60
MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUC|IILOR }I TURISMULUI MTCT NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A ELEMENTELOR STRUCTURALE DE BETON Indicativ . Elaborat de: INSTITUTUL NA|IONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE {N CONSTRUC|II }I ECONOMIA CONSTRUC|IILOR INCERC-Bucure]ti Director general:  prof.dr.ing.Dan LUNGU DEPARTAMENT PROTEC|IE  ANTISEISMIC~ }I SIGU RAN|~ STRU CTURAL~ Director Departament  : dr.ing. Dan GEORGESCU }ef de Proiect : dr.ing. Dan GEORGESCU }ef de Proiect : ing. Anna-Maria SCHIAU Colaboratori : UNIVERSITATEA TEHNIC~ DE CONSTRUC|II BUCURE}TI – UTCB (Catedra : Construc\ii de Beton Armat) conf.dr.ing. Radu PASCU  Avizat de: DIREC|IA GENERAL~ TEHNIC~ {N CONSTRUC|II - MTCT Director general : ing. Ion ST~NESCU Responsabil lucrare : ing. Rodica FLOREA 

Normativ Fibre

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 1/60

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUC|IILOR }I TURISMULUI

MTCT

NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A ELEMENTELORSTRUCTURALE DE BETON

Indicativ .

Elaborat de :

INSTITUTUL NA|IONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE {NCONSTRUC|II }I ECONOMIA CONSTRUC|IILORINCERC-Bucure]ti

Director general: prof.dr.ing.Dan LUNGU

DEPARTAMENT PROTEC|IE ANTISEISMIC~ }I SIGURAN|~ STRUCTURAL~

Director Departament : dr.ing. Dan GEORGESCU

}ef de Proiect : dr.ing. Dan GEORGESCU

}ef de Proiect : ing. Anna-Maria SCHIAU

Colaboratori :

UNIVERSITATEA TEHNIC~ DE CONSTRUC|II BUCURE}TI – UTCB(Catedra : Construc\ii de Beton Armat)

conf.dr.ing. Radu PASCU

Avizat de :

DIREC|IA GENERAL~ TEHNIC~ {N CONSTRUC|II - MTCT

Director general : ing. Ion ST~NESCU

Responsabil lucrare : ing. Rodica FLOREA

Page 2: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 2/60

NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A ELEMENTELOR

STRUCTURALE DE BETON

CUPRINS

GENERALIT ĂŢI1.1 Scop

1.2 Domeniu de aplicare

1.3 Defini ţii1.4 Nota ţii1.5 Simboluri

2. TIPURI DE MATERIALE. CARACTERISTICI

3. BAZELE PROIECT ĂRII }I CONCEPTUL DE SIGURAN ŢĂ 3.1 Bazele proiect ării

3.1.1 Cerin ţe generale3.1.2 Cerin ţe de proiectare3.1.3 Modele pentru materialele componente şi factori par ţiali de

siguran ţă 3.2 Conceptul de siguran ţă

3.2.1 Conceptul de siguran ţă la SLU3.2.2 Conceptul de siguran ţă la SLU la situa ţii de proiectare

accidentale3.3 Ductilitatea

4 . CONSOLIDAREA ELEMENTELOR {NCOVOIATE4.1 Generalit ăţi4.2 Situa ţia ini ţială 4.3 Moduri de cedare – st ări limită ultime4.4 Calculul la SLU4.5 Verificarea la SLS

5. CONSOLIDAREA LA FOR ŢĂ T ĂIETOARE

5.0 Generalit ăţi5.1 Determinarea capacit ăţii la for ţă tăietoare5.2 Determinarea deforma ţiei efective în PAF

6. CONSOLIDAREA PRIN CONFINARE A ST^LPILOR6.1 Generalit ăţi6.2 Modelarea betonului confinat cu PAF

6.2.1 Presiunea de confinare6.2.2 Rela ţia constitutiv ă a betonului confinat

6.3 Determinarea capacit ăţii la for ţă tăietoare6.4 Verificarea ductilit ăţii

7. PREVEDERI CONSTRUCTIVE7.1 Consolidarea la încovoiere7.2 Consolidarea la for ţă tăietoare

Page 3: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 3/60

7.3 Confinarea betonului comprimat7.4 Probleme legate de umiditate7.5 Ancoraje speciale

8. EXECUTAREA }I CONTROLUL LUCR ĂRILOR DE CONSOLIDARE CUMATERIALE COMPOZITE TIP PAF

8.1 Tehnologii de execu ţie8.2 Cerin ţe generale8.3 Executarea lucr ărilor de consolidare

8.3.1 Proceduri de reparare8.3.2 Preg ătirea suprafe ţelor8.3.3 Punerea în oper ă a materialelor de tip PAF8.3.4 Finisare

8.4 Controlul de calitate8.4.1 Controlul de calitate al materialelor8.4.2 Calificarea operatorilor8.4.3 Controlul de calitate al execut ării8.4.4 Controlul calit ăţii aderen ţei dup ă executarea lucr ărilor8.4.5 Inspec ţia în timpul duratei de servicu şi mentenan ţa

ANEXA 1: ASPECTE PRIVIND MATERIALELE COMPOZITE ARMATE CU FIBRE

ANEXA 2: CONTROLUL DE CALITATE AL LUCR ĂRILOR DE CONSOLIDARE CUPAF

ANEXA 3 : ASPECTE SPECIALE PRIVIND EFECTELE MEDIULUI }IDURABILITATEA SISTEMULUI PAF

ANEXA 4: PROPRIET ĂŢI ALE UNOR PRODUSE COMPOZITE

Page 4: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 4/60

NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A ELEMENTELOR

STRUCTURALE DE BETON

CUPRINS

GENERALIT~|I

1.1 Scop

1.2 Domeniu de aplicare

1.3 Defini ţii

1.4 Nota ţii

1.5 Simboluri

2. TIPURI DE MATERIALE. CARACTERISTICI

3. BAZELE PROIECT~RII }I CONCEPTUL DE SIGURAN|~3.1 Bazele proiect ă rii

3.1.1 Cerin ţe generale3.1.2 Cerin ţe de proiectare3.1.3 Modele pentru materialele componente ş i factori par ţiali de

siguran ţă 3.2 Conceptul de siguran ţă

3.2.1 Conceptul de siguran ţă la SLU3.2.2 Conceptul de siguran ţă la SLU la situa ţii de proiectare

accidentale3.3 Ductilitatea

4 . CONSOLIDAREA ELEMENTELOR {NCOVOIATE4.1 Generalit ăţ i4.2 Situa ţia ini ţială 4.3 Moduri de cedare – st ă ri limită ultime4.4 Calculul la SLU4.5 Verificarea la SLS

5. CONSOLIDAREA LA FOR|~ T~IETOARE

5.0 Generalit ăţ i5.1 Determinarea capacit ăţ ii la for ţă tă ietoare5.2 Determinarea deforma ţiei efective în PAF

6. CONSOLIDAREA PRIN CONFINARE A ST^LPILOR6.1 Generalit ăţ i6.2 Modelarea betonului confinat cu PAF

6.2.1 Presiunea de confinare6.2.2 Rela ţia constitutiv ă a betonului confinat

6.3 Determinarea capacit ăţ ii la for ţă tă ietoare6.4 Verificarea ductilit ăţ ii

7. PREVEDERI CONSTRUCTIVE7.1 Consolidarea la încovoiere7.2 Consolidarea la for ţă tă ietoare

Page 5: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 5/60

7.3 Confinarea betonului comprimat7.4 Probleme legate de umiditate7.5 Ancoraje speciale

8. EXECUTAREA }I CONTROLUL LUCR~RILOR DE CONSOLIDARE CUMATERIALE COMPOZITE TIP PAF

8.1 Tehnologii de execu ţie8.2 Cerin ţe generale8.3 Executarea lucr ă rilor de consolidare

8.3.1 Proceduri de reparare8.3.2 Preg ă tirea suprafe ţelor8.3.3 Punerea în oper ă a materialelor de tip PAF8.3.4 Finisare

8.4 Controlul de calitate8.4.1 Controlul de calitate al materialelor8.4.2 Calificarea operatorilor8.4.3 Controlul de calitate al execut ă rii8.4.4 Controlul calit ăţ ii aderen ţei dup ă executarea lucr ă rilor8.4.5 Inspec ţia în timpul duratei de servicu ş i mentenan ţa

ANEXA 1: ASPECTE PRIVIND MATERIALELE COMPOZITE ARMATE CU FIBRE

ANEXA 2: CONTROLUL DE CALITATE AL LUCR~RILOR DE CONSOLIDARE CUPAF

ANEXA 3 : ASPECTE SPECIALE PRIVIND EFECTELE MEDIULUI }IDURABILITATEA SISTEMULUI PAF

ANEXA 4: PROPRIET~|I ALE UNOR PRODUSE COMPOZITE

Page 6: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 6/60

1

NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A

ELEMENTELOR STRUCTURALE DE BETONIndicativ ............

1. OBIECTUL Ş I DOMENIUL DE APLICARE1.1 OBIECT(1) Prezentul normativ stabileş te principiile ş i regulile de proiectare ş i executare a

lucr ă rilor de consolidare cu materiale compozite polimerice armate cu fibre (PAF), aconstrucţiilor având structura din beton. Regulile de executare sunt detaliate pentru cazulaplicării manuale a sistemului.

(2) Utilizarea materialelor compozite pentru consolidarea elementelor/structurilor dinbeton armat ş i/sau precomprimat se va face având în vedere prevederile din :

- prezentul normativ- fişele ş i agrementele tehnice ale materialelor- rezultatele încercă rilor experimentale pe elemente/structuri.

(3) La alcă tuirea ş i calculul soluţiilor de consolidare cu sistemul PAF, trebuie avute învedere urmă toarele:

- existenţa unei expertiză ri tehnice a construcţiei;- existenţa datelor privind caracteristicile implicate, ale materialelor din zonele în care

se aplică acest sistem de consolidare- posibilitatea aplicării, în paralel cu sistemul PAF ş i a altor sisteme de consolidare, în

alte zone ale construc ţiei.

1.2 DOMENIUL DE APLICARE

(1) Domeniul specific de aplicare al armă turilor tip PAF este acela de consolidare a:- grinzilor din beton armat în scopul creş terii capacităţ ii portante la moment încovoietor

ş i a capacităţ ii de preluare a for ţei tă ietoare- plăcilor din beton armat în scopul creş terii capacităţ ii portante la moment încovoietor- stâlpilor din beton armat în scopul: creşterii ductilităţii, îmbunătăţirii comportării

înnădirilor prin suprapunereş i creş terii deformaţiei ultimeş i a capacităţ ii de rezistenţă .- pereţilor structurali din beton armat în scopul creş terii capacităţ ii de preluare a for ţei

tă ietoare ş i a momentului încovoietor

(2) Înainte de adoptarea sistemului de consolidare cu arm ă tur ă din PAF, estenecesar ă îndeplinirea condiţiilor:

− de clas ă minimă de beton (în cazul aplicaţiilor unde aderenţa este critică)− impuse stratului suport de beton− de mediu, în special de temperatur ă în exploatare.

în funcţie de condiţiile din fişa produsului sau agrementul tehnic (datele puse la dispozi ţiede producă torul sistemelor cu amă turi tip PAF).

Elaborat de:INSTITUTUL NA|IONAL DE CERCETARE – DEZVOLTARE ÎN CONSTRUC|IIŞ I ECONOMIACONSTRUC|IILOR –INCERC BUCURE Ş TIŞ I UNIVERSITATEA TEHNIC~ DE CONSTRUC|II BUCURE Ş TI

Aprobat de :MINISTRULTRANSPORTURILOR,CONSTRUC|IILORŞITURISMULUI, cu ordinul

Page 7: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 7/60

2

nr.......... din ......... 1.3 DEFINI|II

Adeziv material polimeric care menţine lipite suprafeţele în contact adouă materiale

Amorsă material de acoperire a suprafe ţei înainte de aplicarea adezivului, în vederea îmbună tăţ irii aderenţei ; amorsa poate un fluid cuvâscozitate redus ă (de regulă o soluţie conţinând 10% adezivdiluat într-un solvent organic)

Aplicaremanuală

metodă de executare a lucr ărilor de consolidare în care straturilede armă tur ă tip PAF sunt aplicate manual pe element/structur ă

Aplicare umedă metodă de executare a lucr ărilor de consolidare care implică aplicarea in situ a r ăş inii peste produsul « uscat » (pânză sauţesă tur ă ). Poate fi manuală sau mecanic ă

Bandă /laminat produse prefabricate realizate din fibreş i r ăş ină . ; sunt de regulă realizate prin tragere

Compozit termenul de “compozit” poate fi aplicat oricărei combinaţii a două sau mai multe componente (materiale) având o interfaţă cepoate fi identificată . Componentele polimerilor armaţi cu fibre(PAF) sunt matricea din polimeriş i fibrele (care au un raportlungime/ grosime caracteristic).

Dezlipire cedare locală în zona de aderen ţă dintre beton ş i armă turaexterioar ă tip PAF (debonding).

Desprindere deta şarea pe zone extinse, de obicei în zonele de cap ă t ale PAF(peeling)

Delaminare separarea straturilor dintr-un laminat datorită cedării adezivului,fie în adeziv fie la interfaţa dintre adeziv ş i fibre

Fibre termen generic pentru materialele de tip filamentFibre de carbon fibre obţinute prin tratarea la temperatur ă înaltă (peste 980 0C) a

unui material organic tip PAN (poliacrilonitril) într-o atmosfer ă inertă . Fibrele pot fi grafitizate prin îndepă rtarea atomilor ne-carbonici prin tratamente termice la temperaturi de peste 16500C.

Fibre de sticlă fibre obţinute din sticlă topită procesat ă prin periereFilamente fibre individuale de lungime indefinită utilizate în mănunchiuri, fire

sau cabluriFiler substanţă relativ neadezivă care se adaug ă în adezivi pentru

îmbună tăţ irea lucrabilităţ ii, rezistenţei ş i altor caracteristici aleacestora

Forfecareinterlaminar ă

for ţă de forfecare ac ţionând la interfaţa dintre straturile adiacenteale unui laminat

Impregnare umplerea, manuală sau mecanic ă , cu r ăş ină , până la saturare, a

unui produs de tip ţesă tur ă sau pânz ă Întă ritor componentă principală a adezivului care intr ă în reacţie cu r ăş ina

pentru a asigura procesul de înt ă rire a adezivului

Page 8: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 8/60

3

Materialtermoplastic

matrice compozită care poate fi în mod repetat înmuiată prin încă lzire ş i întărită prin r ăcire

Materialtermorigid

matrice compozită tratată prin încă lzire ş i presiune sau cu uncatalizator insolubilş i care nu se tope ş te. Odată tratat materialulnu mai poate reveni la structura/forma iniţială

Matrice material de legă tur ă în care se înglobeaz ă fibrele (de obicei unpolimer, dar poate fi ş i metalic sau ceramic)Pânz ă produs realizat din fire, fibre sau filamente, neîmpletitePolimer moleculă de dimensiuni mari formată prin combinarea mai multor

molecule mici sau a monomerilor într-o formă regulată Polimeri armaţicu fibre (PAF)

materiale compozite alcă tuite din fibre cu rezistenţă ş i rigiditateridicată (de carbon, de aramid ă , de sticlă sau polietilenă de înaltă rezistenţă ) înglobate într-o matrice de raş ină epoxidică

Polimerizare reacţie chimică prin care se produce legarea monomerilorPost-tratare procedeu prin care, prin expunerea la temperatur ă ridicată se

îmbună tăţesc proprietăţ ile mecanice

Produse PAFprefabricate

produse plate, impregnate cu r ăş ină prin procesul de fabricare,care pot fi depozitate la temperaturi joase până la utilizare

Răş ină polimer având greutate molecular ă indefinită (de regulă mare) cupalierul de înmuiere/topire mai mare decât cel de curgere rezultatdin solicitare

Strat de baz ă suprafaţa elementului de consolidat pe care se va aplicamaterialul compozit

Tratare modificarea structurii moleculareş i a proprietăţ ilor fizice ale uneir ăş ini, prin reacţii chimice obţinute prin încă lzire ş i catalizare (cusau f ă r ă combinarea cu presiune)

Temperaturade tranziţie Tg (de devitrifiere)

temperatura la care adezivul (componentele polimerice) î ş imodifică starea de agregare, din faza solid ă , elastică (similar ă sticlei) în stare vâscoasă

Timp deexpunere (opentime)

durata de timp dintre momentul aplicării adezivuluiş i cel alrealizării contactului între cele două materiale care urmeaz ă a filipite

Timp de înmagazinare

durata de timp în care un material poate fi înmagazinat astfel încât să r ămână corespunz ă tor utiliză rii

Tixotropie proprietatea adezivului de a se subţia în cazul amestec ă riiisotermice ş i de a se îngro şa la încetarea ac ţiunii. Materialeletixotropice au o rezistenţă mare la forfecarea aplicată static ş i orezistenţă mică la forfecarea aplicată dynamic

Tragere proces automat, continuu pentru realizarea elementelor din

materiale compozite ş i altor produse având sec ţiune transversală constantă ; fibrele saturate cu r ăş ină sunt trase printr-un dispozitiv încă lzit conferindu-le formaş i asigurându-le tratamentul termicnecesar

Page 9: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 9/60

4

|es ă tur ă produs realizat din fire, fibreş i filamente intersectate, împletite

Vâscozitate tendinţa unui material de a rezista curgerii; cu creş tereatemperaturii vâscozitatea majorităţ ii materialelor scade

Page 10: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 10/60

5

1.4 NOTA|II

PAF polimeri armaţi cu fibrePAFS polimeri armaţi cu fibre de sticlă PAFC polimeri armaţi cu fibre de carbonPAFA polimeri arma

ţi cu fibre de aramid

ă

SLS starea limită de serviciu (de exploatare)SLU starea limită ultimă (de rezisten ţă )

1.5 SIMBOLURI1.5.1 Majuscule latine

Ac,eff aria efectivă a sec ţiunii întinse de beton Af aria sec ţiunii armă turii PAF Ag aria brută de beton

As aria totală de armă tur ă longitudinală Asw aria armă turii transversale As1 aria armă turii longitudinale întinse As2 aria armă turii longitudinale comprimateD diametrul secţiunii transversale circulareEc modulul de elasticitate al betonuluiEf modulul de elasticitate secant al PAFEfk valoarea caracteristică a modulul de elasticitate al PAF

Efm valoarea medie a modulul de elasticitate al PAFEfu valoarea modulului de elasticitate al PAF la SLUE j modulul de elasticitate al manşonului din PAFEs modulul de elasticitate al oţeluluiKconf rigiditatea confinării cu PAFLp lungimea articulaţiei plasticeMcr momentul de fisurareMd momentele de calcul (de proiectare)

Mk momentul dat de incărcă rile de exploatareM0 momentul dat de sarcinile prezente în momentul consolidăriiMRd momentul capabil de calculNc rezultanta eforturilor de compresiune în betonNf efort de întindere în PAFNfa for ţă de întindere în PAF care trebuie ancorat ă Nfa,max for ţă de întindere maximă în PAF care poate fi ancorat ă Vcd valoarea de calcul a for ţei tă ietoare preluate de beton

VRd rezistenţa de calcul la for ţă tă ietoareVwd,S valoarea de calcul a for ţei tă ietoare preluate de etrierii de oţelVwd,f valoarea de calcul a for ţei tă ietoare preluate armă tura transversală

Page 11: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 11/60

6

din PAF

1.5.2 Litere mici latineb lăţ imea grinziibf lăţ imea armă turii de PAF

bw lăţ imea minimă a grinzii de betond înă lţimea utilă a sec ţiuniids diametrul armă turii de oţeld1 distanţa de la centrul de greutate al arm ă turilor întinse la fibra cea

mai întinsă de betond2 distanţa de la centrul de greutate al arm ă turilor comprimate la fibra

cea mai comprimată de betonf a efortul maxim de aderenţă al adezivului

f cd valoarea de calcul a rezisten ţei la compresiune a betonuluif ck valoarea caracteristică a rezisten ţei la compresiune a betonuluif cm valoarea medie a rezisten ţei la compresiune a betonuluif ctd valoarea de calcul a rezisten ţei la întindere a betonuluif ctk valoarea caracteristică a rezisten ţei la întindere a betonuluif ctm valoarea medie a rezisten ţei la întindere a betonuluif cu,cf valoarea de calcul a rezisten ţei betonului confinatf f rezistenţa la întindere a PAF

f fd valoarea de calcul a rezisten ţei la întindere a PAFf fk valoarea caracteristică a rezisten ţei la întindere a PAFf fm valoarea medie a rezisten ţei la întindere a PAFf j rezistenţa manşonului din PAFf l efortul maxim de confinaref y limita de curgere a oţeluluif yd valoarea de calcul a limitei de curgere a oţeluluif yk valoarea caracteristică a limitei de curgere a oţelului

h înă lţimea sec ţiunii elementuluihf grosimea plăcii la grinzi cu secţiunea în Tkb factor de scar ă kc factor de compactitate a betonuluike factor de eficienţă a confină riikT coeficient care ţine seama de condi ţiile de temperatur ă l mărimea deschideriilb lungimea de conlucrare (aderen ţă )

lc lungimea consoleilb,max lungimea maximă de conlucrare (aderen ţă )r c raza de rotunjire a colţului

Page 12: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 12/60

7

s i,cr lungimea proiecţiei fisurii înclinates distan ţa interax între benzile de PAFsrm distanţa medie între fisuris’ distanţa între benzile de PAFsf max deplasarea relativă între PAF ş i beton (alunecare) sau distan ţa dintre

benzile PAF dispuse transversaltf grosimea PAFuf perimetrul PAF pe care se manifestă aderen ţaus perimetrul armă turii de oţel pe care se manifest ă aderen ţawm valoarea medie a deschiderii fisuriiw’ distanţa liber ă între colţurile rotunjitex înă lţimea zonei comprimatex0 înă lţimea zonei comprimate înainte de consolidare

z braţul de pârghie al eforturilor interne1.5.3 Majuscule greceşti

Φu curbura ultimă Φy curbura la curgere

1.5.4 Litere mici greceştiβ1 coeficient care ţine cont de caracteristicile de aderen ţă ale armă turiiβ2 coeficient care ţine cont de tipul încărcă rii

γa factor par ţial de siguranţă pentru adezivγc factor par ţial de siguranţă pentru betonγfb Factor îar ţial de siguranţă pentru fibre (verificarea aderenţei)γcb factor par ţial de siguranţă pentru beton (verificarea aderenţei)γF factor par ţial de siguranţă pentru încă rcăriγf factor par ţial de siguranţă pentru PAFγs factor par ţial de siguranţă pentru armă turile din oţelγM factor par ţial de siguranţă pentru materiale (termen generic)

δG coeficient pentru centrul de greutate al blocului de compresiuni înbeton

ε deformaţie specifică ε2 deformaţia în armătura de o ţel în dreptul fisuriiεc deformaţia betonului în fibra cea mai comprimată εcc deformaţia betonului confinat la f cc

εcu deformaţia ultimă a betonului comprimatεf deformaţia PAF

εf,e deformaţia efectivă a PAFεfd,e valoarea de calcul a deforma ţiei efective a PAF

Page 13: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 13/60

8

εf,e deformaţia efectivă a PAFεfk, e valoarea caracteristică a deformaţiei efective a PAFεf,min deformaţia minimă admisă a PAF la SLUεfu deformaţia ultimă a PAF

εfu,dvaloarea de calcul a deforma

ţiei ultime a PAF

εfu,e deformaţia ultimă efectivă a PAFεfu,k valoarea caracteristică a deformaţiei ultime a PAFεfu,m valoarea medie a deforma ţiei ultime a PAFε j deformaţia pe circumferinţă în manşonul de PAFε ju deformaţia efectivă pe circumferinţă în manşonul de PAF la SLUεrm,r deformaţia medie a armă turii de oţel, ţinând seama de conlucrarea cu

betonul

εsu deformaţia ultimă a armă turii din oţelεs1 deformaţia armă turii din oţel, întinseεs2 deformaţia armă turii din oţel, comprimateεyd valoarea de calcul a deforma ţiei ultime a armă turii din oţelεyk valoarea caracteristică a deformaţiei ultime a armă turii din oţelε0 deformaţia iniţială în fibra cea mai întinsă de betonζ , ζ β coeficienţi de conlucrareθ unghiul f ăcut de fisurile diagonale cu axa grinzii

μΔ indice de ductilitate de deplasareμφ indice de ductilitate de curbur ă ξ = x/d înă lţimea relativă a zonei comprimateρ f coeficient de armare cu PAFρ j coeficient de armare cu PAF la manşoanele stâlpilor circulariρ jx coeficient de armare cu PAF la manşoanele stâlpilor dreptunghiulari,

direcţia Xρ jy coeficient de armare cu PAF la manşoanele stâlpilor dreptunghiulari,

direcţia Yρ s coeficient de armare cu armatur ă de oţel longitudinală σ efort unitarσ fad valoarea de calcul a efortului unitar în PAF la ancorajul de capă tσ fad, max valoarea de calcul a efortului unitar maxim în PAF care poate fi ancoratσ c efort unitar in betonσ fd valoarea de calcul a efortului unitar în PAFσ j efort unitar în manşonul din PAFσ l presiunea de confinare lateral ă σ lc presiunea de confinare lateral ă exercitată de ţesă turile circulare din

Page 14: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 14/60

9

PAFσ l,eff presiunea de confinare lateral ă efectivă σ s efort unitar în armatur ă de oţelτb efort unitar de aderenţă τ

flefortul maxim de forfecare în modelul bilinear pt. aderenţă

τRd valoarea de calcul a rezisten ţei la forfecare a betonuluiτRk valoarea caracteristică a rezisten ţei la forfecare a betonuluiχ u curbura ultimă χ y curbura de curgereψ coeficient pentru blocul de compresiuni în betonη f indice de consolidare

Page 15: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 15/60

9

2. TIPURI DE MATERIAL E . CARACTERISTICI

2.1 TIPURI DE MATERIALE(1) Materialele compozite tip PAF utilizate la consolidarea structurilor se prezint ă

în principal sub form ă de:• materiale compozite prefabricate sau pre-tratate sub form ă de benzi (lamele)

sau laminate cu orientare unidirecţional

ă a fibrelor;

• materiale compozite aplicate umed sau tratate in-situ sub forme de pânze sauţes ături flexibile cu fibrele orientate în una, dou ă direc ţii sau mai multe direc ţii.

(2) Materialele care intr ă în componen ţa sistemelor de consolidare cu compozitetip PAF sunt fibrele, matricea şi adezivul care realizeaz ă leg ătura PAF-element debeton armat.

Cele mai utilizate tipuri de fibre utilizate la consolidarea structurilor din betonsunt:

- fibre de carbon- fibre de sticl ă;- fibre de aramid ă.

(vezi şi comentariile din anexa 1, pct.1.1)

(3) Matricea poate fi de tip termorigid sau termoplastic. Cele mai utilizate matricesunt r ăş inile epoxidice, poliesterice şi vinilesterice (vezi şi comentariile din anexa 1,pct.1.2).

(4) Adezivul trebuie s ă asigure transferul de eforturi din elementele consolidatede beton sau zid ărie în materialul compozit.

Cei mai utiliza ţi adezivi pentru aplicarea materialelor compozite sunt adeziviiepoxidici. {n func ţie de cerin ţele fiec ărei aplica ţii, în ace şti adezivi pot fi inclu şifilere, aditivi etc.(5) Procedeul tehnologic de realizare cel mai utilizat al PAF este tragerea. Acest

procedeu const ă în combinarea unei r ăş ini în stare lichid ă cu fibre continue,tragerea realizându-se printr-un dispozitiv care îi asigur ă form ă şi sec ţiune constant ă.

(6) Principalii factori de care depind propriet ăţile finale ale produsului sunt:orientarea, lungimea şi compozi ţia fibrelor, propriet ăţile mecanice ale r ăş inii (matricei)şi adeziunea între aceste componente.

2.2 CARACTERISTICI2.2.1 FIBRE(1) Valorile caracteristice specifice grupelor de fibre (de carbon, de sticl ă, dearamid ă) sunt prezentate în tabelul 2.1.

Tabelul 2.1Fibre Rezisten ţa la

rupere(N/mm 2)

Modulul deelasticitate(kN/mm 2)

Alungirela rupere

(%)Carbon: rezisten ţă înalt ă 3500-4800 215-235 1,4-2,0

Carbon: rezisten ţă foarte înalt ă 3500-6000 215-235 1,5-2,3Carbon :

modul ridicat2500-3100 350-500 0,5-0,9

Carbon: modul foarte ridicat 2100-2400 500-700 0,2-0,4 Aramid ă : modul sc ăzut 3500-4100 70-80 4,3-5,0 Aramid ă : modul ridicat 3500-4000 115-130 2,5-3,5Sticl ă :

E 1900-3000 70 3,0-4,5

Page 16: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 16/60

10

S 3500-4800 85-90 4,5-5,5

Note : 1.Valorile prezentate în tabel sunt orientative şi reprezint ă caracteristicile la ac ţiuni statice şi cumaterialele neexpuse unor medii speciale; valorile de proiectare ale caracteristicilormaterialelor se stabilesc luând în considerare şi prezen ţa r ăş inii şi de asemenea coeficien ţiide siguran ţă ai materialelor, inclusiv cei datora ţi ac ţiunii mediilor de expunere. Aceste valorisunt prev ăzute în fi şele de produs ale produc ătorilor, respectiv agrementele tehnice aleproduselor.2. Pentru alte propriet ăţi (precum rezisten ţa la compresiune, la impact, la oboseal ă, la curgerelent ă) sunt incluse comentarii în anexa 1, pct.2.1

(2) Fibrele continue (având în general diametre între 5 şi 20 μ m) au o comportareelastic ă pân ă la rupere, f ăr ă a avea palier de curgere, legea lor constitutiv ă (σ -ε )fiind liniar ă.

(3) Alegerea unui anumit tip de fibre pentru fiecare caz particular de utilizaredepinde de mai mul ţi factori: tipul structurii, nivelul înc ărcării, condi ţiile de mediu, etc.

2.2 .2 MATRICEA DIN POLIMERI (R ĂŞINI)(1) Matricea transfer ă eforturile între fibre şi protejeaz ă fibrele împotriva

avarierii mecanice sau coroziunii datorate mediului.

(2) Tipul matricei influen ţeaz ă propriet ăţile mecanice ale compozitului(rezisten ţa la întindere şi compresiune, modulul de elasticitate etc.) Alegereaprocesului de fabrica ţie se face în func ţie de caracteristicile fizice şi chimice alematricei (temperatura de topire, cea de înt ărire, vâscozitatea, reactivitatea fa ţă defibre etc.).

(3) Propriet ăţile mecanice ale matricei, deci şi ale compozitelor în alc ătuireacărora intr ă, depind puternic de temperatur ă şi viteza de înc ărcare. Astfel cucre şterea temperaturii matricea devine vâscoas ă iar modulul ei de elasticitate scade.Viteza de înc ărcare influen ţeaz ă (invers ac ţiunii temperaturii) comportarea matricei:la o vitez ă mare ruperea este casant ă iar la înc ărcări de lung ă durat ă comportareaeste ductil ă.

2.2.3 ADEZIVUL(1) Pentru aplicarea eficient ă a unui adeziv sunt necesare prevederi privind:

caracterizarea din punct de vedere al aderen ţei la suport, temperatura şi metoda deaplicare, domeniul de temperaturi admis pe perioada de înt ărire, tehnici de preg ătirea suprafe

ţei, expansiunea termic

ă a materialului, propriet

ăţile de curgere lent

ă,

rezisten ţa chimic ă.

(2) {n cazul utiliz ării adezivilor epoxidici trebuie lua ţi în considerare doi factoricaracteristici lega ţi de timp:

• timpul de punere în oper ă (durata de timp de la amestecareacomponen ţilor adezivului pân ă în momentul în care acesta se înt ăre şte învasul de amestecare şi nu mai poate fi aplicat)

• timpul de punere în oper ă a materialului compozit/durata de timp de laaplicarea adezivului pân ă la aplicarea materialului compozit

(3) Un alt parametru extrem de important este temperatura de trazi ţie, T g (“glasstrasition temperature”; de devitrifiere).

(4) Valorile caracteristice, specifice propriet ăţilor adezivilor epoxidici suntprezentate în tabelul 2.2, comparativ cu cele ale betonului şi oţelului.

Page 17: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 17/60

11

Tabelul 2.2

Proprietate(la 20 0C)

Adeziv epoxidic înt ărit Beton O ţelmoale

Densitate (kg/m 3) 1100-1700 2350 7800

Modulul lui Young (GPa) 0,5-20 20-50 205

Modulul la forfecare (Gpa) 0,2-8 8-21 80

Coeficientul lui Poisson 0,3-0,4 0,2 0,3

Rezisten ţa la întindere (MPa) 9-30 1-4 200-600

Rezisten ţa la forfecare (MPa) 10-30 2-5 200-600

Rezisten ţa la compresiune(MPa)

55-110 25-150 200-600

Deforma ţia din întindere larupere

(%)

0,5-5 0,015 25

Energia de rupere aproximativ ă

(Jm -2)

200-1000 100 10 5 - 10 6

Coeficient de expansiunetermic ă (10 -6 / 0C)

25-100 11-13 10-15

Absorb ţia de ap ă : 7 zile 25 0 C

(% w/w)

0,1-3 5 0

Temperatura de tranzi ţie ( 0C) 45-80 - -

Notă: Valorile prezentate în tabel au caracter orientativ, valorile ce vor fi luate în considerare în diferiteaplica ţii vor fi cele furnizate de produc ător şi în agrementele tehnice corespunz ătoare.

Page 18: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 18/60

3 BAZELE PROIECT ĂRII ŞI CONCEPTUL DE SIGURAN| Ă

3.1 BAZELE PROIECT ĂRII3.1.1 Cerin ţe generale

(1P) Consolidarea structurilor de beton cu PAF lipit la exterior este o tehnică care se bazeaz ă pe conlucrarea dintre betonul armat sau precomprimat şi armătura

lipită la exterior. Pentru a asigura siguran ţa structurală generală a elementuluiconsolidat este necesar s ă se utilizeze sistemul de PAF potrivit, care să fie proiectat,detaliat şi executat corect.

(2) Proiectul de consolidare şi caietele de sarcini vor include:• sistemul PAF utilizat• localizarea sistemului pe element/structur ă • proprietăţile armăturilorşi cele ale stratului suport de beton considerate în

calcul• note generale privind încărcările de calculşi deformaţiile admisibile în

armăturile de tip PAF• dimensiunea şi orientarea fibrelor pentru fiecare armătur ă tip PAF• numărul de straturişi modalitatea de aplicare• localizarea înnădirilorşi lungimea de petrecere• condiţiile de pregătire a suprafeţei de beton, inclusiv cele referitoare la

pregătirea colţurilorşi limitările neregularităţilor suprafeţei• procedeele de instalare, inclusiv temperatura suprafe ţei şi timpul limită

pentru aplicarea straturilor succesive• sisteme de protejare a arm ăturilor tip PAF până la întărirea adezivului• materiale pentru protecţie şi izolare• prevederi pentru manipulare, transport, depozitare• proceduri de control şi inspecţie cu precizarea criteriilor de acceptare şi încercările necesare a fi realizate in situ la aplicarea sistemului.

(3) Producătorul sistemului de consolidare va furniza proiectantului, cel puţin:• fişele tehnice ale produselor în care s ă se precizeze caracteristicile fizice,

mecanice, chimice ale sistemului PAF şi tuturor materialelor utilizate• instrucţiuni pentru instalare, întreţinere şi recomandări pentru manipulare,

depozitare pentru fiecare material utilizat• documente privind impactul asupra mediuluişi persoanelor (care

instalează sistemul şi ocupanţi ai clădirilor)• condiţii de aplicare: temperatur ă, umiditate, dacă se poate utiliza încălzirea

pentru întărirea accelerată; dimensiuni pentru rotunjirea colţurilor,denivelări ale suprafeţei, condiţii pentru amestecarea r ăş inii (propor ţii,viteză) şi timpul de aplicare.

(4) Se vor utiliza numai sisteme PAF agrementate. Agrementul tehnic va conţine şi duratele de garan ţie şi de viaţă estimată pebaza declara ţiilor producătorului (şi a comportării în timp a acestor sisteme deconsolidare, dacă există date referitoare la acest aspect).

12

Page 19: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 19/60

3.1.2 Cerin ţe de proiectare3.1.2.1 Generalităţi

(1P) La proiectare trebuie luate în considerare toate situa ţiile de proiectare şicombinaţiile de încărcări şi verificate toate stările limită relevante.

(2P) Proiectarea consolidării cu PAF trebuie să reflecte efectul armăturii

suplimentare adăugate în sec ţiune (determinată considerând conlucrare perfect ă) şicapacitatea de a transmite eforturi prin interfaţa aderent ă (verificarea pierderiiaderen ţei).

(3) Starea structurii înainte de consolidare trebuie luată ca referinţă pentruproiectarea armăturii PAF lipită la exterior. Starea existent ă a elementului structuraltrebuie verificată prin inspecţie vizuală, analizarea documenta ţiei tehnice şi calculestructurale. Eventualele degradări trebuie identificateşi, dacă este cazul, reparate prinmijloace corespunzătoare.

(4) Datorită lipsei de plasticitate a PAF, redistribuirea momentelor între păr ţileconsolidate ale elementului structural nu este în general permisă.3.1.2.2 Situaţii de proiectare la stări limită (1P) La proiectare trebuie verificate atât stările limită de serviciu (SLS), cât şi stărilelimită de ultime (SLU).

(2P) Următoarele situaţii de proiectare trebuie luate în considerare:- situaţia persistentă, corespunzând exploat ării normale a structurii- situaţia accidentală, corespunzând unei ced ări neprevăzute a PAF (de ex.datorită impactului, vandalismului, focului)- considera ţii speciale de proiectare (de ex. eforturi de aderen ţă datoratediferenţelor dintre coeficienţii de dilatare termică, rezistenţă la foc, rezistenţă laimpact).

3.1.2.3 Verificarea la stări limită de exploatare (SLS)(1P) Verificările la SLS cuprind:

- Verificarea (limitarea) eforturilor unitare (pentru a evita curgerea armăturii,deteriorarea sau curgerea lent ă excesivă a betonului şi fluajul excesiv sauruperea prin fluaj a PAF)- Verificarea (limitarea) deformaţiilor (acestea pot limita exploatareanormală a structurii, induce deterior ări ale elementelor nestructurale sau afecta

aspectul)- Verificarea la fisurare (incluzând fisurarea la interfaţă) (fisurile potprejudicia durabilitatea şi aspectul structurii sau periclita integritatea aderenţei între PAF şi beton).

(2) La verificarea SLS se vor considera combinaţiile de încărcări specificate înstandardele din seria STAS 10101. Factorii par ţiali de siguranţă pentru materiale γM se vor considera 1.0, cu excep ţia cazurilor specificate.

(3) Reguli de calcul pentru verificările la SLS sunt date în sec ţiunilecorespunzătoare ale acestui normativ.

(4) Verificarea detaliată prin calcul la SLS nu este necesar ă dacă se respect ă regulile constructive prevăzute în acest normativ din sec ţiunile corespunzătoare.

13

Page 20: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 20/60

3.1.2.4 Verificarea stărilor limită de rezisten ţă (SLU)(1P) La SLU trebuie considerate toate modurile de cedare care pot apare.

(2) În general, modurile de cedare pot fi clasificate în cele care presupunconlucrare perfectă între betonul armat sau precomprimat şi armătura din PAF, şi celecare verifică diferitele mecanisme de pierdere a aderen ţei care pot apare.

(3) Se vor considera combinatiile de încărcări şi factorii par ţiali de siguranţă pentru încărcări conform prevederilor din seria de standarde STAS 10101 şi factorii par ţialide siguran ţă pentru materiale prevăzuţi în STAS 10107/0-90. Factorii par ţiali desiguranţă γf şi relaţia constitutivă pentru armătura din PAF, pentru verificările la SLU,sunt da ţi în secţiunea 3.1.3.2. Factorii de siguranţă pentru materiale pentru verificărilela SLU privind cedarea prin pierderea aderenţei sunt da ţi în secţiunea 3.1.3.3.

(4) Reguli de calcul pentru verificările la SLU sunt date în secţiunile corepunzătoareale prezentului normativ.

3.1.2.5 Situaţii accidentale(1P) Situaţia de proiect accidentală este situa ţia în care se presupune cedareaneprevăzută a PAF datorită unei cauze accidentale (de ex. vandalism sau foc).

(2) Verificarea se face considerând elementul neconsolidat supus la toatecombinaţiile accidentale relevante corespunzătoare elementului consolidat.Verificarea se face la SLU, considerând factorii par ţiali de siguranţă şi coeficienţii de

grupare a încărcărilor conform seriei de standarde STAS 10101, în grupareaspecială. Factorii par ţiali de siguranţă ai materialelor se consider ă 1.0.

3.1.2.6 Considera ţii speciale la proiectare1 (1P) Încărcări ciclice, eforturi de aderenţă suplimentare din cauza dilatării termicediferite a betonuluişi a PAF, rezisten ţa la impact sau la foc, pot fi relevante.

3.1.2.7 Durabilitate2 (1P) Următorii factori vor fi consideraţi la proiectare, pentru asigurarea unei structuridurabile:

- utilizarea preconizată a structurii;- criteriile de performanţă impuse;- condiţiile de mediu presupuse;- compoziţia, proprietăţile şi performanţa materialelor;- forma elementelor şi alcătuirea structurală;- calitatea calificării,şi nivelul de control;- măsuri de protecţie specifice;- întreţinerea probabilă în timpul duratei de viaţă prevăzută.

(2P) Condiţiile de mediu vor fi estimate în faza de proiectare pentru a se evaluaimportanţa lor în corelare cu durabilitatea şi pentru a permite elaborarea unorprevederi adecvate pentru protec ţia materialelor.

1 Anexa 3 include aspecte speciale (]i comentarii) privind proiectarea la foc, oboseal`, impact etc.2 Anexa 3 include aspecte speciale (]i comentarii) ce trebuie avute [n vedere la proiectare d.p.d.v aldurabilit`\ii.

14

Page 21: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 21/60

3.1.3 Modele pentru materialele componente ş i factorii par ţiali de siguran ţă (1) Pentru verificările la stări limită se recomand ă utilizarea modelelor constitutiveşia coeficienţilor par ţiali de siguranţă γM date în aceast ă sec ţiune. Pentru coeficienţii încărcărilor şi coeficienţii de grupare se va face referinţă la standardelecorespunzătoare din seria STAS 10101.

3.1.3.1 Verificări la SLS(1) Pentru verificările la stări limită de serviciu se vor utiliza legi constitutive lineare,iar factorii par ţiali de siguranţă ai materialelor γM vor fi consideraţi egali cu 1.0.

(2) În cazul armăturii de tip PAF, se va utiliza relaţia următoare :

σ f = Efm εf (3-1)

unde Efk este valoarea caracteristic ă a modulului secant de elasticitate.

(3) Modulul Efk se determină ca modulul secant între 10% şi 50% din rezistenţa PAF. În mod obişnuit se utilizează fractilul de 5%, Efk0.05. În cazul când o valoare mai marea modulului este mai defavorabilă, se consider ă fractilul de 95%, Efk0.95. În cazul cândmodulul de elasticitate nu constituie o variabilă fundamentală, se va utilza valoareamedie Efm.

(4) Pentru beton şi armăturile din oţel se vor utiliza valorile specificate în STAS10107/0-90.

3.1.3.2 Verificări la SLU, considerând conlucrarea perfectă între beton şi PAF

(1) Pentru verificările la SLU se vor utiliza legile constitutive din figura 3-1.

εyd εfud εsu

σ c

α f cd

εr

σ r

f fd

f yd

2o/oo 3.5

o/oo

εc

PAF

oţel

beton

Fig. 3-1 : Legi constitutive de calcul ale materialelor componente

(2) Pentru betonul comprimat se vor utiliza relaţia parabola-dreptunghi şi factoriicorespunzători pentru rezistenţa de calcul a betonului din STAS 10107/0-90. Pentrubetonul confinat se va utiliza modelul din capitolul 6 al prezentului normativ.

(3) Pentru armăturile din OB 37şi PC 52 se vor utiliza relaţia biliniara şi factoriicorespunzători pentru rezistenţa de calcul a arm ăturii din STAS 10107/0-90.

(4) Pentru verificarea la SLU a PAF, comportarea acestora poate fi modelată curelaţia linear ă din figura 3-1şi ecuaţia 3-2 :

σ f = Efu εf ≤ f fd (3-2)15

Page 22: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 22/60

unde :

Efu = f fk/εfuk este modulul secant la rupere, bazat pe valorile caracteristice alerezistenţei şi deformaţiei ultime a PAF.

f fd = Efu εfue / γf este rezisten ţa de calcul a PAFεfue ≤ εfuk este deforma ţia limită a PAF, care în anumite cazuri specificate poate fi

mai mică decât deforma ţia ultimă a PAF.

γf este factorul par ţial de siguranţă al materialului, conform tabelului 3-1.

Tabelul 3-1 : Factori par ţiali de siguranţă γf pentru PAF

Tip PAF Aplicare tip A(1) Aplicare tip B(2)

PAFC 1.20 1.35PAFA 1.25 1.45PAFS 1.30 1.50

(1) Aplicarea sistemelor prefabricate PAF în condiţii normale de control a calităţii. Aplicarea umedă a sistemelor dac ă s-au luat toate măsurile necesare pentru a ob ţineun nivel de calitate înalt, atât în privinţa condiţiilor cât şi în privinţa procesului deaplicare.(2) Aplicarea umedă a sistemelor în condiţii normale de control a calităţii. Aplicareaoricărui sistem în condiţii de şantier dificile.

3.1.3.3 Verificări la SLU pentru cedarea aderen ţei

(1) Ruperea prin cedarea aderen ţei se poate produce fie prin beton, fie prin adeziv. În primul caz rezistenţa de calcul a betonului, la întindere sau la forfecare, se vaobţine prin aplicarea unui factor par ţial de siguranţă γcb =1.50. În cazul cedării adezivului, se va considera un factor par ţial de siguranţă γa =1.50.

(2) Deoarece eforturi mai mari de întindere în PAF induc eforturi de aderenţă sporite, pentru modulul de elasticitate Ef se va considera cea mai mare din valorileEfu şi Efk0.95 definite anterior.

3.2 CONCEPTUL DE SIGURAN| Ă (1P) Proiectarea trebuie f ăcută astfel încât să se realizeze un grad suficient desiguranţă structurală, inclusiv suficientă ductilitate.3.2.1 Conceptul de siguran ţă la starea limit ă de rezisten ţă (SLU)(1P) Prin proiectare trebuie evitate modurile de cedare fragile (for ţă tăietoare şitorsiune)(2P) În acest sens, la încovoiere se va asigura o deforma ţie plastică suficientă aarmăturilor din oţel la SLU, astefl încât cedarea elementului consolidat să fie ductilă,chiar dacă cedarea betonului precomprimat, a armăturii din PAF sau a aderenţeidintre acestea sunt fragile.

(3) Modul de cedare la încovoiere va fi fie prin curgerea oţeluluişi zdrobirea betonuluicomprimat, înainte de ruperea PAF sau pierdere a aderen ţei, corespunzând zonei B în figura 3-2, fie prin curgerea oţelului şi ruperea PAF, corespunzând zonei A dinfigura 3-2.

16

Page 23: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 23/60

În figura 3-2 s-a folosit notaţiile următoare:ε0 = deformaţia iniţială în fibra extremă întinsă înainte de consolidareεf,min = deformaţia minimă admisă pentru PAF la SLU (vezi secţiunea 3.3)εfu,c = deforma ţia PAF în sec ţiunea critic ă la SLU; dac ă cedarea se produce prin ruperea PAF,aceasta este egal ă cu deforma ţia ultim ă de calcul a PAF, εfud ; dac ă cedarea se produce prinruperea aderen ţei, εfu,c este deforma ţia în sec ţiunea critic ă la încovoiere în momentul în careare loc cedarea aderen ţei (cedarea aderen ţei poate avea loc în alt ă sec ţiune decât ceaconsiderat ă la verificarea capacit ăţ ii la încovoiere). Cedarea prin ruperea aderen ţei se admitenumai dac ă εfu,c ≥ ε f,min .

17

Page 24: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 24/60

Figura 3-2 : Diagrame de deformaţii la SLU în secţiunea critică la un element consolidat la încovoiere

(4) În toate cazurile trebuie verificat dacă solicitarea la for ţă tăietoare şi/sautorsiune a elementului consolidat este inferioar ă capacităţii acestuia. Dacă estenecesar se va prevedea şi consolidarea la for ţă tăietoare.

εcu

ε fud

ε fud

εfu,c≤ εfud

dh

xlim

AB

3.2.2 Conceptul de siguran ţă la situa ţii de proiectare accidentale(1P) Structura existentă trebuie să poată prelua toate încărcările, în combinaţiaaccidentală, dacă armătura din PAF a fost distrusă în mod accidental.(2) Se recomandă ca indicele de consolidare să nu depăşeasc ă valoarea ηf =1,5*.

3.3 DUCTILITATEA(1P) Se recomand

ă ca elementul consolidat la încovoiere s

ă aib

ă o ductilitate de

curbur ă minimă de μ φ,min de cel pu ţin 2,5. Dacă aceast ă măsur ă nu poate fisatisf ăcută se vor lua măsuri suplimentare de asigurare.

(2P) În cazul elementelor care fac parte din structuri rezistente la seism se vorrespecta prevederile specifice din P100/1992.

(3) Condiţia de la paragraful (1P) se consider ă satisf ăcută dacă înălţimea relativă azonei comprimate ξ = x/d (notaţiile conform figurii 3-2) respectă valorile limită dintabelul 3-3.

Tabel 3-3 : Valori limită ale înălţimii relative a zonei comprimateξ

≤ C35/45 > C35/45OB 37 PC 52 PC 520.55 0.45 0.40

(3) Corespunzător condiţiei de la paragraful (2), deformaţia minimă în PAF la SLU,εfu,min trebuie sa fie mai mare sau egal ă cu valorile din tabelul 3-4.

* introducerea unei limite rezonabile pentru gradul de consolidare, are la baz` ideea asigur`rii la colaps

a structurilor consolidate cu PAF la care, din anumite cauze (de exemplu foc, vandalism etc.), sepierde contribu\ia arm`turii exterioare tip PAF la preluarea solicit`rilor.

εf,minu εf

εsu

ε0

18

Page 25: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 25/60

Tabel 3-4 : Valori limită ale deformaţie minime a PAF εfu,min

≤ C35/45 > C35/45OB 37 PC 52 PC 52

0.0035 - ε0 0.0047 - ε0 0.0047 - ε0 (4) În cazul în care condiţia (1) nu poate fi respectată se va majora solicitarea decalcul MSd cu coeficientulγF1 care are expresia

1,3 pentru εs ≤ εsyγF1 1 +0,2 (εs/εsy - 1) pentru εsy ≤ εs < 2,5 (3.3)

1 pentru εs ≥ 2,5 εsy

19

Page 26: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 26/60

19

4 CONSOLIDAREA ELEMENTELOR ÎNCOVOIATE

4.1 GENERALIT ĂŢI(1P) Elementele de beton armat, având cel pu ţin clasa de beton C12/15, pot ficonsolidate la încovoiere folosind PAF lipite în zonele întinse, cu direcţia fibrelor

paralelă cu cea a eforturilor de întindere (axa elementului).(2P) Calculul la SLU pentru astfel de elemente poate urmări metodele utilizate labeton armat, cu condiţia ca:

a) Să se ia în calcul corect contribuţia armăturii din PAF;b) Să se aibă în vedere problema aderen ţei între beton şi armătura din PAF.

4.2 SITUAŢIA INIŢIAL Ă (1P) Efectul încărcării iniţiale (existentă în momentul aplicării consolidării) trebuieluat în considerare la calculul elementului consolidat.(2P) Momentul încovoietor sub acţiunea încărcărilor iniţiale, M0, se poate determinadupă regulile obişnuite, printr-un calcul în domeniul elastic al structurii.(3P) Dacă M0 este mai mic decât momentul de fisurare Mcr , efectul său asupracalculului elementului consolidat poate fi neglijat.(4P) Dacă M0 este mai mare decât momentul de fisurare Mcr , deformaţia ε0se poatecalcula ca pentru un element de beton armat în stadiul II de comportare.

4.3 MODURI DE CEDARE – ST ĂRI LIMIT Ă ULTIME(1P) Modurile de cedare ale unui element consolidat la încovoiere cu PAF lipiţi laexterior pot fi clasificate în două categorii:

(a) Cele în care conlucrarea între beton şi PAF se men ţine până ce betonulcomprimat atinge deformaţia ultimă sau PAF se rupe la întindere;(b) Cele în care conlucrarea se pierde înainte de cedarea de tipul (a).

(2) Modurile de cedare de tip (a) pot fi următoarele:- Curgerea o ţelului urmată de zdrobirea betonului comprimat- Curgerea o ţelului urmată de ruperea PAF- Zdrobirea betonului

(3) Modurile de cedare de tip (b) pot fi următoarele:- Desprinderea PAF cu antrenarea betonului (planul de rupere fiind situat fie [n

imediata apropiere a suprafe ţei betonului (figura 4.1 a) fie în planul armăturilor (figura 4.1b).- Desprinderea în interiorul adezivului (cedarea coeziunii)- Desprinderea la interfaţa între beton şi adeziv sau între adeziv şi PAF

(cedarea aderen ţei)- Cedarea în PAF (cedare prin forfecare interlaminar ă-delaminare- )

Page 27: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 27/60

20

a) b)Figura 4.1-Tipuri de cedare prin pierderea conlucr ării

(5) Cedarea elementelor consolidate cu arm ătur ă tip PAF, solicitate la[ncovoiere se produce de cele mai multe ori datorită desprinderii (deta]ării)armăturii de tip PAF.{n funcţie de punctul de iniţiere a procesului de desprindere (dezlipire):(figura 4.2):

- modul 1: în zona nefisurată de ancorare- modul 2: în zona fisurilor de încovoiere ( fisurile verticale de încovoiere se

pot propaga orizontal)- modul 3: la fisurile înclinate, de for ţă tăietoare (datorită componentei

verticale a deplasării relative a feţelor fisurii)- modul 4: datorită neplaneităţii suprafeţei betonului.

armatura inglobata

armatura din PAF

Figura 4.2 – Moduri de cedare a unui element de beton consolidat cu armătur ă tipPAF

(6) Cedarea elementelor [ncovoiate poate avea loc ca urmare a dezvolt ăriifisurilor înclinate la capătul armăturii din PAF, ce are ca urmare desprinderea

Page 28: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 28/60

armăturii din PAF ]i cedarea elementului la atingerea nivelului critic al eforturilor dinfor ţă tăietoare (figura 4.3).

Figura 4.3 - Cedare prin fisuri inclinate la extremitatea PAF

4.4 CALCULUL LA SLU4.4.1 Cazul conlucr ării perfecte4.4.1.1 Curgerea o ţelului urmată de zdrobirea betonului(1P) Momentul de proiectare al secţiunii consolidate se determină pe bazaprincipiilor calculului secţiunilor de beton armat (fig. 4.4). Mai întâi se determină poziţia axei neutre, x, pe baza compatibilităţii deformaţiilor (ipoteza secţiunilor plane)şi a echilibrului de for ţe pe direc ţia axei elementului. Apoi se determină momentul dinecua ţia de echilibru de moment. Calculul trebuie să ţină seama de faptul c ă elementulde beton armat poate sa nu fie complet desc ărcat în momentul aplicării consolidării.

h

As2

As1

d

tf

A f b

b

ε0 εf

εs1

εs2

εc=εcu=0.0035

x

As1f yd

A f Ef εf

ψf cd

δgx

As2Esεs2

d2

Figura 4.4 – Calculul secţiunii dreptunghiulare la SLU(2) Pentru sec ţiuni dreptunghiulare determinarea momentului de proiectare seface cu următoarele relaţii:

f fuf yds1s2ss2cd εEAf AεEA bxΨf +=+ (4.1)cu Ψ=0,8

21

Page 29: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 29/60

xdx

εε 2cus2

−= (4.2)

0cuf εx

x-hεε −= (4.3)

Mrd=As1f yd(d-δGx)+Af Ef εf (h- δGx)+ As2Esεs2(δGx-d2)(4.4)

cu δG=0.4

Ecuaţiile de mai sus sunt valabile dacă:

s

ydcus1 E

f

xxd

εε ≥−= (4.5)

şi

fud0cuf εεx

x-hεε ≤−= (4.6)

(3) Pentru sec ţiuni la care lăţimea zonei comprimate nu este constant ă (de exemplusec ţiuni T cu axa neutr ă în inimă), se vor determina valoarea rezultantei eforturilor decompresiune şi poziţia ei pe sec ţiune pe baza rela ţiilor constitutive ale betonului date în cap. 3.

(4) Efectul defavorabil al concentr ărilor de eforturi în PAF în dreptul fisurilor normaleşi înclinate se ia în considerare prin limitarea deformaţiei maxime în PAF:

fu yd f ε ε ε 5,0;4minmax, = (4.7)

4.4.1.2 Curgerea o ţelului urmată de ruperea PAF(2) În acest caz deforma ţia maximă a betonului comprimat este mai mică decât εcu, şi trebuie determinate în mod corespunzător valoarea rezultantei eforturilor decompresiune în beton şi poziţia ei pe sec ţiune.(3) În cazul secţiunilor dreptunghiulare (sau la care zona comprimată este delăţime constantă) se pot folosi ecuaţiile (4.1)-(4.4), cu Ψ şi δG după cum urmează:

⎪⎪

≤≤−

≤⎟ ⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ −

=0.0035ε0.002for

3000 ε

21

0.002εfor ε12

10000.51000 ε

Ψ

cc

ccc

(4.8)

( )( )

( )⎪⎪

⎪⎪

≤≤−+−

≤=

0.0035ε0.002for 23000 εε200024ε3000ε

0.002εfor 1000 ε-64

1000 ε-8

ccc

cc

cc

c

Gδ (4.9)

4.4.2 Cazul pierderii conlucr ării(1) Verificarea ancor ării la capăt a PAF se poate face cu rela ţiile următoare:

- for ţa maximă care poate fi ancorat ă:

ctmf f f T bc1maxfa, f tE bk k k c N = (N) (4.10)

22

Page 30: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 30/60

- lungimea de ancoraj necesar ă pentru dezvoltarea for ţei Nfa,max înPAF este:

ctm

f f b f

t E cl 2max, = (mm) (4.11)

unde

kc = coeficient care ţine seama de compactitatea betonului în zonacomprimată; kc=1,0 cu excep ţia suprafeţei libere de turnare pentru care seconsider ă kc=0,67.

1

4001

206.1 >

+

−=

f

f

b bb

b

k (coeficient geometric)

(4.12)kT = 0,9 pentru elemente situate la exterior (T= -200C … +300C)

= 1,0 pentru elemente situate la interiorc1, c2 = constante care depind de tipul de PAF folosit; pentru fibre de carbonse poate considera c 1=0,5 şi c2=0,7; pentru alte tipuri se va determinaexperimental.

(2) Dacă lungimea de ancorare disponibilă lb<lb,max, for ţa maximă care poate fiancorată este:

⎟⎟

⎞⎜⎜

⎛ −=

max,max,max, 2

b

b

b

b fa fa l

ll

l N N (4.13)

(3) În cazul în care lungimea de ancorare este insuficientă, se vor prevedeadispozitive mecanice de ancorare (vezi cap. 7).(4) Dispunerea armăturilor PAF pe elementul de beton armat va respecta regulile dincap. 7.

4.5 VERIFICAREA LA SLS

4.5.1 Bazele calculului(1) Calculul eforturilorşi deformaţiilor în secţiunea de beton armat considerat ă, seva face conform principiilor de calcul aplicate la elementele de beton armat, în stadiulI sau II, după caz, ţinând seama de efectul arm ăturii din PAF şi de prezen ţadeformaţiilor iniţiale în momentul consolidării.

4.5.2 Limitarea eforturilor unitare(1) Limitarea eforturilor unitare în betonşi armătura de oţel sub încărcări deserviciu se va face conform prescripţiilor pentru beton armat (STAS 10107/0-90).

(2) Eforturile unitare în PAF sub încărcări de exploatare de lungă durată se vorlimita la:

σf ≤ ηf yk (4.14)

23

Page 31: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 31/60

unde η = 0,8 pentru fibre de carbon

= 0,5 pentru fibre de aramidă = 0,3 pentru fibre de sticlă

4.5.3 Limitarea deforma ţiilor

(1) Săgeţile elementelor consolidate sub încărcări de exploatare vor respectalimitele prevăzute în STAS 10107/0-90.(2) La calculul rigidităţii elementelor consolidate se va ţine seama de aportularmăturii din PAF, aplicându-se metoda sec ţiunii omogene echivalente.

4.5.4 Verificarea deschiderii fisurilor(1) Pentru a proteja armăturile din oţel şi pentru a garanta funcţionalitateaelementului, deschiderea fisurilor trebuie limitată.(2) Valoarea deschiderii fisurilor va respecta limitele specificate pentru elementelede beton armat sau precomprimat din STAS 10107/0-90.

(3) Valoarea medie a deschiderii fisurilor este:

wm = srmεrm,r = srmζε2 (4.15)

unde:srm = distanţa medie dintre fisuriεrm,r = deformaţia medie a armăturii de oţel, ţinând seama de conlucrarea cu

betonulε2 = deformaţia în armătura de oţel în dreptul fisurii

ζ = coeficient de conlucrareζ = 0 pentru Mk < Mcr

⎟⎟

⎠ ⎞

⎜⎜

⎝ ⎛ −=

K

cr

M M

211 β β ζ pentru Mk > Mcr

cu Mk = momentul dat de sarcinile de exploatareMcr = momentul de fisurare

0,5 pentru OB371,0 pentru PC52

β1 =

1,5 pentru înc ărcări de scurt ă durat ă

1,0 pentru înc ărcări de lung ă durat ă β2 =

f f ss

0f f rk 2 AEAE

εAE Nε +

+= (4.16)

cuNrk=Mk/ze (4.17)

unde ze este bra ţul de pârghie între rezultanta for ţelor de compresiune (beton şiarmătura comprimată) şi de întindere (armătura întinsă şi armătura din PAF).

Distanţa medie între fisuri este:

f f bss

ss

ssm

eff cctmrm A E A E

A E u

A f sξ τ +⋅= ,2 (4.18)

unde:

24

Page 32: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 32/60

Ac,eff = min{25(h-d)b; (h-x)b/3} τsm=1.8f ctm

τfm=1.25 f ctm us = perimetrul în contact cu betonul al armăturii de oţel

us = perimetrul în contact cu betonul al PAF

s f f sm

f ss fm

b u A E

u A E

τ

τ ξ = (4.19)

4.5.5 Verificarea fisur ării la interfa ţa beton / PAF(1) La capătul armăturii PAF, efortul maxim de forfecareτf1, calculat pe sec ţiuneaomogenă echivalentă, nu va depăşii rezistenţa la întindere a betonului:

τf1≤f ctk (4.20)

(2) În cazul în care sunt prevăzute dispozitive suplimentare de ancorare la capete,

verificarea de la paragraful (1) nu este necesar ă.

25

Page 33: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 33/60

25

5 CONSOLIDAREA LA FOR ŢĂ T ĂIETOARE

5.1 GENERALIT ĂŢI(1) Armătura din PAF lipită pe elementele de beton armat poate m ări capacitateaacestora la for ţă tăietoare, prin mărirea rezistenţei la întindere în secţiune înclinată.

Rezistenţa la compresiune în sec ţiune înclinată este dat ă de beton.(2) Consolidarea la for ţă tăietoare se poate face cu ţesături sau lamele de PAF, înf ăşurate complet în jurul secţiunii de beton armat, sau lipite pe una, doua sau treidin feţele elementului de beton armat (fig. 5.1). Cea mai eficientă metodă este înf ăşurarea completă a sec ţiunii.

5.2 DETERMINAREA CAPACIT ĂŢII LA FORŢĂ T ĂIETOARE(1) Capacitatea la for ţă tăietoare a unui element consolidat este dat ă decontribuţia betonului, a armăturii transversale din oţel şi a armăturii transversale dinPAF lipită pe beton ;

VRd = Vcd + Vwd,s +Vwd,f (5.1)

unde :

Vcd = contribţia betonului la preluarea for ţei tăietoareVwd,s = contribuţia etrierilor ]i armăturilor înclinate la preluarea for ţei tăietoareVwd,f = contribuţia armăturilor transversale din PAF la preluarea for ţei tăietoare

(2) Contribuţia armăturilor transversale din PAF la preluarea for ţei tăietoare este ;

Vwd,s = εfd,eEfuρf bwsinα s i,cr (5.2)

unde :

εfd,e = valoarea de calcul a deforma ţiei efective a PAFbw = lăţimea minimă a inimiis i,cr = lungimea proiecţiei fisurii înclinate pentru care suma termenilor din membruldrept al ecua ţiei (5.1) este minimă α = unghiul de înclinare al fibrelor faţă de axa elementului de betonρf = coeficientul volumetric de armare cu PAF, care este (2tf sinα/bw) pentru ţesături şi

(2tf bf /(bwsf )) pentru lamele de lăţime bf situate la distanţe s f

(3) Verificarea capacităţii portante sau dimensionarea arm ăturii suplimentare dinPAF se va face ca la beton armat (STAS 10107/0-90), considerând arm ătura din PAFca o armătur ă transversală suplimentar ă.

Page 34: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 34/60

Solu\ie`

Fig. 5-1: Reprezentarea de principiu a diferitelor moduri posibile de consolidare cu

PAF a elementelor de beton armat la for ţă tăietoare : a) cu fâşii sau ţesături continue;b) cu lamele în form

ă de U sau complet înf

ăşurate în jurul secţiunii

5.3 VERIFICAREA DEFORMAŢIEI EFECTIVE ÎN ARM ĂTURA DIN PAF(1) Deformaţia efectivă se poate determina cu rela ţiile următoare :

- PAF cu fibre de carbon, complet înf ăşurat sau ancorat corect :

fu f fu

cme f E

f ε

ρ ε

30.03/2

, 17.0⎟⎟

⎞⎜⎜

⎛ = (5.3)

26

Page 35: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 35/60

- PAF cu fibre de carbon în formă de U :

⎥⎥

⎢⎢

⎟⎟

⎞⎜⎜

⎛ ⎟⎟

⎞⎜⎜

⎛ = −

fu f fu

cm

f fu

cme f E

f x

E

f ε

ρ ρ ε

30.03/2

3

56.03/2

, 17.0,1065.0min (5.4)

- PAF cu fibre de aramidă, complet înf ăşurat sau ancorat corect :

fu f fu

cme f E

f ε

ρ ε

47.03/2

, 048.0⎟⎟

⎞⎜⎜

⎛ = (5.5)

(2) Deformaţia efectivă de calcul este :

εfd,e = εfk,e / γfb = k εf,e / γfb (5.6)

unde k = 0,8 şi γf = 1,30{n formulele (5.4), (5.5) ]i (5.6) E se introduce în kN/mm2 iar f cm în N/mm2.

(3) Deformaţia efectivă de calcul va fi mai mică sau egal ă cu 0,004.

27

Page 36: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 36/60

6 CONSOLIDAREA PRIN CONFINARE A STÂLPILOR

6.1 GENERALIT Ă|I(1) Prin consolidarea stâlpilor cu PAF se poate realiza : creşterea ductilităţii şi îmbunătăţirea comportării înnădirilor prin suprapunere, creşterea capacit ăţii la încovoiere, creşterea capacit ăţii la for ţă tăietoare, creşterea capacit ăţii la for ţă axială,

(2) Creşterea capacit ăţii la încovoiere şi la for ţă tăietoare se realizeaz ă confomprevederilor din capitolele 4, respectiv 5.

(3) Creşterea capacit ăţii la for ţă axială, creşterea ductilităţii şi îmbunătăţireacomportării înnădirilor prin suprapunere se bazeaz ă pe efectul de confinare realizat dePAF înf ăşuraţi în jurul secţiunii de beton, cu fibrele orientate în dircţia perpendicular ă pe axa elementului.

(4) Deformaţia ultimă a PAF în cazul man şoanelor excutate în jurul stâlpilor estede regulă mai mică decât deforma ţia ultimă a PAF la întindere : ε ju < εfu. Valoarea ε ju va fi specificată de către fabricant.

6.2 MODELAREA BETONULUI CONFINAT CU PAF6.2.1 Presiunea de confinare

(1) În cazul stâlpilor circulari, presiunea de confinare maximă dezvoltată de PAFeste dat ă de relaţia :

f l = Kconf ε ju (6.1)

unde :

Kconf = j je E k ρ 21

(6.2)cu ρ j = 4 n tf / D

Indicele de eficacitate a confinării ke este :

- în cazul în care manşonul acoper ă întreaga suprafa ţă a betonului : ke = 1

- în cazul manşoanelor discontinue (fig. 6.1) :2

2'

1 ⎟ ⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ −=

Ds

k e

28

Page 37: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 37/60

Fig. 6.1: Miezul de beton efectiv confinat la secţiuni circulare cu manşon discontinuu

Fig. 6.2: Miezul de beton efectiv confinat la secţiuni dreptunghiulare

(2) În cazul stâlpilor cu secţiune dreptunghiular ă, presiunea de confinare maximă dezvoltată de PAF este dat ă de relaţiile :

f lx = Kconfxε ju (6.3a)f ly = Kconfyxε ju (6.3b)

unde :Kconfx =ρ jx ke E j (6.4a)Kconfy =ρ jy ke E j

(6.4b)cu ρ jx= 2bf t j / s ⋅ d şi ρ jy= 2bf t j / s ⋅ b

Indicele de eficacitate a confinări i ke este (vezi fig. 6.2) :g

e Ad b

k 3

''1

22 +−=

Presiunea de confinare se va considera :

f l =min{ f lx , f ly } (6.5)

6.2.2 Rela ţia constitutiv ă a betonului confinat

(1) Pentru calcul se poate utiliza relaţia parabola-dreptunghi (fig. 6.3), cu

următoarele valori :f cu,cf = f cu(2,254 1+ 7,94 f l / f cu - f l / f cu -1,254) pentru f l < 0.05f ck (6.6)εc0,cf = εc0 î 1+5(1+5(f ck,cf / f ck -1)ş (6.7)εcu,cf = 0,0035+2,5 (ρ j f j ε ju) / f ck,cf (6.8)εcu,cf = 0,0035+1,25 (ρ j f j ε ju) / f ck,cf (6.8)

numai pt. stâlpi circulari

numai pt.. stâlpirectangulari

εc0,cf εcu,cf

σc

αf ck,cf /γc

εc

29

Page 38: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 38/60

30

Figura 6.3: Relaţia σ−ε de calcul pentru betonul confinat

6.3 DETERMINAREA CAPACIT Ă|II LA FORŢĂ T ĂIETOARE(1) Calculul la for ţă tăietoare se face conform prevederilor din capitolul 5.

(2) În cazul stâlpilor care fac parte din structuri supuse la acţiuni seismice, serecomandă ca man şonarea s ă se facă pe o lungime de 1,5h de la cap ătul stâlpului,unde h este dimensiunea cea mai mare a sec ţiunii transversale a acestuia.

6.4 VERIFICAREA DUCTILIT Ă|II(1) Dimensionarea manşonului pentru atingerea unei ductilităţi ţintă se face dup ă procedura următoare :

- Se impune un indice de ductilitate pentru element μΔ ;- Pe baza ductilităţii de deplasare se stabile şte ductilitatea secţională (de curbur ă

necesar ă) μφ ;- Se determină pentru sec ţiunea de beton armat curbura de curgere φy şi se

determină curbura ultimă necesar ă φu = φy x μφ ;- Se determină pentru sec ţiunea dată deformaţia ultimă a betonului εcu,cf

necesar ă pentru atingerea curburii ultimeφu ;- Se determină presiunea de confinare necesar ă pentru realizarea εcu,cf cu

relaţia (6.8) ;- Se determină grosimea necesar ă a man şonului cu una din relaţiile (6.1)…(6.5),in funcţie de forma stâlpuluişi tipul manşonului- Se limitează h/b ≤ 1,5 şi max (h,b) ≤ 900mm dacă nu se demonstreaz ă

experimental eficienţa confinării.

(2) Manşonul se va dispune pe o lungime cu 50% mai mare decât lungimea l p azonei de articulaţie plastică, care se poate considera :

lp = max{h/2 ; H/8} (6.9)

unde h este dimensiunea cea mai mare a sec ţiunii stâlpului, iar H este înălţimealiber ă a stâlpului.

6.5 CRE}TEREA CAPACIT Ă|II LA COMPRESIUNE

(1) Nu se va lua în considerare creşterea capacit ăţii la compresiune pentru stâlpiicare nu au sec ţiune circular ă.

(2) La stâlpii cu secţiune circular ă se va calcula capacitatea la compresiune capentru stâlpii de beton armat înlocuind rezistenţa la compresiune a betonului f ed curezistenţa la compresiune a betonului confinat f ck,cf / γM, cu f ck,cf calculat ca la pct.6.2.

Page 39: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 39/60

7. PREVEDERI CONSTRUCTIVE

7.1 CONSOLIDAREA LA ÎNCOVOIERE(1) Consolidarea la încovoiere se realizează cu fâşii laminate sau ţes ături, cufibrele orientate pe direcţia axei elementului, şi dispuse pe fa ţa inferioar ă, pe faţa superioar ă sau pe fe ţele laterale (fig. 7.1).

Figura 7.1: Dispunerea PAF pentru consolidarea la încovoiere

(2) Distanţa maximă s f,max între fâşiile din PAF pe direcţie transversală , nu trebuiesă depăşeasc ă valorile :

sf,max ≤ 0.2 l (l = deschiderea elementului)≤ 5 h (h = înălţimea sec ţiunii elementului)

(7.1) ≤ 0.4 lc (lc = lungimea consolei)

(3) Distanţa minimă până la marginea grinzii trebuie să fie egală cu acoperirea debeton a arm ăturii de oţel (interne).

(4) Nu se recomandă înnădirea PAF. În cazul când aceasta nu poate fi evitat ă, înnădirea se va face numai în zone unde efortul în PAF nu dep ăşeşte 60% din efortulmaxima admisibil. Lungimea de înnădire se va calcula ca în cazul verificării ancor ă riila capăt (vezi cap. 4), înlocuind f ctm cu efortul maxim de aderenţă al adezivului f a (deregulă 10 MPa).

(5) Raza de îndoire a fâşiilor laminate în formă de L sau U va fi precizată defabricant în specificaţia tehnică a produsului. Pentru aplicarea ţes ăturilor serecomandă rotunjirea colţurilor elementului de beton, cu o rază de 30 mm, dacă nueste specificat altfel în specificaţia tehnică a produsului.

(6) Dacă trebuie aplicate mai multe benzi (lamele), se recomandă juxtapunerea şinu suprapunerea lor. Nu se vor suprapune mai mult decât 3 fâ şii laminate sau 5straturi de ţes ătur ă. În orice caz se vor respecta specifica ţiile fabricantului.

(7) Dacă se aplică mai multe straturi de PAF suprapuse, sec ţiunile lor de întrerupere se vor decala cu cel pu ţin 150mm.

(8) În cazul în care consolidarea se aplică în câmpul grinzilor simplu rezemate,distanţa maximă până la capătul grinzii nu va depăş i 50 mm.

31

Page 40: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 40/60

(9) PAF lipite peste reazemele intermediare ale grinzilor sau plăcilor se vor ancora în zona comprimată (vezi fig. 7.2).

Figura 7.2 – Ancorarea PAF peste reazemele intermediare

(10) Se recomand ă îmbunătăţirea ancor ării PAF prin prevederea de “etrieri” dinPAF, lipiţi de armătura PAF longitudinală şi de beton (fig. 7.1). Aceşti “etrieri” deancorare nu vor fi luaţi în calcul la verificarea de for ţă tăietoare.

7.2 CONSOLIDAREA LA FORŢ~ T~IETOARE

(1) Consolidarea la for ţă tăietoare se poate face cu fâ şii laminate în formă de L sauţes ături continue (fig. 7.3).

a) b)

Figura 7.3 – Ancorarea PAF în zona comprimată: a) prin lipire înşliţuri ancorate înplacă b) prindere cu ancore metalice

(2) Se recomand ă, ori de câte ori este posibil, înf ăşurarea completă a sec ţiunii debeton (fig. 5.1b, cazul D). Nu se recomandă utilizarea armă turii din PAF lipit numai pefeţele laterale (fig. 5.1a, cazul A), deoarece ancorarea este deficitar ă atât la parteainferioar ă cât şi la partea superioar ă.

(3) În cele mai multe cazuri, aplicarea armă turii din PAF se poate face pe trei laturi. În aceste cazuri se recomand ă ancorarea PAF în zona comprimat ă a elementului (fig.7.3).

32

Page 41: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 41/60

(4) Când armă tura din PAF nu pot fi ancorată suficient în zona comprimată, se va ţineseama

în mod indirect în calcul prin reducerea fictivă a bra ţului de pârghie al eforturilor

interne (fig. 7.4).

Figura 7.4 – Reducerea fictivă a bra ţului de pârghie la încovoiere când PAF esteancorat în zona întinsă

7.3 CONFINAREA BETONULUI COMPRIMAT(1) Elementele de beton comprimate pot fi confinate cu manşoane din PAF cufibrele dispuse transversal sau cu fibre continue înf ăşurate în spirală pe elementul debeton.

(2) În cazul stâlpilor de beton cu secţiunea dreptunghiular ă efectul de confinare se îmbunătăţeşte dacă manşonul din PAF este fixat pe laturile stâlpului cu ancore sauconexpanduri. Calculul miezului efectiv confinat se va face ca în cazul stâlpilor debeton armat cu etrieri cu mai multe ramuri legaţi de bare longitudinale intermediare.

Pentru fixarea cu ancore sau conexpanduri sunt necesare verific ă riexperimentale.

(3) Întreruperea manşonului se realizează la cel puţin 30mm ş i cel mult 50mm denod.

(4) Zona confinată va depăş i cu cel puţin 50% lungimea articulaţiei plastice calculată conform relaţiei (6.9) de la paragraful 6.4, prevederea (2).

7.4 PROBLEME LEGATE DE UMIDITATE

33

(1) La aplicarea PAF pe elemente de beton, în special când întreaga suprafa ţă esteacoperită, se va verifica transferul de vapori, pentru a evita acumularea de umiditatesub adeziv.

(2) În cazul elementelor situate la interior, în medii cu umiditate scăzută, sau laexterior, dacă elementul este protejat şi umiditatea redusă, se pemite acoperireacompletă.(3) În cazul elementelor situate în medii cu umiditate foarte ridicată şi/sau în contactdirect cu apa, nu este permis ă acoperirea completă.

Page 42: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 42/60

34

(4) În cazul elementelor situate în mediu umed (de exemlu elemente situate laexterior şi neprotejate, dar nu în contact direct cu apa), sunt necesare studii speciale.

7.5 ANCORAJE SPECIALE(1) Pentru îmbunătăţirea ancor ării armăturilor din PAF pot fi folosite ancoraje speciale,dacă acestea au fost încercate experimental şi au fost agrementate de un laboratorabilitat.

Page 43: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 43/60

34

8. EXECUTAREAŞI CONTROLUL LUCRĂRILOR DE CONSOLIDARE CU MATERIALECOMPOZITE TIP PAF

8.1 COMPETEN|A EXECUTANTULUIExecutantul lucr ărilor de consolidare cu sisteme PAF trebuie să facă dovada:

• competen ţei şi dotării în ceea ce priveşte procedeele de instalare a sistemuluide consolidare pe baza preg ătirii cu reprezentaţii firmei de la care se procur ă sistemul

• competen ţei şi dotării în ceea ce priveşte tehnicile de pregătire a suprafeţei• existenţei procedurilor de control a lucr ărilor executate.

8.2 TEHNOLOGII DE EXECU|IE(1) Aplicarea sistemelor de consolidare cu materiale compozite tip PAF se poate face

manual sau mecanizat. Prezentul capitol cuprinde regulile de baz ă ce trebuie respectate încazul aplicării manuale a sistemului ce reprezintă tehnologia de bază şi cea mai r ăspândită.

(2) În aplicarea acestei tehnologii intervin trei elemente de bază:i. Stratul de bază

Trebuie să îndeplinească cel puţin condiţiile legate de rezistenţă, carbonatare,defecte, fisuri, degradări ale betonului sau armăturilor (inclusiv coroziune)contaminare cu ioni de clor sau sulfaţi etc. precizate la pct.8.3.1.

ii. Adezivul/Răş inaTrebuie să îndeplinească toate cerinţele prevăzute în reglementările specifice(specificaţii tehnice, standard de produs)

iii. Armătura de tip PAFTrebuie să respecte cerin ţele specifice formulate în prezentul normativ, fişele

tehnice şiagrementele tehnice corespunz ătoare.

(3) Executarea lucr ărilor depinde de tipul de produs utilizat,şi anume:- Produse compozite”prefabricate” sau “pre-tratate” sub formă de benzi sau laminate Aceste produse sunt compozite la care forma, rezisten ţa şi rigiditatea sunt finale(aceleaşi în momentul livr ăriişi aplicării). Se prezintă sub formă de benzi şi laminatecu grosimi de 1,0-1,5 mm, similare cu platbandele metalice.

Pentru aceste tipuri de produse adezivul realizeaz ă numai aderen ţa între bandă şistratul suport.

- Produse compozite aplicate umed sau tratate in-situ sub formă de pânze sau ţesături Aceste tipuri de materiale se prezintă fie sub formă de “fibre uscate”, f ăr ă r ăş ini, fieimpregnate cu o cantitate mică de r ăş ină. Chiar şi în acest caz cantitatea de r ăş ină nu este suficientă pentru polimerizare.

Pentru aceste tipuri de pânze sau ţesături aplicarea adezivului este necesar ă atâtpentru realizarea aderen ţei cât şi pentru impregnarea materialului.

(4) Aspecte tipice privind aplicarea acestor sisteme sunt prezentate în tabelul 8.1.

Page 44: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 44/60

35

Tabelul 8.1

Instalarea produselorPRE-TRATATE

(PREFABRICATE)TRATATE IN –SITU

(APLICARE UMED Ă)Formaprodusului

benzi sau laminate pânze sau ţesături

Grosimea 1,0…1,5 mm 0,1…0,5 mmprin lipire cu adeziv prin impregnare cu r ăşină în cazul în care nu au o formă specială din fabricare, se aplică numai pe suprafe ţe plane

pot fi aplicate pe orice suprafaţă cucondiţia evitării frângerilor (estenecesar ă rotunjirea colţurilor înainte de aplicare)

de regulă într-un singur strat; pot fiaplicate şi în mai multe straturi

de obicei în mai multe straturi

de regulă nu necesită aplicareaunui material de nivelare asuprafeţei

de regulă este necesar ă aplicareaunui material de nivelare pentru aevita apariţia zonelor f ăr ă aderen ţă (datorate denivelărilor)

Aplicarea

simplă, garanteaz ă practicaplicarea în condiţii de calitatefoarte bună

necesită un control de calitateriguros produsele fiind foarteflexibile la utilizare

Control de calitate (pentru prevenirea aplicării greşite sau utilizării for ţei de muncă necalificate, pierderea legăturii între PAF şi stratul suport, deteriorarea integrităţiisistemului etc.)

8.3 CONDI|II PRELIMINARE

8.3.1 Prevederi generale(1) Executarea lucr ărilorşi a controlului calităţii se face conform schemei prezentate în

figura 8.1.Suplimentar pot fi luate în considerare prevederi stabilite de producătorii sistemului

PAF dacă au la bază cercetări experimentale.(2) Înainte de aplicarea sistemului de consolidare cu PAF pe elementele din beton

armat şi/sau precomprimat se va verifica dacă (verificări preliminare):- Rezistenţa minimă la întindere a betonului (determinată prin metoda smulgerii de

suprafaţă) este 1,5 N/mm2

- S-a realizat repararea şi protecţia armăturii din oţel (în cazul în care oţelul era

corodat sau se declan şase coroziunea).- S-a realizat repararea zonelor degradate (zone cu segreg ări, beton carbonatat etc.). În cazurile în care betonul este degradat sau deteriorat pe o adâncime care nu maipermite reparaţii locale, trebuie luată în considerare soluţia rebetonării.

- S-a realizat injectarea fisurilor. Orice fisur ă cu deschiderea mai mare de 0,2 mm vafi injectată cu r ăş ină epoxidică.

- S-a realizat verificarea conţinutului de cloruri. Se consider ă că o concentra ţie decloruri mai mare de 0,3% din greutatea cimentului este periculoasă pentru armătur ă

- Sunt îndeplinite condiţiile de temperatur ă şi umiditate.

8.3.2 Preg ătirea suprafe ţelor8.3.2.1 Stratul suport de beton(1) În vederea realizării unei bune aderenţe cu adezivul este necesar ă pregătirea

corespunzătoare a stratului suport. Se vor parcurge următoarele etape:

Page 45: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 45/60

i. Asperizarea stratului suport şi înlăturarea laptelui de ciment şi a oricăror altesubstan ţe care pot afecta aderen ţa (substan ţe uleioase, vegetale, produse decoroziune etc).

Metoda cea mai uzuală este pulverizarea sub presiune (sablare cu nisip, grit, ap ă etc). În cazul anumitor sisteme de consolidare este necesar ă aplicarea unor materiale de

nivelare (deuniformizare) după sablare. În cazul utilizării apei sub presiune aplicareamaterialelor se va face după uscarea betonului.

Indiferent de metoda aleas ă aceasta nu trebuie s ă conducă la deteriorarea betonului.

ii. Verificarea aspectului suprafeţei betonului (compactă, f ăr ă imperfecţiuni majore –zone segregate, fisuri, pete de rugin ă apărute ca urmare a coroziunea pieselormetalice sau armăturii înglobateş.a-).

iii. Verificarea condiţiilor privind planeitatea (uniformitatea) suprafeţelor suport.

Cerinţele referitoare la planeitatea betonului depind de sistemul de consolidare. Astfel,

benzile sau laminatele (produse care au deja rigiditate finală înaintea aplicării pe suport) suntpuse în oper ă prin aplicarea unui adeziv tixotropic de vâscozitate ridicată şi sunt mai puţinsensibile la neplaneităţi. Pânzele şi ţesăturile sunt foarte flexibile şi urmăresc oriceneplaneitate (neuniformitate).

În tabelul 8.2 se prezintă valorile admise ale neuniformităţii suprafeţei suport abetonului.

Tabelul 8.2Tip de PAF suprafaţa betonului

neuniformitateNeuniformitate admisă

la o bază de 2,00 m(mm)

Neuniformitate admisă la o bază de 0,3 m

(mm)Benzi sau laminate cu grosimea > 1mm

10 4

Benzi sau laminatecu grosimea <1mm

6 2

Pânze sau ţesături tratate in-situ 4 2

iv. Utilizarea materialelor speciale de uniformizare (dacă este cazul; utilizarea acestormateriale este impusă în general de limitarea neuniformităţilor suprafeţei suport)Produsele utilizate pentru reparare trebuie s ă îndeplinească cerinţele privind

materialele speciale de reparare a betonului. Aplicarea produselor se va face înconcordanţă cu specificaţiile prevăzute în agremente tehnice şi în fişele produselor.

Produsele de uniformizare sunt, în cazul produselor tratate in-situ parte integrantă a sistemului de consolidare cu armături din PAF.

v. Cur ăţarea suprafa ţei betonului de praf prin vacuumare sau cu ajutorul aeruluicomprimat.

vi. Verificarea stării suprafeţei suport din punct de vedere al umidităţiişi temperaturii

36

Page 46: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 46/60

37

De regulă suprafaţa suport trebuie s ă fie uscată. Umiditatea admisibilă a suprafe ţeieste precizat ă de producătorul armăturilor tip PAF. În cazul în care se utilizează un adezivcare poate fi aplicat pe suprafe ţe umede acesta va îndeplini cerin ţele de la pct. 8.4.1.

Sistemele de consolidare cu arm ătur ă din PAF nu se aplică pe suprafe ţe ude.

Temperatura suprafe ţei stratului suport va depăş i punctul de rouă (care depinde deasemenea de umiditate) cu 5 0C. În caz contrar sunt necesare mijloace artificiale de încălzire

şi deumidifiere.

vii. Marcarea zonelor de aplicare a arm ăturii din PAFZonele în care se vor aplica materialele compozite vor fi marcate pe suprafaţa

betonului. În cazul unor aplicaţii mai complicate materialele compozite pot fi aplicatetemporar pe beton. Pentru aplicarea pânzelor şi ţesăturilor este necesar ă rotunjirea colţurilorla o rază care se specific ă prin proiect. În cazul în care se prevăd ancoraje mecanice vor filuate toate măsurile necesare pentru montarea acestora.

viii. Aplicarea unei amorse (dacă este cazul). În cazul în care se utilizează o amorsă, condiţiile de aplicare vor fi precizate deproducător. O amorsă se poate utiliza şi înainte de aplicarea unui produs dereparare/uniformizare a suprafeţei betonului.

8.3.2.2 Materialele de tip PAF utilizate ca armare exterioar ă 8.3.2.2.1 Benzi sau laminate(1) Benzile şi laminatele având lăţimile specificate vor fi tăiate la lungimile indicate în

proiect, la locul de punere în oper ă (în cazul în care nu sunt livrate direct la lungimilenecesare).

(2) Înainte de aplicare se verifică starea produselor pentru depistarea deterior ărilor ceau putut surveni în timpul transportului, manipulării sau tăierii. Benzile/laminatele nu trebuie să prezinte deformaţii- denivelări, ondulaţii etc.

Criteriile de acceptare a defectelor trebuie specificate pentru fiecare tip de produs, decătre producător.

(3) Suprafaţa produselor va fi verificată pentru a evita aplicarea produselor cu pete deulei, praf, agenţi de dezghe ţare etc.

În cazul în care produsele se livrează cu folii de protecţie, aceasta se înl ătur ă imediat înainte de aplicare, evitându-se atingerea suprafe ţei cu mâna.

În situaţiile în care produsele necesită o tratare/cur ăţare special ă înainte de aplicare,se vor utiliza metodele şi uneltele de cur ăţare indicate de producător.

Benzile/laminatele trebuie manipulate cu mă

nuşi curate

şi în condi

ţii uscate.

8.3.2.2.2 |es ături sau pânze(1) |esăturile şi pânzele se taie la dimensiunile specificate în desenele de execu ţie, la

locul de punere în oper ă.(2) Se va verifica starea produselor (existenţa deterior ărilor -ondulaţii, nealinieri ale

fibrelor, deformări- rezultate din transport, manipulare sau tăieri necorespunzătoare etc),inclusiv a stării de cur ăţenie a suprafe ţei acestora

(3) Înainte de aplicare se vor executa toate opera ţiile premergătoare specificate deproducător

(4) După tăiere, ţesătura trebuie să r ămînă plană până la punerea în oper ă. Este

interzisă plierea ţesăturii după tăiere.Criteriile de acceptare a defectelor trebuie specificate pentru fiecare tip de produs, decătre producător.

Page 47: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 47/60

38

8.3.3 Punerea în oper ă a materialelor de tip PAF 8.3.3.1 Benzi sau laminate(1) Imediat după amestecare adezivul se aplic ă pe beton (într-un start sub ţire) şi pe

materialul compozit (recomandabil într-un strat piramidal pe lăţimea benzii; acest mod deaplicare reduce riscul formării golurilor în momentul presării).

(2) Se poziţionează banda/laminatul pe suprafaţa betonului şi se aplică o presiune cu

ajutorul unei role pentru a realiza contactul intim cu betonul. Presiunea se aplică de la centruspre exterior (pentru a nu se forma goluri). Adezivul în exces este înlăturat de la marginilebenzii/laminatului.

(3) Se verifică ca suprafa ţa de aderen ţă/lipire să fie uniformă de-a lungulbenzii/laminatuluişi să corespundă unei grosimi a adezivului de cca 1,5-2 mm.

În cazurile în care se face dovada, prin rezultate experimentale, c ă se poate aplicaadezivul pe o singur ă suprafaţă (beton sau band ă/laminat) acest procedeu poate fi utilizat.

(4) La intersecţii, schimbarea grosimii adezivului trebuie efectuată în mod gradat astfel încât să fie îndeplinite cerinţele tabelului 8.2.

(5) În mod normal nu sunt necesare dispozitive speciale de presare în timpul întăririi/tratării.

8.3.3.2 Pânze ş i ţes ături(1) În cazul în care acest lucru se specifică în documentaţia de execu ţie, se vor aplica

pe suprafa ţa betonului amorsa şi materialul special de uniformizare (chit). Această operaţiune se va face în conformitate cu prevederile din agrementele tehnicecorespunzătoare şi fişele de produs puse la dispozi ţie de producător.

(2) Peste materialul de uniformizare (chit) se aplică r ăş ina de vâscozitate redus ă (cugrosimea specificată de producători), apoi pânza sau ţesătura, prin presare manuală, astfel încât să nu se formeze goluri. Impregnarea şi presarea ulterioar ă a pânzei/ ţesăturii, sunt

efectuate prin aplicarea adezivului deasupra acestora (dup ă înlăturarea foliei protectoare,dacă a fost prevăzută) cu ajutorul unei role.(3) Alternativ, pânzele sau ţesăturile pot fi impregnate la faţa locului într-un proces

separat, manual sau cu o ma şină de impregnare. Produsele impregnate se aplic ă peelementul ce urmează a fi consolidat după pregătirea suprafeţei şi aplicarea amorsei, amaterialului de uniformizare şi a stratului de adeziv, în conformitate cu prevederiledocumentaţiei de execuţie.

(3) În cazul în care există posibilitatea utilizării echipamentelor pentru impregnareapânzelor sau ţesăturilor cu r ăş ină, precum şi operatori calificaţi pentru aceast ă operaţie,punerea în oper ă se poate realiza automatizat. Acest tip de aplicare asigur ă o impregnare

controlată cu r ăş ină şi o grosime uniformă.(4) În cazul în care nu există alte specificaţii, dovedite prin determinări experimentale,

numărul maxim de straturi şi grosimea totală nu vor depăş i valorile specificate la cap.7(Prevederi constructive).

(5) În mod normal nu sunt necesare dispozitive speciale de presare aleţesăturilor/pânzelor după aplicare până la întărire.

8.3.4 Finisare (1) Finisarea suprafeţelor poate fi necesar ă pentru protejarea sistemului din

considerente estetice.

(2) Protejarea sistemului se poate face prin peliculizare, vopsire, montare de panouriprotecţie etc. Tipurile de materiale şi soluţii utilizate trebuie să fie în concordanţă cuagrementele tehnice şi fişele de produs puse la dispozi ţie de producător.

Page 48: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 48/60

39

(3) În cazul protecţiei la foc, protecţiei împotriva razelor ultraviolete etc. aplicareaşirefacerea straturilor de finisare este esen ţială pentru integritatea de lungă durată a structuriiconsolidate.

(4) Verificarea compatibilităţii între materialul compozit de tip PAFşi materialele definisare este absolut necesar ă. În cazul în care aplicarea finisării implică încălzireasuprafeţelor, creşterea temperaturii nu trebuie să conducă la deteriorarea integrităţiiaderen ţei.

8.4 CONTROLUL DE CALITATE(1) Prevederile privind controlul calităţii din prezentul normativ se refer ă numai la

materialele din cadrul sistemului PAF şi la aplicarea acestora. Specifica ţiile privind tehnicilede reparare a betonului şi de protecţie anticorosivă a armăturii constituie obiectivul unorreglementări specifice.

8.4.1 Controlul de calitate al materialelor8.4.1.1 Considera ţii generale(1) Valorile caracteristicilor materialelor trebuie puse la dispoziţie de către producători,

care au şi obligaţia efectuării încercărilor/determinărilor în laboratoare autorizate,independente, în concordan ţă cu metodele de determinare standardizate sau cel pu ţinrecunoscute de un organism de autorizare/acreditare (s ă fie incluse în domeniul deautorizare/acreditare al laboratorului). Totodată, producătorii trebuie să facă dovadaexistenţei unui control eficient în timpul producerii materialelor. Suplimentar, se vor efectua încercări în timpul executării lucr ărilor de consolidare în conformitate cu punctul 8.4.3.

(2) Produsele se livrează în condiţiile stabilite la 8.4.3.1.(3) Toate materialele trebuie produse sub inciden ţa unui sistem de certificare

autorizat/acreditat (1+ pentru r ăş ină şi 2+ pentru produsele PAF).(4) Toate tipurile de fibre, r ăş ini, materiale compoziteşi alte tipuri de materiale trebuie

fie conforme cu standardele de produs sau agrementele tehnice.8.4.2 Calificarea operatorilor (1) Aplicarea sistemelor de consolidare cu PAF precum şi a repara ţiilor la

elementele/structura suport trebuie s ă fie efectuate de către operatori calificaţi şi cuexperienţă.

(2) Şeful echipei de operatori şi coordonatorul lucr ărilor trebuie să fie calificaţi şiinstruiţi cu privire la aplicarea sistemelor şi tehnicilor de consolidare şi trebuie să supravegheze, pe toat ă durata de execu ţie, efectuarea lucr ărilor.

8.4.3 Controlul de calitate al execut ării 8.4.3.1 Condi ţii de livrare(1) Produsele vor fi livrate însoţite de documente, care vor cuprinde următoareleinformaţii:- date generale (cum ar fi: denumirea, tipul şi utilizarea produsului, componentele

sistemului, numele şi adresa produc ătorului, numărul lotuluişi data expir ării)- certificate de calitate cuprinzând date privind proprietăţile materialului determinate în

conformitate cu metodele standardizate;- informaţii privind manipularea, transportulşi depozitarea (cum ar fi timpii de punere

în oper ă a adezivului şi materialului compozit, termenele de garanţie, propor ţiile deamestecare, cerin ţele pentru amestec, condi ţiile de depozitare, condiţii şi prevederi deaplicare, agen ţii de cur ăţare, timpul între aplicarea amorsei şi a materialelor derepara ţie/nivelare etc.);

- date privind siguranţa operatorilor (cum ar fi toxicitate, inflamabilitate, impactulasupra mediului etc).

(2) Păr ţile componente ale adezivului vor fi livrate separat, predozate.

Page 49: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 49/60

40

(3) Se va evita deteriorarea materialelor compozite în timpul transportului şimanipulării.

(4) Tăierea materialului compozit la dimensiunile din proiect poate fi efectuată la loculde punere în oper ă, dacă aceast ă operaţiune este efectuat ă în concordanţă cu specificaţiileproducătorului, f ăr ă a produce nici o degradare materialului.

8.4.3.2 Controlul calit ăţii materialelor livrate

(1) Din materialele livrate trebuie prelevate eşantioane reprezentative. Numărul dedeterminări se va stabili în funcţie de importanţa lucr ării (suprafaţa totală care se vaconsolida, dificultăţile de realizare etc.). Se vor efectua cel pu ţin 3 determinări de întinderepentru materialul tip PAFşi 6 determinări de compresiune pentru adeziv (în concordanţă cupunctele 8.4.1.2 şi 8.4.1.3).

8.4.3.3 Controlul calit ăţii condi ţiilor de aplicare (1) Este obligatorie verificarea stării stratului suport de beton înainteşi după aplicarea

tehnicilor de reparare. Rezistenţa minimă la întindere a betonului trebuie să fie 1,5 N/mm2.(2) Uniformitatea suprafeţei betonului reparat (planeitatea) se va verifica în funcţie de

valorile precizate în tabelul 8.2.(3) Se vor verifica umiditatea şi temperatura aerului şi betonului pentru a evaluacondiţiile de mediu (“uscat” sau “umed”) pentru aplicarea adezivului.

8.4.3.4 Controlul de calitate în timpul execut ării (1) În timpul aplicării sistemului de consolidare şi a finisajelor trebuie efectuate

verificări pentru asigurarea unei calităţi corespunzătoare a consolidării,şi anume:- controlul calităţii pentru verificarea respectării procedurilor de execuţie cu

aplicarea PAF pe direc ţia corespunzătoare şi cu folosirea cantităţilor de materiale indicate înproiect;

- verificarea uniformităţii suprafeţei materialului compozitşi a grosimii adezivuluidupă aplicarea PAF;

- verificarea calităţii aderenţei conform prevederilor de la 8.4.3.5 .

8.4.3.5 Controlul calit ăţii aderen ţei dup ă executarea lucr ărilor (1) Controlul aderenţei la zona de interfaţă este obligatoriu.(2) Controlul de calitate a aderenţei se efectueaz ă prin metode nedistructive şi par ţial

distructive (încercarea de smulgere). Determinările nedistructive sunt recomandate pentrucontrolul zonelor critice ale consolidărilor unde contribuţia PAF este fundamenal ă, şi îngeneral, în toate situa ţiile în care suprafaţa consolidată este mică (în raport cu suprafaţadeteriorată în cazul aplicării metodelor par ţial distructive). Pentru a efectua un control decalitate eficient în timpul executării pot fi prevăzute zone la care sistemul de consolidare seaplic

ă numai în scopul verific

ării calit

ăţii execut

ării. Aceste zone vor fi executate împreun

ă cu

consolidările efectiveşi în aceleaşi condiţii cu acestea.• Una din metodele par ţial distructive constă în forarea par ţială de carote care s ă

cuprindă straturile de materiale tip PAF şi 5 mm beton. Se lipeşte un disc şi după întărireeste solicitat la smulgere (întindere directă).

O altă metodă poate fi aplicată dacă o bandă/laminat a fost lipit la margine lăsând înconsolă o por ţiune suficient de lungă pentru a fi prinsă într-un dispozitiv. Produsul se vasupune astfel la întindere pân ă la producerea ruperii la nivelul interfeţei adeziv-beton.

O altă metodă de testare prevede lipirea unui disc inelar pe suprafa ţa produsului tipPAF aplicat pe beton şi carotarea par ţială la exteriorul şi interiorul acestui disc, 5mm înbeton. După întărire, discul este supus la torsiune.

• Determinări nedistructivePentru verificarea existenţei unor goluri de dimensiuni mari în adeziv pot fi utilizate maimulte metode.

Page 50: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 50/60

41

Golurile pot fi detectate prin ciocănirea suprafeţei cu un dispozitiv cilindric din oţel cudiametru de 5 mm cu un cap rotunjit.

Mai pot fi utilizate metode moderne cum ar fi metode ultrasonice de ecou, termografia,metode dinamice etc.

(3) Dacă se constat ă prezen ţa unor goluri importante, materialele PAF se desprind şise înlocuiesc. În cazuri speciale, cu acordul proiectantului, se pot injecta golurile. În aceste

cazuri trebuie să se ia în considerare posibilele efecte negative datorate presiunii injectăriietc.

8.4.3.6 Înregistr ăriLa aplicarea sistemului PAF, se vor înregistra:- data şi ora instalării- date privind temperatura şi umiditatea- metodele aplicate pentru pregătirea suprafeţei- observaţii privind aspectul suprafeţei betonului (starea de cur ăţenie)- tipul echipamentului de încălzire locală (dacă se utilizează)- deschiderea fisurilor neinjectate- date de identificare a produselor PAF şi adezivului (nume produs şi producător,eventual nr. şarjă, locul amplasării pe structur ă)- conformitatea cu procedurile de instalare- rezultatul încercării de aderenţă, modul de cedare şi locul încercării.

8.4.4 Inspec ţia în timpul duratei de serviciu ş i mentenan ţa (1) Este obligatorie elaborarea unui plan de inspecţie şi mentenanţă pentru structurile

consolidate cu acest sistem.(2) Planul va conţine prevederi referitoare la:- intervalele la care se efectueaz ă inspectarea obişnuită şi inspectarea extinsă - inspecţia vizuală a sistemului şi modul de înregistrare a constatărilor- încercări necesare pentru verificarea integrităţii sistemului- evaluarea sistemului pe baza datelor ob ţinute prin inspectare- acţiuni corective în cazul constatării deterior ărilor sistemului sau materialelor de

protecţie.

Page 51: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 51/60

44

ANEXA 2

CONTROLUL DE CALITATE AL LUCR~RILOR DE CONSOLIDARE CU PAF

1. Prevederi generale

• Toate materialele trebuie produse sub inciden ţa unui sistem de calitate autorizat

• Toate tipurile de fibre, r ăş ini, materiale compozite ş i alte tipuri de materiale trebuie s ă

fie conforme cu standardele sau agrementele tehnice corespunz ă toare.

• Trebuie asigurat ă trasabilitatea tuturor materialelor ; toate materialele utilizate trebuie

s ă fie certificate (sistem de certificare 1+ pentru r ăş ină ş i 2+ pentru produsele compozite

tip PAF)

• Examinarea vizual ă a tuturor componentelor trebuie completat ă cu încerc ă ri

desf ăş urate pe produse.

• Toate testele realizate pe materiale trebuie desf ăş urate în laboratoare autorizate

ş i/sau acreditate

• Toate metodele de încercare utilizate trebuie s ă fie standardizate sau cel pu ţin

recunoscute de un organism de autorizare/acreditare (s ă fie incluse în domeniul de

autorizare/acreditare al laboratorului).

• Frecven ţa încerc ă rilor trebuie este stabilit ă în planul de calitate în func ţie de

extinderea ş i complexitatea lucr ă rii .

2. Cerin ţe pentru lucrul pe ş antier• Toate lucr ă rile trebuie desf ăş urate în conformitate cu documentele sistemului de

calitate certificat

• Toate materialele utilizate trebuie s ă fie înso ţite la achizi ţionare de certificate de

calitate

• Toate materialele trebuie depozitate ş i utilizate în conformitate cu instruc ţiunile

produc ă torilor

• Trebuie men ţinute înregistr ă ri exacte ale materialelor utilizate (de exemplu bonuri de

livrare; numere de şarj ă ) ş i, când este cazul, înregistr ă ri ale condi ţiilor atmosferice (de

exemplu: temperatur ă , umiditate relativ ă ).

• Orice încercare solicitat ă de client trebuie desf ăş urat ă în laboratoare autorizate, în

conformitate cu standarde na ţionale sau cu proceduri care fac parte din sistemul calit ăţ ii

laboratorului autorizat.

Page 52: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 52/60

45

Benzi sau laminate

• Se vor verifica existen ţa documentelor de livrare ş i coresponden ţa între calitatea

certificat ă prin documente ş i cea prev ăzut ă prin proiect sau specifica ţii tehnice

• Este necesar ă verificarea vizual ă a pl ăcilor pentru depistarea eventualelor deterior ă ri.

• La lipire, se va verifica uniformitatea/integritatea aplic ă rii prin cioc ănire u şoar ă sau altemetode.

Pânze, ţes ă turi• Se vor verifica existen ţa documentelor de livrare ş i coresponden ţa între calitatea

certificat ă prin documente ş i cea prev ăzut ă prin proiect sau specifica ţii tehnice.

• Este necesar ă verificarea vizual ă a produselor pentru asigurarea uniformit ăţ ii ş i

conformit ăţ ii

• Când este stipulat în contract, probele pentru încercare se fabric ă în paralel cu

produsele finite.

Adeziv• Se vor verifica existen ţa documentelor de livrare ş i coresponden ţa între calitatea

certificat ă prin documente ş i cea prev ăzut ă prin proiect sau specifica ţii tehnice

• Se va verifica termenul de garan ţie.

Page 53: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 53/60

ANEXA 3

ASPECTE SPECIALE PRIVIND EFECTELE MEDIULUI }I DURABILITATEASISTEMULUI PAF

1. Generalităţ iLa proiectarea consolidă rii structurilor cu sisteme PAF trebuie acordată o aten ţie

specială problemelor legate de durabilitate, având în vedere particularităţ ile materialelorcomponente ale sistemului de consolidare.

Componenta critică a sistemului de consolidare este interfa ţa material PAF – beton.Eficienţa sistemului depinde în mod direct de proprietăţ ile adezivului, modul de aplicare ş icomportarea în timp a acestuia.

Calitatea aderen ţei este condi ţionată de starea betonului existent în startul suport,pregă tirea suprafeţei. Trebuie acordată o aten ţie deosebită durabilităţ ii atât materialului PAF câtş i întregului sistem de consolidare.

2 Temperatura de tranzi ţie (de devitrifiere), Tg

Temperatura de tranzi ţie (Tg) este temperatura peste care performan ţele materialelor tipPAF scad în mod dramatic. Energia termică care apare în cazul dep ăş irii temperaturii Tgpermite o deplasare a lan ţurilor r ăş iniiş i astfel o sporire flexibilităţ ii, având drept consecinţă oreducere a capacit ăţ ii de aderen ţă care conduce de obicei la înc ă rcarea neuniformă a fibrelor(care nu mai sunt înglobate uniform în r ăş ină ) ş i la ruperea prematur ă a acestora. Astfelcapacitatea portant ă a PAF poate fi redus ă cu 30% - 40%.

Pentru a evita pierderea prematur ă a aderen ţei între PAF ş i beton, temperatura maximă de serviciu (de exploatare) trebuie s ă fie inferioar ă temperaturii de tranziţie. Temperatura detranziţie poate varia în timp funcţie de diferite condiţii de mediu (temperatura, umiditate etc). Absorbţia de umiditate în r ăş ină conduce la sc ăderea nivelului temperaturii Tg.

La proiectare trebuie luate în considerare combina ţii de acţiuni incluzând ş i efecteletemperaturii în conformitate cu reglementă rile de proiectare în vigoare.

În cazul în care elementul consolidat este supus unei temperaturi ridicate trebuie utilizatun adeziv având valoarea temperaturii Tg ridicată . Pentru creş terea temperaturii de tranziţie potfi utilizate două metode: utilizarea unei r ăş ini având o valoare a temperaturii Tg ridicată sauaplicarea unei trată ri ulterioare a r ăş inii pentru mă rirea valorii temperaturii Tg.

3 Proiectarea ş i protecţia la foc3.1 Elemente consolidate, f ă r ă protecţie la foc În cazul sistemelor neprotejate la foc, efectul consolidă rii se pierde rapid în caz de

incendiu, în primul rând datorită înmuierii adezivului. Rezistenţa la foc a elementelor consolidatepoate fi evaluată prin analiza sec ţiunilor de beton neconsolidate, la nivelul încă rcă rilor ce au fostluate în considerare pentru elementul consolidat. Se vor aplica regulile prevăzute înreglementă rile în vigoare privind proiectarea la foc a structurilor din beton.

Rezistenţa la foc poate fi evaluată atât la nivel de element (funcţie de grosimeaelementului, adâncimea de acoperire cu beton a arm ă turii) câtş i la nivelul structurii.

3.2 Elemente consolidate, protejate la foc În cazul în care sistemele de consolidare sunt protejate la foc, trebuie utilizate metodespeciale de calcul. Analiza prin calcul trebuie să cuprindă analiza termică (prin care sedetermină distribuţia temperaturilor în element)ş i analiza mecanică , care va lua în considerareinfluenţa temperaturilor asupra proprietăţ ilor materialelor.

Dimensionarea protecţiei va avea la baz ă limitarea creş terii temperaturii în adeziv (celmai “slab” element din acest punct de vedere) pentru o anumită durată de timp. Această valoare a temperaturii depinde de tipul adezivului utilizat dar este în general cuprinsă între 500Cş i 1000C.

4 Umiditatea4.1 Efectul absorbţiei apei în materialul de tip PAF

46

Page 54: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 54/60

În cazul materialelor de tip PAF, matricea (r ăş ina) este elementul care absoarbe ap ă .Cantitatea de ap ă absorbită depinde de tipul r ăş inii ş i temperatura apei. Efectele imediate aleabsorb ţiei apei sunt reducerea temperaturii de tranzi ţie (Tg) ş i rigidizarea r ăş inii. Ambele efectesunt par ţial reversibile pentru r ăş inile epoxidice în cazul uscă rii. În cazul poliesterilor ş ivinilesterilor schimbă rile pot fi reversibile sau nu, depinzând de durata ş i temperatura expunerii.Pentru adezivii structurali se admite o absorbţie de apă de maximum 3% (raportat la greutate).

În cazul utiliză rii compozitelor cu fibre de sticlă pă trunderea umidităţ ii la interfaţa dintrer ăş ină ş i matrice poate conduce la distrugerea agen ţilor de legă tur ă sau poate provocascăderea rezisten ţei în timp a fibrelor prin “spă larea” (flotarea) sodiului sau a altor ioni metalici.Umezeala poate p ă trunde în compozit datorită :

• acţiunii capilare de-a lungul axei longitudinale a fibrelor sau la interfaţa r ăş ină -fibre.

• transferului prin fisurile sau golurile din structur ă ;• difuzia prin matrice.

Fibrele de aramidă absorb ap ă “din umiditate” până la 13% (raportat la greutate) cuefecte defavorabile asupra rezisten ţei la întindere ş i asupra legă turii la interfaţa r ăş ină -fibre.

Fibrele de carbon sunt relativ inerte la apă astfel încât la materialele compozite pe bază de fibre de carbon umiditatea afecteaz ă numai matricea.

4.2 Durabilitatea sistemului de consolidare PAF-betonDeterminarea stă rii structurii existente (betonului ş i armă turii) înainte de aplicarea

sistemului de consolidare este deosebit de important ă pentru asigurarea aderen ţei ş icomportarea corespunz ă toare în timp a sistemului. Repararea ş i protecţia betonului se vorefectua înainte de aplicarea sistemului de consolidare, împiedicând astfel p ă trunderea apeiş i/sau a diferitelor substanţe chimice în beton ş i deci deteriorarea betonului ş i distrugerea locală a aderen ţei.

Presiunea intern ă a porilor este o altă problemă major ă legată de proprietăţ ile de barier ă împotriva pă trunderii umidităţ ii în beton, a materialelor de tip PAF. Astfel sistemele deconsolidare cu PAF au ca efect secundar etan şeizarea betonului. Pentru a permite umidităţ ii să pă trundă în elementele din beton armat consolidate cu PAF trebuie s ă existe zone extinse pe

care nu s-a aplicat sistemul. În cazul aplicaţiilor la interior sau în zonele cu climat blând, efectul de barier ă de vapori abetonului compact este minimal. Etanşarea (capsularea) elementului de beton armat cu PAFpoate chiar conduce la cre ş terea durabilităţ ii datorită protecţiei suplimentare în medii agresive. În cazul încapsulă rii totale a elementelor din beton poros există un risc crescut de degradare încazul expunerii în climat extremş i/sau umidităţ ii ridicate.

Aplicarea PAF la elemente structurale la care există riscul contactului integral cu apă nuse va face prin încapsularea total ă a betonului.

Un beton compact având o preg ă tire corespunză toare a suprafe ţei ş i o corectă aplicarea PAF poate conduce la reducerea riscului de comportare necorespunz ă toare în timp aelementelor ş i structurilor din beton armat.

5 Efectele temperaturii5.1 Îngheţ-dezghe ţ Aplicarea sistemului de consolidare cu PAF pe elemente/structuri din beton armat,

fisurate, implică existenţa zonelor de aderen ţă scăzută la interfaţa între beton ş i PAF.Expansiunea datorat ă acţiunii de îngheţ-dezgheţ ce se produce în aceste zone poate producedelaminarea PAF la interfaţa PAF-beton. Efectul ciclurilor de îngheţ-dezghe ţ asupraelementelor/structurilor consolidate trebuie luat în considerare.

Cercetă rile efectuate pe plan internaţional au indicat că cele mai importante problemepot apare în cazul betoanelor poroase, de calitate necorespunz ă toare, nerezistente la înghe ţ-dezghe ţ.

În cazul stâlpilor confinaţi s-a constatat c ă degradarea datorat ă acţiunii de îngheţ-dezghe ţ este mai importantă în zonele neconfinate.

5.2 Aderenţa la temperaturi ridicate ş i scăzute

47

Page 55: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 55/60

Datorită particularităţ ilor sistemului de consolidare cu matriale PAF, acestea formeaz ă cu betonul un “element compozit”, comportarea ş i integritatea sistemului depind nu numai deproprietăţ ile materialelor individuale ciş i de proprietăţ ile interfeţelor bandă -adeziv, adeziv-beton.

În general pentru temperaturi ridicate comportarea este dictată de proprietăţ ileadezivului în timp ce pentru temperaturi joase de proprietăţ ile r ăş inii matrice.

6 Expunerea la raze ultraviolete6.1 Considera ţii generale În cazul expunerii Materialele la raze UV materialele polimerice se degradează . Razele

de tip UV-A (cu lungimi de undă între 315 nm ş i 400 nm) ş i de tip UV-B (cu lungimi de undă între 280 nm ş i 315 nm) care pot cauza disocierea leg ă turilor chimice. Transformă rile ce potavea loc în materialele compozite datorită razelor solare sunt printre primele ş i posibilelemanifestă ri critice datorate expunerii în mediul exterior.

Lumina soarelui ş i în special razele ultraviolete pot conduce la o reducere atransmisibilităţ ii luminiiş i la schimbarea culorii compozitului. De asemenea se pot produceschimbă ri în proprietăţ ile mecanice ale compozitelor. Deş i schimbarea culorii este deseoripercepută ca o indicaţie a reducerii rezistenţei, în realitate este numai o condiţie de suprafa ţă ş ide obicei nu indică schimbă ri în integritatea structurală sau degrad ă ri fizice.

Schimbările de culoare

şi reducerea transmisibilit

ăţii luminii afecteaz

ă matricea (r

ăşina)

nu ş i fibrele. Fibrele de sticlă ş i carbon nu sunt practic afectate de razele ultraviolete. Fibrele dearamidă sunt mai afectate de razele ultraviolete dar nu într-o măsur ă foarte mare din cauza“producerii” unei pelicule autoprotectoare sub acţiunea razelor UV.

În general proprietăţ ile mecanice ale compozitelor sunt puţin influenţate de expunerea larazele ultraviolete. Gradul de deteriorare depinde de tipul r ăş inii ş i fibrelor precum ş i deorientarea acestora.

• Tipul de r ăş ină Răş inile poliesterice sunt în general mai susceptibile la degradă ri datorate razelor

ultraviolete decât r ăş inile epoxidice deş i s-au constat reduceri similare ale rezisten ţelor.Reducerea de rezisten ţă se datoreaz ă susceptibilităţ ii matricei la fisurare. Aceasta poateconduce ş i la alte probleme legate de mediu cum ar fi creş terea absorb ţiei umidităţ ii ş i/sau

atacul chimic.• Orientarea fibrelor

Orientarea fibrelor în compozit este foarte importantă (vezi ş i tabelul A1.3 din anexa 1). Astfel în cazul în care proprietăţ ile fibrelor sunt dominante, de exemplu în cazul solicită rii de întindere sau încovoiere a compozitului, influenţa razelor ultraviolete asupra acestuia estenesemnificativă . În cazul în care proprietăţ ile matricei (r ăş ini) sunt dominante, de exemplu lasolicitarea de for ţă tă ietoare, compozitul este afectat de razele ultraviolete datorită reduceriirezistenţei r ăş inii.

6.2 Protecţie Specificaţiile privind aplicarea sistemelor PAF trebuie să conţină cerinţele privindpeliculizarea materialor compozite pentru protecţia împotriva razelor ultraviolete. În generalprotecţiile sunt vopsele acrilice sau poliuretanice. Condiţiile de aplicare vor fi specificate deproducă tori.

7 Alcalinitate/AciditatePerformanţele sistemelor de consolidare cu materiale compozite tip PAF expuse în

medii acide sau alcaline depind atât de matrice cât ş i de fibre. Fibrele de carbon sunt rezistentela alcaliiş i acizi în timp ce fibrele de sticlă se pot degrada în aceste medii.

O aplicare corespunză toare a matricei va izola ş i proteja fibrele ş i va amânadeteriorarea. În orice caz structurile din beton armat amplasate în medii cu alcalinitate ridicată ş iumiditate ridicată vor fi consolidate utilizând fibre de carbon.

8. Curgere lentă , eforturi de rupere ş i eforturi din coroziuneBetonul armat prezintă deformaţii sub încă rcare constant ă . Materialele compozite cu

fibre de carbon nu prezintă fenomenul de curgere lentă , cele cu fibre de sticlă au curgerea lent ă

48

Page 56: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 56/60

neglijabilă , numai la materialele compozite cu fibre de aramidă curgerea lentă nu mai poate fineglijată .

Comportarea în ceea ce prive ş te deformaţiile de lungă durată ale elementelorconsolidate cu materiale compozite cu fibre de carbon sau sticlă este dictată de curgerea lent ă a betonului.

În cazul consolidă rii cu fibre de aramidă deformaţiile în timp cresc considerabil datorită faptului că fenomenul de curgere lentă afecteaz ă atât betonul cât ş i materialul compozit.

Trebuie menţionat că acest fenomen nu reprezint ă decât în rare cazuri un factor carecontrolează dimensionarea consolidă rii cu materiale compozite, cu excepţia cazurilor în careelementele din beton armat consolidate sunt relativ noi astfel încât se a ş teaptă ca betonul s ă dezvolte încă deformaţii substanţiale (ceea ce nu este valabil în cazul construc ţiilor din betonvechi).

Un alt aspect important este cel legat de slaba comportare a materialelor compozite cufibre de sticlă supuse la sarcini de lung ă durată . Fibrele de sticlă prezintă ruperi premature laaceste tipuri de încă rcă ri, ruperea producându-se la cca. 20% din for ţa de rupere la întindere.

Ruperea la coroziune intervine când atmosfera sau mediul sunt de natur ă corozivă . Acest fenomen legat de timp, nivelul de eforturi, natura mediului, tipul de matriceş i fibre.Ruperea se consider ă prematur ă când materialul compozit cedează sub valorile rezistenţeiultime.

Fibrele de carbon nu sunt afectate de eforturile din coroziune până la niveluri aleeforturilor de 80% din capacitatea totală . Fibrele de sticlă ş i cele aramidice sunt sensibile lacoroziune sub efort. Calitatea r ăş inii are un efect semnificativ în ceea ce priveş te timpul după care intervine cedarea ş i nivelele de eforturi de lungă durată .

Ordinea vulnerabilităţ ii eforturilor de rupere (de lungă durată ) ş i a eforturilor dincoroziune este urmă toarea:

• sticlă -poliester• aramidă -vinilester;• carbon-epoxi.

În cazurile în care nivelul încă rcă rilor de lungă durată este important este indicat ă utilizarea compozitelor cu fibre de carbon.

9. Oboseala În general materialele compozite cu fibre de carbon prezintă o rezistenţă la oboseal ă

mai bună decât a o ţelului. Cercetă rile au indicat că factorul dominant în comportarea laoboseală a grinzilor consolidate cu PAF îl reprezintă oboseala arm ă turilor existente din oţel. Serecomand ă ca principalul criteriu de proiectare la oboseală a grinzilor din beton armatconsolidate cu materiale compozite cu fibre de carbon s ă îl constituie limitarea niveluluieforturilor în armă turi la nivelul permis în cazul grinzii neconsolidate.

10. ImpactCunoş tinţele cu privire la comportarea elementelor din beton armat consolidate cu

materiale compozite sunt relativ reduse.Cercetă rile experimentale au scos în eviden ţă în general o bună comportare la impact a

elementelor din beton armat consolidate cu materiale compozite cu fibre de carbon, chiar dac ă nu absorb aceia ş i cantitate de energie ca acelea ş i tipuri de elemente consolidate cu plăci dinoţel.

Ca măsur ă suplimentar ă de îmbună tăţ ire a rezisten ţei la impact pentru a evita pierdereaprematur ă a aderen ţei materialelor compozite cu fibre de carbon se recomandă prevederea desisteme speciale de ancorare la capete.

11 Efectul fulgerelor, coroziunea galvanică .Materialele compozite cu fibre din sticlă ş i aramidă sunt izolatoare. Materialele

compozite cu fibre de carbon sunt bune conduc ă toare de electricitate dar cu o rezistivitaterelativ mare ceea ce conduce la înc ă lzirea acestora în cazul în care curentul trece prin acestea.

Studiile au indicat că acţiunea fulgerelor are două efecte principale asupra materialelorcompozite cu fibre de carbon, neprotejate: primul, materialul compozit devine atât de fierbinte

49

Page 57: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 57/60

încât r ăş ina vaporizează , al doilea, proprietăţ ile structurale ale materialului sun afectate după r ăcirea carbonului.

Rezistenţa la întindere nu este afectat ă substan ţial dar rezistenţa interlaminar ă ş irezistenţa la compresiune pot fi distruse. În cazul acesta este necesar ă protejarea cu materialedin aluminiu.

În cele mai multe din consolidă rile cu acest tip de sisteme compozitele nu sunt afectatedirect de ac ţiunea fulgerelor pentru că elementele sunt pozi ţionate în interiorul construcţiilor. Încazul utiliză rii materialelor la confinarea stâlpilor de poduri, este necesar ă protecţia acestora înmod similar elementelor metalice. Pentru a evita potenţiala coroziune galvanică a oţeluluibeton, fibrele de carbon nu trebuie s ă vină în contact direct cu oţelul.

50

Page 58: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 58/60

50

ANEXA 4PROPRIET ĂŢI ALE UNOR PRODUSE COMPOZITE

Tabelul A.4.1: Propriet ăţi ale benzilor (lamelelor) din materaile compozite tip PAF

Numeleprodusului

Rezisten ţa

(N/mm 2)

Modulul deelasticitate(kN/mm 2)

Grosime

(mm)

Lăţ ime

(mm)1400 360 pân ă la 30 pân ă la 14001450 300 1,4 501600 280 1,2 ; 1,4 50 ; 80 ; 1202100 140 pân ă la 30

2200-2500 165 1,2 ; 1,4 ; 2,1pân ă la 1400

2200-2500 210 1,2 ; 1,4 ; 2,1 50 ; 80 ; 100 ;120 ;150 ;200

>2200 150 1,2 ; 1,4 50 ; 80 ;90 ;100 ; 120

>2200 200 1,4 50 ; 80 ; 100 ;120 ;150 ;2002800 150 1,2 ; 1,4 50 ; 80 ; 1202900 210 1,4 60 ; 90 ; 1003050 165 1,2 ; 1,4 50 ; 60 ; 80 ;

90 ; 100 ;120 ;150

Plăci din fibrede carbon

3200 200 1,2 ;1,4 50 ; 80 ; 120

Tabelul A.4.2: Propriet ăţi ale ţes ăturilor din materiale compozite

Numeleprodusulu

i

Tipulfibrei

Rezisten ţa

(N/mm 2)

Modulul deelasticitate(kN/mm 2)

Greutatea peunitate de

arie(g/m 2)

Grosime

(mm)

Lăţ ime

(mm)

Ţes ă turidin fibre

de

carbon

14171700190029003400350035503900409042204900

12065

640120230230235240230235230

300350300

290, 420200230300200200300

150 ; 300 ; 900

0,1670,1350,143

0,2 ; 0,290,111-0,167

-0,1110,1650,117

-

153,3680

250, 330, 500300

250, 330 ; 500610500300

100,250,500,1000

100,250,500,1000

300, 500, 1500

Page 59: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 59/60

51

sticl ă 11001550225026503400

427470

640230

432915840400200

0,1670,118

-0,2350,111-0,167

150, 300500

1270300

250, 300, 500

aramidă

1086

210028002900

61

120115390

240

280, 420200, 300

300

0,167

0,193 ; 0,286-

0,165

150, 300

100, 300, 500340

250, 330, 500

Page 60: Normativ Fibre

8/16/2019 Normativ Fibre

http://slidepdf.com/reader/full/normativ-fibre 60/60

Preg`tirea :

stratului su ort de beton

a materialului compozit

Punerea [n oper` a materialului compozit

CONTROLUL CALIT~|II ([nainte, [n timpul ]i dup` aplicare)

Executarea ş i controlul lucr ă rilor de consolidare cu produse tip PAF

FINISARE (OPTIONAL)

Condi\ii de livrare Controlul materialelor livrate Controlul condi\iilor de aplicare Controlul [n timpul aplic`rii sistemului

nre istr̀ ri

Benzi sau laminate- aplicarea adezivului pe beton ]i pe produsul PAF- pozi\ionarea ]i aplicarea prin presare a produsului PAF- verificarea grosimii interfe\ei/suprafe\ei de lipire

|es`turi sau p@nze- aplicarea amorsei ]i materialului de uniformizare (dac` este cazul)- aplicarea r`]inii pe elementul de beton- aplicarea ([nf`]urarea) produsului PAF- impregnarea cu r`]in` a produsului PAF- presarea produsului PAF

Benzi sau laminate- t`iere- verificarea suprafe\ei (defecte + cur`\enie)

|es`turi sau p@nze- t`iere- verificarea su rafe\ei defecte + cur \̀enie

asperizarea ]i [nl t̀urarea materialelor ]i substan\elor care pot reduceaderen\a sistemului

verificarea aspectului suprafe\ei verificarea condi\iilor de planeitate (uniformitate) aplicarea amorsei ]i materialelor de uniformizare (dac` este cazul) cur`\area de praf a suprafe\ei betonului verificarea umidit`\ii ]i temperaturii marcarea zonelor pe care se aplic` PAF

Verific ă ri preliminare