Tendances et innovations en renforcement structural …€¦ · Poutre RC supportée simplement...
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Sika Services AG 1
Tendances et innovations en
renforcement structural avec PRF
CDCQ - Drummondville
15 octobre, 2015
Jonathan Clavet, ing.jr
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
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
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
SikaWrap® FC essai en lab
18
Sans ancrage : R = 27.3 kN (3 Tests)
Sans ancrage : R = 45 kN (3 Tests)
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
CarboStress® Système de post-tensionComposantes du système
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CarboDur® - lamelles PRFC
CarboStress® - Bloc d’ancrage en PRFC
Steel Reaction Frame (Project specific)
CarboStress® Tendon
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)
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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
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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
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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
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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
Sika Services AG
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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