Sika Services AG 1
Tendances et innovations en
renforcement structural avec PRF
CDCQ - Drummondville
15 octobre, 2015
Jonathan Clavet, ing.jr
Sika Services AG 2
I35W Minneapolis
2007
Cause de défaillances structurales
• Matousek 1976
• Analysis of 800 Structural Failures in Construction
• 37% Ignorance, négligence
• 27% Savoir-faire insuffisant
• 14% Sous-évaluation des actions / impacts
• 10% Oublies, erreurs de construction
• 6% Communication / problèmes de coordination
• 6% Raisons inconnues
Raisons pour réhabilitations et
renforcement
Augmentation des
charges
Réparation d’éléments
endommagés
Modification structurale
Amélioration de la
structure
Erreurs de conception
ou de construction
Sika Services AG 7
Sika Services AG
8
Viaduc de la Concorde, Laval, Canada
Construit en 1971
Inspection 2004
Condition générale: “bien”
Quelques zones délaminées
Sika Services AG
9
2006 Viaduc de la Concorde, Canada
Sika Services AG 11
Pont Rodrigo Bastidas, Villarica, Chile
Éléments impliqués: Augmentation de la capacité des poutres RC
Technologies utilisées:
200 m2] SikaWrap® 230 C
25 m Sika® Carbodur® S512
Année: 2004
Pont Horgen Harbour, Suisse
CarboDur sur tablier de pont
Modification : tafic sur section en porte-à-faux
Manque de résistance aux moments négatifs transversaux
Longueur: 112 m
Largeur: 10,90 mPont en béton précontraint avec caisson
CarboDur sur tablier de pont
• Renforcement des caissons avec lamelles CarboDurPRFC, incluant protection contre les températures élevées – Membrane bitumineuse appliquée à la torche
• CarboDur, Type S1212 : 1200 m
• SikaTop-Armatec 110 Epocem
• Sikafloor-82 Epocem
Sika Services AG
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Sikafloor®-82 EpoCem®
CarboDur sur tablier de pont
Tablier du pont
SikaTop® Armatec®-110 EpoCem®
Membrane bitum. Appliquée à la
torche / CHAUD – asphalte
(approx. 240°C)
Sikadur®-186 Epoxy-primer
Sikadur®-30 / Sikadur®-330 sanded
with fire-dried quartz sand
Sikadur®-30
Lamelles CarboDur® CFRP
Ancrage PRFC
SikaWrap® FC
SikaWrap® FC essai en lab
18
Sans ancrage : R = 27.3 kN (3 Tests)
Sans ancrage : R = 45 kN (3 Tests)
CarboShear® Élément de renforcement en cisaillement
Sika Services AG
20
Liaisonnement sous des charges de trafic /
Temps pour mise en service•
Chauffage : réduire le temps pour la remise
en service
21
Temperature [°C]
Durée [jour]
Sans CarboHeater®Avec CarboHeater®
10 25 60 70 80
7
3 60 70 80
Durée [h]
Temperature [°C]
2
4
6
Sikadur -30
Sikadur -30 LP
Sika Services AG
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CarboDur® Installation en température
froide
Bulgarie
CarboHeater®
CarboStress® Système de post-tension
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Prestressed flexural strengthening of cracked I-beams
CarboStress® Système de post-tensionComposantes du système
24
CarboDur® - lamelles PRFC
CarboStress® - Bloc d’ancrage en PRFC
Steel Reaction Frame (Project specific)
CarboStress® Tendon
CarboStress® Reaction Frames
25
Extrémité Fixe Extrémité active
CarboStress® Reaction Frames
Sika Services AG 26
Extrémité Fixe Extrémité active
27Effet de lamelles en post-tension Exemple de conception
Système
Poutre RC supportée simplement
Tablier de pont
Comparaison de :
A) CFRP passif (2 x CarboDur S1014, ACFRP = 280 mm2)
B) Système CarboStress (2 x CarboStress tendon, ACFRP = 288
mm2)
28
Structure
originale
CFRP
Passif
CarboStress
Résistance en
flexion100 % 168 % 196 %
Déflection(à mi-portée)
[mm]
44 40 10
Steel stress
(cracks, fatigue)
(à mi-portée)
[MPa]
350 325 20
Results
Effet de lamelles en post-tension Exemple de conception
29
Pont Heron Road, Ottawa, CanadaRenfort des poutres en croisé avec système de post- tension CarboStress®
The problem:
Corrosion damaged external steel
prestressing tendons
Sika Systems involved:
Sika CarboStress®-220: 36 x 14m
Sikadur®-30
Sikadur®-42 LE
Sikagard®-62 CA
Sikagard®-A50
Tendons d’acier externes corrodés
30
31
Assemblage sur le chantier des tendons
Et pré-tension
Poutres croisées renforcies
Pont Heron Road, Ottawa, CanadaRenfort des poutres en croisé avec système de post- tension CarboStress®
Key Projects Structural Strengthening 2011 32
Tour d’appartement à Aarau, SuisseInstallation d’un système CarboStress® dans une cage d’escalier
Key Projects Structural Strengthening 2011 33
Tour à bureau, Windisch, SuisseInstallation d’un système CarboStress® sur la face extérieure d’un mur
Key Projects Structural Strengthening 2011 34
Tour à bureau, Langendorf, SuisseInstallation d’un système Sika CarboStress® dans cage d’ascenseur
Key Projects Structural Strengthening 2011 35
Tour à bureau, Langendorf, SuisseInstallation d’un système Sika CarboStress® dans cage d’ascenseur
36
Fissures dans un barrage en béton
11 000 m CarboDur BC8
(tiges de 8 mm)
Renforcement par Near Surface Mounted(NSM)
Renforcement par Near Surface Mounted
(NSM)1. Couper des fentes à la surface du béton entre les armatures
Sika Services AG 37
Surface du béton
Renfort interne en
acier
2 Remplir avec du Sikadur®-30/330/300
3. Placer CarboDur® S / tiges CarboDur® BC
Stationnement, Soazza, Suisse
Manque de renfort en
surface
Béton fissuré
Sika Services AG 38
Sika Services AG
39
Développement durable
Sika Services AG
40Marlboro Station Car Park Deck, South
Africa
Sika Services AG
41
Mise en Situation
Stationnement~12‘000 m2
Fissuration intense
Mauvaise conception, armatures mal positionnées
Sika Services AG
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Options
• Injection Sikadur-52 0.5 t
• CarboDur M1214 5620m 1.5 t
• Sikadur-30 6.4 t
Vieux béton 3500 m3
Nouveau béton 3500 m3
Solution Sika :
Injecter les fissures
Renforcement structural
Demande du client :
Remplacer la dalle
Sika Services AG
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Émission de gaz à effet de serre
• Réparation
• Injection
• Sikadur-52
• 10 t CO2/t
• Renforcement
• CarboDur M1214
• 20 t CO2/t
• Sikadur-30
• 3 t CO2/t
Remplacement
Vieux béton
Démolition, transport
0.05 t CO2/m3
Nouveau béton armé
Production, transport
0.50 t CO2/m3
Sika Services AG
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Empreinte de carbone
• Réparation
• Injection
• Sikadur-52
• 10 t CO2/t x 0.5t = 5t
• Renforcement
• CarboDur M1214
• 20 t CO2/t x 1.5t = 30t
• Sikadur-30
• 3 t CO2/t x 6.4t = 19t
Replacement
Vieux béton
Démolition, transport
0.05 t CO2/m3 x 3500 m3 = 175t
Nouveau béton armé
Production, transport
0.50 t CO2/m3 x 3500 m3 = 1750t
Total: 1925 t CO2 Total: 54 t CO2
-97% CO2 de réduction
Sika Services AG
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Conclusion
Techniquement réalisable
• Le renforcement structural avec PRF est maintenant reconnu
• Le renforcement structural avec PRF est maintenant utlilisé partout
Économiquement réalisable
Les PRF sont maintenant une commodité
•Questions ?
•Merci!