El polímero mantiene la rigidez del material y transmite

las tensiones a la fibra

Sistemas FRP (Fiber Reinforced Polymers)

Tipos de Fibras para Refuerzo

Fibra de Carbono

Fibra de Aramida

Fibra de Vidrio

Gráfico Esfuerzo Deformación

0

100

200

300

400

500

600

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

Strain (in/in)

Str

ess (

ksi)

Carbon

Aramid

E-Glass

Refuerzo a Flexión ecu

2

1cdfAM ssn

efe Af = n tf wf ffe = Ef efe

fy es

2

1chfA fef

Unstrengthened

1-Ply Carbon Fiber

3-Plies Carbon Fiber

Deflection

Lo

ad

5-Plies Carbon Fiber

Refuerzo a Flexión

Refuerzo a corte

f

ffefvf

s

dcossinfAV

df

wf

sf

wf

sf

ACI 440.2R-08 Eq. (10-3)

Refuerzo por corte

Unstrengthened

1-Ply “U” Wrap

2-Ply “U” Wrap

Deflection

Lo

ad

Refuerzo a Corte

Refuerzo a corte

Fibras son colocadas en vertical o en

ángulo para las fisuras por corte

Pueden colocarse tiras o el paño completo

Vigas, muros de corte, etc..

Refuerzo a Corte

Momento Negativo – Fisuras de Flexión

Refuerzo a Flexión Momento Negativo

Incremento de la capacidad de momento

negativo son similares

Efectos sobre la redistribución de esfuerzos

no son bien conocidos.

Refuerzo a Flexión

Confinamiento de Columnas

Incremento de la capacidad axial es posible

(limitaciones para elementos prismáticos)

Gran aumento de la deformación final es

posible

Incremento de la ductilidad es posible

Grandes columnas requieren gran número

de capas

Aplicaciones Típicas

Confinamiento

Confinamiento

Confinamiento

Delaminación

Falla por Delaminación

En la mayoría de los casos, no es posible

desarrollar la fuerza total de la FRP

La delaminación gobierna la falla del

sistema FRP

Se debe limitar la tensión en el sistema

FRP para evitar la delaminación

Delaminación

Deformación de Delaminación (efd)

El nivel de tensiones que se puede lograr a menudo esta controlada por la delaminación

A mayor rigidez del sistema FRP mas propenso a la delaminación estará

Cuanto menor es la resistencia del concreto, el sistema FRP será más propenso a la pérdida

de adherencia

ACI 440.2R-08 Eq. (10-2) fu

ff

cfd

tnE

fee 9.041.0

'

SI units

ACI 440.2R-08 Eq. (10-3)

Se asume viga fisurada y

solo carga muerta actuando

en el momento de instalación

del sistema FRP

Instalación con Calidad

Sistema Bien adherido

Intimo contacto

Fibras bien orientadas

No arrugas y burbujas

Resinas en las proporciones correctas

Ok con la prueba de Pull Off

Éxito de una Instalación

Ductilidad: Mejoramiento para eventos

sísmicos en columnas (rotulas

plásticas)

Otras Aplicaciones Típicas

Losas

Reforzamiento en dos

direcciones

Otras Aplicaciones Típicas

Reforzamiento de Aberturas

Reemplaza las barras de

refuerzo

Control de fisuras en el

perímetro de la abertura

Otras Aplicaciones Típicas

Muros

Otras Aplicaciones Típicas

Losas

Riesgo de explosión

Otras Aplicaciones Típicas

Reforzamiento Sísmico

Bridge

Loads

Earth Movement

Plastic Hinge Region

with Minimal

Concrete Strain

Capacity

Compression Lap

Splices Inadequate

for Tension

Inertia

Bridge

Loads

Earth Movement

Inertia

Reforzamiento Sísmico

Gravity

Loads

Lateral

Loads

Gravity

Loads

Lateral

Loads

Reforzamiento Sísmico

Gravity

Loads

Lateral

Loads

Inadequate Shear

Capacity

Reforzamiento Sísmico

Proyecto Shougang

57

Adecuación y Reforzamiento Estructural del Muelle de San Nicolás

Minera Shougang

Marcona – Ica

2009

Proyecto Shougang

Antiguo Gantry

Nuevo Gantry

Triplica la velocidad de embarque (Pesa 3 veces el gantry anterior 1,000 tn)

Proyecto Shougang

60

Proyecto Shougang

Reforzamiento Puentes camino a las

Bambas

Reforzamiento Puente Billinghurst Encapsulación Pilotes Plus Petrol

Reforzamiento Muelle Shougang Cimentación Grout Molinos Toromocho Diseño concreto Interoceanica Sur

Gracias!

jose.gonzales@basf.com

JOSE LUIS GONZALES Ingeniero Civil – CIP 170329