RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI - Sika10 Sistemi Sika per il rinforzo di strutture portanti ......

Sika® CarboDur®

RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI

Nel corso della durata di una struttura portante possono intervenire modifiche d’impiego, maggiorazioni di carico o norme con esigenze più severe che rendono necessario il rinforzo successivo della relativa struttura portante. Con moderni materiali compositi Sika offre soluzioni sistematiche efficaci, sviluppate in funzione di vari ambiti d’impiego nel contesto del rinforzo di strutture portanti. Che si tratti di rinforzi della resistenza alla flessione, della spinta o normali, in precompressione o in forma allentata, Sika dispone della giusta soluzione.

SICURO È SICURO

3RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI

Sika® CarboDur®

SOMMARIO

04 Sintesi dei sistemi Sika per il rinforzo di strutture portanti

08 Componenti del sistema

10 Sistemi Sika per il rinforzo di strutture portanti11 Lamine da inserimento Sika® CarboDur®12 Sika® CarboShear L13 Tessuti SikaWrap® 14 SikaWrap® applicazione a secco16 Adesivi epossidici Sikadur®

20 Sistema Sika® TRM

22 Lamine precompresse con il sistema CarboStress®

24 Strutture dei sistemi

26 Aspetti teorici del rinforzo di strutture portanti

28 Protezione antincendio

29 Termoinduritore Sika® CarboDur®

30 Ancoraggi finali

31 Software di calcolo Sika® CarboDur®

32 Referenze

34 Controllo di qualità

Sistema Sika® CarboDur®

Sistema StressHead CarboStress®

Sistema Sika® CarboShear

Sistema SikaWrap®

Sistema Sika® TRM

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SINTESI DEI SISTEMI SIKA PER IL RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI

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Sistema Sika® TRM

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Sistema Sika® CarboDur®

Sistema StressHead CarboStress®

Sistema SikaWrap®

1

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3

Lamine Sika® CarboDur®

Lamine per scanalature Sika® CarboDur®

Angolari Sika® CarboShear® L

Tessuto SikaWrap®

Adesivi Sikadur®

Rete in fibra SikaWrap®

MaltaSika MonoTop®

Lamine prefabbricate ad alta resistenza in FRP, con varie dimensioni, per il rinforzo della resistenza alla trazione flettente su calcestruzzo armato, opere murarie, acciaio, alluminio e legno.

Sono disponibili due tipi con di-verse caratteristiche del mate-riale. Le lamine si incollano con Sikadur®-30.

Lamine prefabbricate ad alta resistenza in FRP, con varie dimensioni, per il rinforzo di calcestruzzo, legno e opere murarie, come pure per elementi cos-truttivi a bassa resistenza alla trazione adesiva. Sono disponibili due tipi di forme con diverse caratteristiche del materiale

a sezione cilindrica a sezione rettangolare.

Le lamine si incollano con Sikadur®-30, Sikadur®-330 o Sika AnchorFix®-3001 nella scanala-tura.

Angolari prefabbricati ad alta resistenza in FRP, con varie di-mensioni, per il rinforzo di spinta su costruzioni in calcestruzzo armato. Gli angolari si incollano con Sikadur®-30. L’ancoraggio nelle zone di compressione di platee in calcestruzzo si può eseguire anche tramite spatolatura dentata con Sika AnchorFix®-3001.

Tessuto unidirezionale in fibra di carbonio per il rinforzo di travi, pilastri ed elementi costruttivi curvi. SikaWrap®-231 C e Sika-Wrap®-301 C si incollano nel procedimento a secco con Sikadur®-330.

Sikadur®-30 NormalAdesivo bicomponente tixotropico per armature.

Sikadur®-30 LPAdesivo bicomponente per arma-ture con lungo tempo di passiv-azione, speciale per l’aumento della temperatura d’impiego tramite il termoinduritore Sika® CarboDur®.

Sikadur®-330Resina bicomponente tixotropica per l’impregnazione e l’incollaggio di SikaWrap® con un peso di superficie fino a circa 400 g/m2.

Sika AnchorFix®-3001Bicomponente per ancoraggio, si può mettere in opera con una pistola standard per cartucce.

SikaWrap®-350 Grid GRete bidirezionale in fibra di vetro, con rivestimento alcali-resistente, per il rinforzo e la riparazione di opere murarie.

SikaGrid®-350 G viene pressato nello strato fresco di Sika Mono-Top®-722 Mur e quindi rivestito con la malta stessa.

Sika MonoTop®-722 MurMalta cementizia R2, rinforzata con fibre e a modulo E basso, simile a quello delle opere murarie o del calcestruzzo debole.

COMPONENTI DEI SISTEMI

8RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTISika® CarboDur®

Lamine Sika® CarboDur®

Lamine per scanalature Sika® CarboDur®

Angolari Sika® CarboShear® L

Tessuto SikaWrap®

Adesivi Sikadur®

Rete in fibra SikaWrap®

MaltaSika MonoTop®

Lamine prefabbricate ad alta resistenza in FRP, con varie dimensioni, per il rinforzo della resistenza alla trazione flettente su calcestruzzo armato, opere murarie, acciaio, alluminio e legno.

Sono disponibili due tipi con di-verse caratteristiche del mate-riale. Le lamine si incollano con Sikadur®-30.

Lamine prefabbricate ad alta resistenza in FRP, con varie dimensioni, per il rinforzo di calcestruzzo, legno e opere murarie, come pure per elementi cos-truttivi a bassa resistenza alla trazione adesiva. Sono disponibili due tipi di forme con diverse caratteristiche del materiale

a sezione cilindrica a sezione rettangolare.

Le lamine si incollano con Sikadur®-30, Sikadur®-330 o Sika AnchorFix®-3001 nella scanala-tura.

Angolari prefabbricati ad alta resistenza in FRP, con varie di-mensioni, per il rinforzo di spinta su costruzioni in calcestruzzo armato. Gli angolari si incollano con Sikadur®-30. L’ancoraggio nelle zone di compressione di platee in calcestruzzo si può eseguire anche tramite spatolatura dentata con Sika AnchorFix®-3001.

Tessuto unidirezionale in fibra di carbonio per il rinforzo di travi, pilastri ed elementi costruttivi curvi. SikaWrap®-231 C e Sika-Wrap®-301 C si incollano nel procedimento a secco con Sikadur®-330.

Sikadur®-30 NormalAdesivo bicomponente tixotropico per armature.

Sikadur®-30 LPAdesivo bicomponente per arma-ture con lungo tempo di passiv-azione, speciale per l’aumento della temperatura d’impiego tramite il termoinduritore Sika® CarboDur®.

Sikadur®-330Resina bicomponente tixotropica per l’impregnazione e l’incollaggio di SikaWrap® con un peso di superficie fino a circa 400 g/m2.

Sika AnchorFix®-3001Bicomponente per ancoraggio, si può mettere in opera con una pistola standard per cartucce.

SikaWrap®-350 Grid GRete bidirezionale in fibra di vetro, con rivestimento alcali-resistente, per il rinforzo e la riparazione di opere murarie.

SikaGrid®-350 G viene pressato nello strato fresco di Sika Mono-Top®-722 Mur e quindi rivestito con la malta stessa.

Sika MonoTop®-722 MurMalta cementizia R2, rinforzata con fibre e a modulo E basso, simile a quello delle opere murarie o del calcestruzzo debole.


Sika® CarboDur®


SISTEMI SIKA PER IL RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI

Sika® CarboDur® sono lamine pultruse in materiale a matrice polimerica rinforzate con fibre di carbonio (CFRP) utilizzate e per rinforzare strutture portanti in calcestruzzo, legno e muratura. Grazie alla loro produzione industriale le lamine hanno caratteristiche di materiale controllate e definite, a prescindere dalla messa in opera sul posto.

Oltre 20 anni d’esperienza con applicazioni di rinforzo in tutto il mondo

Lamine estremamente resistenti e pronte all’uso, per il rinforzo e l’irrigidimento strutturale esterno di elementi costruttivi in calcestruzzo, legno e muratura. Vengono incollate alla struttura dell’edificio con l’adesivo epossidico Sikadur®-30, come elementi esterni di rinforzo della portata.

* Se il sottofondo in calcestruzzo non dovesse adempiere all’esigenza minima di resistenza alla trazione adesiva, sono disponibili le seguenti alternative con prodotti Sika: - Sika® CarboDur® lamine per scanalature (tipo BC o S) - Tessuto SikaWrap®

IMPIEGHI Aumento della resistenza alla flessione in caso di momenti positivi e negativi

Assorbimento degli sforzi di trazione trasversali Sostituto in caso di separazioni dell’armatura. Adeguamento della struttura portante alle modifiche normative.

VANTAGGI Senza corrosione, resistenza elevata Due tipi con diversa rigidità (lamine S o M) Eccellente durabilità e resistenza all’invecchiamento Lunghezze di fornitura a scelta, senza la necessità di giunzione

Spessore esiguo, si può verniciare o intonacare Facile da trasportare (rulli) Incroci delle lamine facile da eseguire Peso proprio esiguo e quindi facile da applicare, anche sopra testa (senza ponteggio di supporto)

Le lamine richiedono una preparazione minima Diffusione molto bassa delle caratteristiche meccaniche Rapporti di prova e omologazioni

Limiti Raccomandazione di Sika SIA 166

Resistenza alla trazione adesiva del sottofondo in calcestruzzo*

almeno 1.5 N/mm2, in media 2.0 N/mm2 almeno 1.5 N/mm2

Regolarità del sottofondo SIA 166 massimo 5 mm su una lunghezza di 2 mmassimo 1 mm su una lunghezza di 0.3 m


Sika® CarboDur®

Lamine in fibra di carbonio, estremamente resistenti e pronte all’uso, per il rinforzo strutturale, in prossimità della superficie, di elementi costruttivi in calcestruzzo, legno e muratura. Le lamine si incollano con Sikadur®-30, Sikadur®-330 o Sika Anchor-Fix®-3001 nella scanalatura.

IMPIEGHI Rinforzo di elementi costruttivi in caso bassa resistenza alla trazione adesiva

Rinforzo di opere murarie Potenziamento dell’armatura

VANTAGGI IN GENERALE Senza corrosione, resistenza elevata Eccellente durabilità e resistenza all’invecchiamento Migliore sfruttamento della lamina Migliore resistenza al fuoco tramite l’integrazione nell’elemento costruttivo

Senza preparazione della superficie, senza livellamento Diffusione molto bassa dei valori nominali tramite la fabbricazione del composto con il procedimento industriale di pultrusione

Facilmente trasportabile (rulli), (lamine BC ottenibili solo in bacchette)

Indicazioni importanti

Le distanze marginali e assiali devono essere definite a secondo della resistenza del sottofondo

L’armatura esistente non deve essere separata


Resistenza alla trazione adesiva del sottofondo in calcestruzzo*

almeno 1.0 N/mm2 –

LAMINE PER SCANALATURE Sika® CarboDur®


Gli angoli di rinforzo in FRP sono la soluzione ideale per il rinforzo di spinta di travi a T e normali, eseguite ad angolo retto. Sika® CarboShear L è ottenibile con varie lunghezze dei lati, che vengono semplicemente adattati ai montanti esistenti. L’ancoraggio si esegue direttamente sulla trave (vedi anche il capitolo “Ancoraggi”). Gli angoli vengono incol- lati alla struttura portante come armatura esterna con l’adesivo Sikadur®-30.

1 Se il sottofondo in calcestruzzo non dovesse adempiere all’esigenza minima di resis-tenza alla trazione adesiva, è disponibile la seguente alternativa con il prodotto Sika: Tessuto SikaWrap®.

2 Per soddisfare questa condizione il montante può essere riprofilato lungo il lato verticale con malta epossidica. Se c’è molta divergenza ne risulta un maggior lavoro di riprofilamento. In questo caso si consiglia di optare per il tessuto SikaWrap® .

IMPIEGHI Rinforzo di spinta di travi portanti in calcestruzzo con un’inclinazione del montante del 90%.

Rimpiazzo dell’armatura di spinta in caso di risparmi successivi Aumento della resistenza di portata in caso di modifiche normative

VANTAGGI Senza corrosione, resistenza molto elevata Eccellente durabilità e resistenza all’invecchiamento

Miglioramento della resistenza alla spinta Ancoraggio brevettato Spessore esiguo, si può verniciare o intonacare Facile da trasportare Facile da montare, senza attrezzature pesanti Diffusione bassa dei valori nominali grazie alla fabbricazione industriale

Rapporti di prova e omologazioni


Resistenza alla trazione adesiva del sottofondo in calcestruzzo1

almeno 1.5 N/mm2, in media 2.0 N/mm2 almeno 1.5 N/mm2


Angolo del montante2 90° ± 2° –

Sika® CarboShear L


Sika® CarboDur®


Resistenza alla trazione adesiva del sottofondo in calcestruzzo



Angoli Angoli esterni: devono essere arrontondati a un raggio di 25 mmAngoli interni: devono essere riprofilati con una guscia in malta epossidica con un raggio minimo di 25 mm

–

Impronte di casseforme ≤ 0.5 mm –

Sovrapposizione minima in direzione delle fibre ≥ 150 mm –

Per quanto riguarda l’applicazione i tessuti SikaWrap® unidire-zionali sono più flessibili se comparati alle lamine pultruse. Si può intervenire quasi su tutte le configurazioni geometriche, ad esempio con fasciature di piloni o i rinforzi della forza tras-versale di travi a T e normali. L’incollaggio su grande superficie non sollecita la superficie in calcestruzzo con la stessa inten-sità ed ha effetti positivi sui sottofondi deboli. L’incollaggio e la realizzazione del composto ha luogo direttamente sul can-

tiere con il prodotto Sikadur®-330 quale applicazione a secco. Per questo la qualità e la diffusione dei valori nominali dipende molto da chi mette in opera questi prodotti. Nell’applicazione dei tessuti si deve fare una particolare attenzione per evitare la rottura delle fibre.

* I tessuti SikaWrap® sono unidirezionali e devono essere sovrapposti solo nella direzione delle fibre (direzione di forza). In direzione trasversale i tessuti possono solo essere giuntati (sovrapposizione 0, con direzione trasversale di 90°)

IMPIEGHI Aumento della resistenza alla compressione e della duttilità di piloni

Miglioramento delle resistenza alla spinta per travi di platea non ad angolo retto

Rinforzo in caso di resistenza superficiale esigua Aumento della resistenza di portata in caso di modifiche normative

VANTAGGI Senza corrosione, resistenza elevata Eccellente durabilità e resistenza all’invecchiamento Flessibile nell’impiego, in particolare su superfici curve Superficie di collegamento maggiore per la ripartizione delle forze su sottofondi deboli

Spessore esiguo, si può verniciare o intonacare Facile da trasportare Facile da montare, senza attrezzature pesanti Rapporti di prova e omologazioni

TESSUTO SikaWrap®


I tessuti fino a un peso di ca. 400 g/m2 si possono applicare senza problemi con il procedimento a secco. Con questo proce-dimento l’adesivo tixotropico Sikadur®-330 a base di resina epossidica, si applica con una spatola dentata idonea, diretta-mente sul sottofondo preparato. L’applicazione dell’adesivo si dovrebbe eseguire nella direzione di forza / delle fibre del tessuto. Il tessuto ancora asciutto si pigia in modo ben teso nell’ adesivo applicato e si impregna a mezzo di un rullo adeguato.

Per la successiva applicazione di un intonaco cementizio, il tes-suto può essere rivestito con uno strato fine di Sikadur®-330, che subito dopo deve essere cosparso con sabbia di quarzo.

APPLICAZIONE A SECCO SikaWrap®


Sika® CarboDur®


La combinazione tra l’adesione eccellente su molti sottofondi (calcestruzzo, acciaio, legno, muratura, FRP, ecc.), la forte rigidità e l’esigua tendenza al ritiro, fa delle resine epossidiche Sikadur® l’adesivo ideale per il rinforzo efficiente e sicuro di strutture portanti.

VANTAGGI Funge da ammannitura (spatolatura raschiata), da malta di riprofilamento, da massa da spatolare e da adesivo

Incollaggio rapido e conveniente delle lamine Sistema collaudato

- controllato secondo la norma EN 1504-4 - controllo completo del sistema da parte di organi di controllo indipendenti

- controlli interni Sika in condizioni difficili

VANTAGGI Sikadur®-30 LP Tempo di passivazione e di lavorabilità prolungato; idoneo per l'impiego con temperature ambientali fino a 55°C

Aumento della temperatura d’impiego; questa aumenta notevolmente nell’indurimento in condizioni di temperature elevate (si consiglia l’impiego del termoinduritore Sika® CarboDur®

Indicazione generale di sicurezza: le schede dei dati di sicurezza contengono indicazioni dettagliate sulla salute e sulla sicurezza.

Sikadur®-30Bewehrungskleber für die Verbindung zwischen CFK-Lamelle und Untergrund.

ADESIVI A BASE DI RESINA EPOSSIDICA Sikadur®

Adesivo per armature per il collegamento tra le lamine in FRP e il sottofondo.


Sika® CarboDur®

Campo d’applicazione La

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Adesivi epossidici Montare / incollare Impreg-nare Ancorare Caratteristiche

Sikadur®-30

Sikadur®-30 LP

Sikadur®-330

Sika AnchorFix®-3001

* Si può ispessire, a seconda della necessità, con Sikadur®-501 (sabbia di quarzo) in proporzione dal 25% al 100%. Per riprofilare e livellare si può impiegare anche Sikadur®-41 CF.

Sikadur®-330Adesivo tixotropico semplice da mettere in opera, per l’impregnazione a secco e l’incollaggio di tessuti SikaWrap®, come pure per il riempimento delle scanalature con lamine in tutte le posizioni.

VANTAGGI Funge da ammannitura, da massa da spatolare e da adesivo Impregnazione rapida e sicura e incollaggio di tessuti SikaWrap® con il procedimento a secco

A costi contenuti Controllato secondo la norma EN 1504-4

Sika AnchorFix®-3001Adesivo d’ancoraggio che può essere messo in opera con una normale pistola per cartucce*. Consente il riempimento rapido e pulito delle scanalature con lamine e dei fori d’ancoraggio.

VANTAGGI Controllato secondo ETAG 001

Panoramica degli adesivi a base di resina epossidica

* Si consiglia di impiegare la pistola per cartucce Sika AnchorFix®. Questa lavora con una demoltiplicazione più bassa.


Il sistema Sika® TRM (Textile Reinforced Mortar) è un modo efficiente di rinforzo passivo di opere in muratura e raccordo di murature con telai a scomparti in calcestruzzo.

IMPIEGHI Aumento della resistenza e della deformabilità dal livello dell’opera muraria, contro le sollecitazioni sismiche.

Raccordo di opere murarie con pareti e strutture limitrofe, come telai in calcestruzzo, scomparti, ecc.

IL SISTEMA Sika® TRM È COSTITUITO DAI SEGUENTI COMPONENTI

SikaWrap®-350 G GridSi tratta di una rete simmetrica bidirezionale in fibra di vetro con un rivestimento alcali-resistente, che si impiega quale parte di una malta armata con fibra tessile. VANTAGGI

Resistente alla corrosione Elevata resistenza alla trazione in entrambe le direzioni Conveniente Con rivestimenti alcali-resistente

Sika MonoTop®-722 MurSi tratta di una malta cementizia monocomponente pronta all’uso, fibrorinforzato, che si può impiegare come parte di un sistema di rinforzo di opere murarie e che soddisfa le esigenze poste dalle norme EN 998-1 (M-25), EN 998-2 ed EN 1504-3 classe R2.

VANTAGGI Modulo E basso, simile a quello delle opere murarie Buona adesione su sottofondi porosi Si può applicare manualmente o con il procedimento di spruzzo Applicabile in un unico strato in spessori da 5 a 25 mm Malta cementizia traspirante Influsso delle caratteristiche di fisica edile esiguo Si può rivestire con intonaci cementizi Rapporti di prova e omologazioni


Resistenza alla trazione adesiva del sottofondo (calcestruzzo / muratura)


Sovrapposizione minima della retenella direzione delle fibre

≥ 150 mm –

SISTEMA Sika® TRM


Sika® CarboDur®

STRUTTURA DEL SISTEMA / APPLICAZIONE1. Prebagnare l’opera muraria (il muro troppo asciutto può

causare la “bruciatura” della malta e impedire l’idratazione)2. Applicare uno strato di Sika MonoTop®-722 Mur dello

spessore di circa 5 mm.3. Premere la rete SikaWrap®-350 G Grid nello strato di malta.4. Ricoprire la rete SikaWrap®-350 G Grid con uno strato di

Sika MonoTop®-722 Mur dello spessore di 5 mm. Lo spes-sore totale dello strato dovrebbe essere di 10 mm, per il quale sono necessari 15 kg per m2. Non si dovrebbe lisciare la superficie. Questo può causare la formazione di fango cementizio sulla superficie e questo favorisce la formazione di fessure capillari.

5. Dopo l’indurimento la malta Sika MonoTop®-722 Mur può essere rivestita con un intonaco cementizio.

11

2

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5

4

Forza di precompressione dell’elemento di tensione:

PP0 = 220 kN

Forza garantita dell’elemento di tensione

FSpk,min = 300 kN

Sika® CarboDur® S626

Comportamento del materiale elastico

Precompessione al tempo t = 0 σPo = 1 410 N/mm2

Pre-estensione al tempo t = 0 εPo = 8.5‰

Resistenza alla trazione ftk ≥ 2 800 N/mm2

Modulo E longitudinale della lamine ≥ 165 000 N/mm2


Il sistema di precompressione si basa sul principio della pre-compressione esterna senza inglobamento ed è costituito da un elemento di tensione e due ancoraggi che trasmettono all’elemento costruttivo la forza concentrata alle estremità delle lamine. Nei confronti di un rinforzo in FRP lento, con la precompressione si possono ridurre le deformazioni insorgenti e le buone caratteristiche materiali delle lamine in FRP pos-sono essere sfruttate in modo ancora migliore.

Ogni elemento di tensione ha un ancoraggio fisso e un an-coraggio di tensione. L’ancoraggio fisso blocca un’estremità della lamina. All’altra estremità si trova l’ancoraggio di ten-sione. Qui l’elemento di tensione viene precompresso con un semplice cilindro idraulico. Per la trasmissione della forza di tensione alla struttura portante, il sistema StressHead offre, oltre agli ancoraggi standard, una serie di soluzioni speciali, che possono essere combinate in modo specifico per il relativo progetto. L’elemento di tensione si può applicare inglobato o meno. Il sistema può essere protetto contro gli effetti mec-canici, ad esempio con una copertura in lamiera.

VANTAGGI Trasmissione concentrata della forza agli elementi di tensione Tenuta eccellente del materiale in caso di affaticamento strutturale

Forte estensione delle lamine, senza perdita di tensione Può essere applicato sotto carico (sollecitazione dinamica) Ancoraggi finali corti (< 12 cm) Applicazione semplice ed economica, senza dispositivi di sollevamento o di pressione

Senza manutenzione

Caratteristiche del sistema

LAMINE PRECOMPRESSE CON IL SISTEMA CARBOSTRESS®


Sika® CarboDur®

D

D Z Z

Z D D

Tensione di pressione come precompressione

Tensione di flessione dalla parte eccentrica

Tensione del carico originario

Diffusione risultante della tensione

PrecompressioneLa precompressione delle lamine ad alta resistenza in fibra di carbonio consente di utilizzarle nel modo ottimale. Le este-nsioni ammesse e quindi le forze di trazione sono superiori a quelle delle lamine applicate senza precompressione. Inoltre, grazie alla precompressione, si applica una forza di compres-sione nella direzione di trazione della struttura portante.

Allo stato d’uso questa genera tensioni di trazione inferiori nell’armatura in acciaio e con questo larghezze più contenute delle fessurazioni. Per il calcolo della resistenza di portata si somma la forza di precompressione con la resistenza alla tra-zione dell’armatura.

Unitamente alle ditte StressHead e VSL, Sika offre un innova-tivo sistema di precompressione. La ditta StressHead vi aiuta volentieri nella progettazione e misurazione.

La lamina può essere montata con o senza incollaggio. Quest’ ultimo comporta alcuni vantaggi: la sezione della lamina assume

localmente forze aggiuntive dalla flessione, di modo che l’elemento di trazione agisce come combinazione di lamina pre-compressa e non precompressa. Inoltre, nell’incollaggio una lamina precompressa è protetta meglio contro le sollecitazioni meccaniche. La misurazione si desume dalle regole note dei sistemi convenzionali di precompressione. Si devono consid-erare le particolarità del materiale in fibra di carbonio, che si rilevano dalla norma SIA 166.


1

2

Protezione1. Lamine Sika® CarboDur®, spatolatura

raschiata con Sikadur®-30 cosparso con sabbia

2. Rivestite con Sika® MonoTop®-723 N

Risanamento del calcestruzzo e rinforzoSe l’armatura della struttura esistente è corrosa in seguito a carbonatazione o all’azione dei cloruri, la superficie del calcestruzzo deve essere asportata e riprofilata. La malta da riprofilamento Sika® MonoTop®-412 N deve essere lasciata essiccare sufficiente-mente a lungo (al massimo 4% di umidità del sottofondo secondo il metodo CM). Il tempo d’attesa a 20°C è di circa 7 giorni, sempre a dipendenza del clima e dello spessore dello strato.

ProtezioneLa superficie della lamina può essere rivestita con una vernice colorata, ad esempio Sikagard®-550 W Elastic oppure Sikagard®-675 W ElastoColor. Applicando un colore chiaro si possono ridurre le temperature superficiali se le lamine sono esposte direttamente all’irradiazione solare.

Le lamine possono anche essere ricoperte con una malta cementizia, ad esempio per proteggerle contro i danni intenzionali.

Rivestimento1. Lamine Sika® CarboDur®2. Rivestite con Sikagard®-550 W Elastic

oppure Sikagard®-675 W ElastoColor

Riprofilamento del calcestruzzo1. Malta da riprofilamento Sika MonoTop®-412 N

compreso il ponte adesivo Sika MonoTop®-910 N 2. Lamine Sika® CarboDur® incollate con Sikadur®-30

STRUTTURE DEI SISTEMI

1

1

2

2


Sika® CarboDur®

Quando si impiegano le lamine Sika® CarboDur® sulle travate di un ponte stradale che in seguito sono soggette alla fiammatura di manti bituminosi d’impermeabilizzazione, le lamine devono essere protette contro il calore. Il sistema è stato collaudato con successo in laboratorio e sui cantieri.

Protezione contro il calore 1. Sikadur®-30 2. Lamine Sika® CarboDur®3. Sikadur®-30 con sabbia di quarzo 4. SikaTop® Armatec®-110 EpoCem® 5. Sikafloor®-82 EpoCem® (spessore

minimo dello strato: 5 mm)

1

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3

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5

Dimostrazione della trazione flettente nell’ambito non rinforzato

SIA 262

Dimostrazione della forza trasversale nell’ambito non rinforzato

SIA 262

Dimostrazione dell’ancoraggio ai margini della zona d’effetto

SIA 166

Modifica della forza di trazione nella zona d’effetto SIA 166

Dimostrazione della forza di trazione nella zona d’effetto SIA 166

Stato al momento dell’applicazionedell’armatura incollata

Dimostrazione della sicurezza di portata allo stato rinforzato

Dimostrazione dell’idoneità all’uso allo stato rinforzato

Gk

Distribuzione relativa della tensione:

γG × Gk + γQ × Qk Gk + ψ × QkGk

dh

x FC

FsFI

�cd �c0 �cd

�unten, 0 �I,d = �unten, d - �unten, 0

�s0 �sd �s0


Il rinforzo della resistenza alla flessione di strutture portanti in calcestruzzo armato e precompresso si esegue preferibilmente con le lamine (Sika® CarboDur®). Si possono impiegare lamine incollate sulla superficie oppure lamine inserite nel calcestruzzo tramite scanalature. Si possono anche applicare tessuti su tutta la superficie (SikaWrap®). Ma quest’ultimo sistema non è però consigliabile per il rinforzo della resistenza alla flessione a causa della sua minore efficienza e del maggior onere lavora-tivo che comporta. Per questo si può impiegare, di regola, in forma economica soltanto su sottofondi particolarmente deboli (è necessaria una grande superficie d'incollaggio).

Secondo la norma SIA 166 “Armatura incollata” si devono eseguire i seguenti esami:

TEORIA DEL RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI

sotto sottosotto


Sika® CarboDur®

ANCORAGGIONella zona d’effetto l’armatura incollata riprende forze di trazione. La forza delle lamine presente ai margini della zona d’effetto deve essere convogliata nell’ambito del calcestruzzo non fessurato della zona d’ancoraggio. Nell’aspetto matematico l’armatura incollata non contribuisce al rinforzo dell’elemento costruttivo nella zona d’ancoraggio.

La possibile zona massima d’ancoraggio dipende dalla lung-hezza dell’ambito non fessurato. Se la lunghezza massima d’ancoraggio esistente lbod è inferiore al valore di misurazione lbd della lunghezza d’ancoraggio, la resistenza d’ancoraggio Fb,Rd deve essere ridotta secondo la norma SIA 166. Se la forza sviluppata dalle lamine, che si intende ancorare, è superiore alla resistenza massima ammessa d’ancoraggio Fb.Rd alla prima fessura, la trazione deve essere ripartita su più lamine, ossia su una superficie maggiore di distribuzione delle forze. In alternativa si possono impiegare anche i cosiddetti mezzi d’ancoraggio (SIA 166 cifra 3.1.5.6), ad esempio l’ancoraggio finale Sika® CarboDur®.

MISURAZONE DEGLI ELEMENTI DI COMPRESSIONETramite la fasciatura con tessuto (SikaWrap®) si può incre-mentare la resistenza degli elementi di compressione alla forza normale secondo la norma SIA 262, perché viene a crearsi una situazione di tensione su tre assi. Si aumentano così la resistenza alla compressione del calcestruzzo e la duttilità del calcestruzzo armato. Dato che la fasciatura di rinforzo av-volge anche la copertura in calcestruzzo, questa contribuisce a sua volta allo sviamento delle forze. Inoltre con le fasciature si possono assorbire le forze di schiacciamento nei punti di carico o di giunzione dell'armatura ed evitare così la piegatura dell’armatura orizzontale.

MISURAZIONE DELLA SPINTAIl rinforzo di spinta delle travi in calcestruzzo armato o pre-compresso si esegue con l’applicazione di staffe d’armatura incollate. Queste si possono intendere quali staffe aperte o chiuse. In tale contesto si possono impiegare il tessuto (Sika- Wrap®) per l’armatura di spinta incollata chiusa o aperta oppure le lamine ad angolo di 90° (Sika® CarboShear L) per l’armatura di spinta incollata aperta. La dimostrazione della forza trasversale ha luogo secondo le norme SIA 166 e SIA 262. In tale contesto si deve considerare che allo stato d’impiego non rinforzato non devono esserci fessure di spinta nel calcestruzzo e che siano rispettate tutte le altre premesse secondo la cifra 3.1.7.3.2 della norma SIA 166.

Per la definizione del braccio di leva interno e della forza di staffa ancorabile si deve osservare in particolare la tabella 5 della norma SIA 166.

lb0d = lunghezza d’ancoraggio e massima resistenza d’ancoraggio Fb0,Rd

lbd = lunghezza d’ancoraggio effettiva esistenteFb0,Rd = massima resistenza d’ancoraggioFb,Rd = resistenza d’ancoraggio effettiva esistente


Protezione antincendio Il sistema dell'armatura incollata è costituito dalle lamine o dal tessuto in fibra di carbonio e dall’adesivo epossidico. In caso d’incendio l’adesivo epossidico perde la sua resistenza. Il flusso di forza dal sottofondo alla lamina o al tessuto viene indebolito è il rinforzo non è più efficace. Se la sicurezza di portata non è più garantita in caso di guasto dell’armatura incollata, questa deve essere protetta contro le temperature troppo elevate.

Il modo migliore è quello di impiegare pannelli antincendio. Le prove eseguite dall’EMPA in forni orizzontali hanno dimostrato che le lamine in FRP possono essere efficacemente protette contro gli effetti del fuoco utilizzando pannelli antincendio (Promat). Contrariamente alle lamine d'acciaio, quelle in fibra di carbonio non devono essere fissate con tasselli per evitare il distacco.

MISURAZIONE IN CASO D’INCENDIOSe in caso di guasto dell’armatura incollata, la resistenza di portata della struttura non rinforzata sarebbe insufficiente, l’armatura incollata deve essere protetta contro il fuoco, il van-dalismo o altri danni. Se la resistenza di portata della struttura non rinforzata è maggiore del valore di misurazione ridotto Ed = Gk + ψ2i × Qk non è necessario prevedere interventi per la protezione dell'armatura incollata.

Il rapporto relativo alle prove dell’EMPA può essere richiesto a Sika Schweiz AG.

Zeit t [min]

Tem

pera

tur T

[°C

]

10 20 30 40 50 60 70 80 90

200

400

800

1000

600

ISO-NORMBRANDCurva normativa ISO di incendio

Tem

pera

tura

T [°

C]

Tempo t [min.]

Pannelli antincendio

Calcestruzzo

Lamina in FRP incollata

Riscaldatore elettrico per l’indurimento accelerato degli incollaggi di lamine in FRP Sika® CarboDur® e/o per aumentare la temperatura d’impiego.

Funzionamento La corrente continua con un voltaggio non pericoloso approssi-mativo da 0 a 100 V viene immessa attraverso le lamine che fungono da resistenza e si riscaldano. In questo modo si riscal-da anche l’adesivo sottostante che indurisce più rapidamente.

In generale per riscaldare l’adesivo: Con le lamine di tipo S si raggiungono temperature più elevate che con le lamine di tipo M.

Anche in presenza di sezioni minori si raggiungono temperature più elevate che con le sezioni maggiori.

Con sottofondi isolanti come il legno si raggiungono tempe-rature più elevate che con sottofondi termoconduttori come il calcestruzzo.

Tempi d’indurimento

Aumento della temperatura d’impiego Limiti di temperatura del sottofondo

Adesivo Standard Con termoinduritore Sika® CarboDur®

Temperatura +10°C +25°C +60°C +70°C +80°C +90°C

Sikadur®-30 7 giorni 3 giorni 4 ore 3 ore 2 ore 1 ore

Sikadur®-30 LP Non ammesso! 7 giorni 6 ore 4 ore 2 ore 1 ore

Adesivo Standard Con termoinduritore Sika® CarboDur®

Sikadur®-30 +8°C ≥ +2°C sottofondo non congelato)* Sikadur®-30 LP +25°C

* Con temperature basse (< +10 °C) l’adesivo risulta più difficile da mettere in opera (viscosità elevata). Si consiglia di immagazzinare l’adesivo a circa +20°C per una durata approssimativa di 24 ore prima dell’applicazione.

possibile anche senza termoinduritoreH possibile solo con termoinduritore– impossibile

IMPIEGHI Indurimento rapido dell’adesivo per armature (entro 2 – 4 ore) Consente l’esecuzione dei lavori di rinforzo a temperature basse

Per aumentare la temperatura d’impiego (resistenza maggio-rata al calore dell’adesivo per armature Sikadur®-30 LP)

VANTAGGI Condizione d’indurimento definita Uso semplice Risparmio sui costi grazie al tempo di risanamento abbreviato Noleggio da Sika Schweiz AG, senza obbligo d’acquisto Rapporti di prova e omologazioni Alimentazione possible a 230 / 380 V

TERMOINDURITORE Sika® CarboDur®

Temperatura massima d’impiego Sikadur®-30 Sikadur®-30 LP

+30°C

+40°C

+50°C

+60°C – H

+70°C – H

+80°C – H


Sika® CarboDur®

IMPIEGHI Spazio insufficiente per l’ancoraggio finale Incremento della forza d’ancoraggio finale

VANTAGGI Raddoppio della forza finale d’ancoraggio nei confronti della lunghezza d’ancoraggio secondo la norma SIA 166

Sistema collaudato Applicazione semplice Senza scalpellatura Senza attrezzi speciali Peso esiguo Basso spessore della struttura Raddoppio della forza finale d’ancoraggio

Le lamine Sika® CarboDur® si possono ancorare efficacemente con una spatolatura dentata di Sikadur®-30 su pannelli e pareti tramite fori di carotaggio. I fori si riempiono di malta epossidica.


ANCORAGGI FINALI

Piastra per ancoraggio finale Sika® CarboDur®

Ancoraggio finale individuale Sika® CarboDur®

Sika Schweiz AG offre per gli ingegneri il software gratuito Sika® CarboDur® Software per il calcolo secondo le norme svizzere. Le direttive e i procedimenti di calcolo impiegati da questo programma si basano sulle seguenti norme:

SIA 166:2004 Armatura incollata SIA 260:2013 Basi per la progettazione di strutture portanti SIA 261:2014 Azioni sulle strutture portanti SIA 262:2013 Costruzioni in calcestruzzo Concrete Society Technical Report N.55 (TR 55): “Design guidance for strengthening concrete structures using fibre composite materials, Third Edition 2012”

Questo software è disponibile nelle lingue tedesco, francese e inglese.

Per la definizione si può scegliere tra cinque diversi moduli di calcolo:

Rinforzo di piloni tramite fasciatura in FRP (calcolo della sezione trasversale)Nel calcolo per la fasciatura con SikaWrap® si considera la semplice forza normale oppure la combinazione tra forza normale e flessione (asse X, asse Y oppure entrambi). È compreso anche il calcolo della resistenza della sezione trasversale non rinforzata in caso d’incendio.

Rinforzo contro la trazione flettente (calcolo della sezione trasversale)Il calcolo comprende il dimensionamento necessario della sezione trasversale della FRP, basato sui momenti di flessione ammessi, che agiscono sulla sezione trasversale determinante di un pilone in calcestruzzo armato o precompresso. È compreso anche il calcolo della resistenza della sezione trasversale non rinforzata in caso d’incendio.

Rinforzo di spinta (calcolo della sezione trasversale)Il calcolo comprende il dimensionamento necessario della sezione trasversale della FRP, basato sulla spinta ammessa, che agisce sulla sezione trasversale determinante di un pilone in calcestruzzo armato. È compreso anche il calcolo della resistenza della sezione trasversale non rinforzata in caso d’incendio.

Rinforzo contro la trazione flettente (analisi della struttura portante sulle travi)Il software determina la distribuzione dei momenti di flessione ammessi per la struttura portante in calcestruzzo armato o precompresso e calcola la sezione trasversale necessaria della FRP e il suo posizionamento lungo la trave.

Rinforzo di spinta (analisi della struttura portante sulle travi)Il software determina la distribuzione delle forze di spinta ammessi per la struttura portante in calcestruzzo armato o precompresso e calcola la sezione trasversale necessaria della FRP e il suo posizionamento lungo la trave.


Sika® CarboDur®

SOFTWARE DI CALCOLO Sika® CarboDur®


REFERENZE

Genere di rinforzoRinforzo degli esistenti giunti di raccordo: in questo cavalca-via, costruito nel 1970, gli elementi di tensione esistenti sono stati collegati in quattro giunti di raccordo / di lavoro tramite i relativi collegamenti. In questi quattro giunti di lavoro sono state rilevate fessure isolate, che sono state colmate tramite iniezioni. I collegamenti sono poi stati eseguiti localmente con 18 lamine FRP precompresse (in totale 3 960 kN per giunto). Dato che la trave scatolare inferiore ha uno spessore di soli 14 cm, la ripartizione delle forze sei singoli sistemi di tensione è stata disposta in senso longitudinale.

Anno d’esecuzione: 2014/2015 Committente: Ferrovie Federali Svizzere FFSUfficio federale delle strade USTRAComune di SpreitenbachProgettisti architetto/ingegnere: dsp Ingenieure & Planer AG, Greifensee Impresa: SikaLavori SA, Aarau

Prodotti Sika SistemaStressHead CarboStress® Sika® CarboDur® S626 Sika® CarboDur® S812 Sikadur®-30 Sikadur®-42 HE Sikagard®-63 N

Ripristino del cavalcavia Sandacher, Spreitenbach


Sika® CarboDur®

Genere di rinforzoUn tirante molto tortuoso della trama del soffitto in legno era danneggiato a causa delle crescenti fessure da ritiro (causate da una situazione locale modificata in seguito al risanamento della struttura esterna dello stabile) e doveva essere risana-to. Dopo la ponderazione di varie possibilità di risanamento, l’ingegnere ha deciso di salvare il tirante della rappresentativa sala del municipio di Vaduz e di rinforzarlo a mezzo di lamine incollate in scanalature.

Dopo il taglio e la fresatura delle scanalature laterali e inferiori (punto focale delle lamine situato nell’asse della trave tirante), le lamine Sika® CarboDur® sono state incollate in tali scanala-ture nella trave in legno a mezzo di Sika AnchorFix®-3* in modo praticamente invisibile.

Anno d’esecuzione: 2015 Committente: Comune di Vaduz, Amministrazione stabili Progettisti architetto/ingegnere: tragweite AG, vogt ingenieure, Vaduz Impresa: Schreinerei Konrad, Vaduz

Prodotti Sika Lamine per scanalature Sika® CarboDur® S2.025 Sika AnchorFix®-3+

Funzionalizzazione dei tiranti danneggiati nel soffitto della sala del municipio di Vaduz


Aspetti da controllare Eseguito In sospeso

Sottofondo

Rilevamento dello stato del sottofondo secondo la raccomandazione della norma SIA 162/5

Trattamento preliminare del sottofondo, eliminazione dello sporco

Sottofondo piano secondo la norma SIA 166/6.3.2.1

Non ci sono spigoli aguzzi

Riprofilamento con malta di livello minimo R3 e controllo secondo la norma SIA 166/7.4.5

Controlli della resistenza alla trazione adesiva di almeno 1.5 N/mm2 secondo la norma SIA 166/7.4.1

Umidità residua inferiore al 4% massa

Divergenza dal punto di condensa di almeno +3°C

Esigenze poste al materiale

Idoneità del prodotto secondo la norma SIA 166 / 5.3.2.1

Messa in opera

È competente la mano d’opera?

È garantito che le condizioni sono ottimali per l’indurimento dei prodotti impiegati?

Sono state pulite le superfici d’incollaggio?

Incollaggio su tutta la superficie, senza bolle d’aria, adesivo applicato in modo regolare

Protezione antincendio, se necessario

Pianificazione qualitativa

Requisiti secondo la norma SIA 166/7.2.

Requisiti secondo la norma SIA 166/7.4.

Verbale delle condizioni climatiche 2 volte al giorno

Controllo della miscelazione e dell’adesivo secondo la norma SIA 166/7.4.3

Controlli dell’adesivo secondo la norma SIA 166/7.4.4

Perché è necessario il controllo della qualità? I rinforzi statici servono a rendere una struttura portante maggiormente atta a sopportare un carico maggiore. Questo può essere necessario in caso di rinforzo antisismico oppure di altra destinazione d’impiego nelle ristrutturazioni. Se i relativi lavori non vengono eseguiti a regola d’arte, il rinforzo può cedere e in questo caso non si possono escludere danni alle persone. Questo avrebbe conseguenze molto spiacevoli per le persone coinvolte. Per questo è importante che le indicazioni della norma e delle schede tecniche del fabbricante vengano rispettate. Si dovrebbe perciò assolutamente osservare e rispettare la lista di controllo relativa a questi lavori speciali.

Lista di controllo

CONTROLLO DELLA QUALITÀ


Sika® CarboDur®

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PARTENARIATO GLOBALE E LOCALE

CHI SIAMOLa Sika AG di Baar, Svizzera, è un’azienda attiva a livello globale nella chi-mica specializzata. Sika fornisce materiali per l’edilizia e per l’industria manifatturiera (automobili, autobus, camion e materiale rotabile, impi-anti fotovoltaici ed eolici, facciate). Nella sua gamma di prodotti Sika ha pregiati additivi per calcestruzzo, malte speciali, sigillanti e adesivi, ma-teriali da isolazione e da rinforzo, sistemi per rinforzi strutturali, pavi-mentazioni industriali, come pure sistemi per la copertura di tetti e per l’impermeabilizzazione di opere edili.

SIKA SCHWEIZ AGTüffenwies 16CH-8048 Zurigo

ContattoTelefono +41 58 436 40 [email protected] . www.sika.ch

Prima della lavorazione e della messa in opera si deve sempre consultare la scheda vigente dei dati sulle caratteristiche del prodotto. Fanno stato le condizioni commerciali generali vigenti.

RINFORZO DI STRUTTURE PORTANTI - Sika10 Sistemi Sika per il rinforzo di strutture portanti ......

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