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BASF Construction Chemicals Perú Colegio de Ingenieros del Perú Noviembre 2016
JOSE LUIS GONZALES
Ingeniero Civil
Ingeniero Civil CIP 170329 – Universidad Ricardo Palma URP
Diplomado en Gerencia de Proyectos PMI – Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas UPC
Diplomado en Dirección Estratégica de Negocios - Universidad Católica de Chile Centro de Desarrollo Directivo PUCCH
Miembro del Instituto Internacional de Reparación del Concreto - ICRI
Miembro del Instituto Internacional del Concreto Americano – ACI
Gerente de Proyectos EB Latinomamerica en BASF Construction Chemicals
¿Quiénes somos?
BASF (acrónimo de Badische Anilin- und Soda-Fabrik, en español: Fábrica badense de bicarbonato de sodio y
anilina) ES UNA EMPRESA QUÍMICA. Fue fundada a mediados de 1865 en la ciudad de Ludwigshafen, por
Friedrich Engelhorn con el propósito de producir tintes. ES LA EMPRESA QUÍMICA MÁS GRANDE DEL MUNDO
superando a Dow Chemical Company y a DuPont, así como LA PRIMERA CON MÁS INGRESOS POR VENTAS
3
Sedes regionales
Localidades productivas
Verbund sites
Mas importantes
localidades de investigación
Freeport Geismar
São Paulo
Ludwigshafen Antwerp
Hong Kong
Kuantan Singapore
Nanjing
Florham Park
BASF alrededor del mundo
Localidades
Sede en Ludwigshafen, Alemania
4
El más grande complejo químico integrado del mundo
106 km de calles 230 km de vias de tren
380 Plantas de producción
110.141 Colaboradores
1.170 Patentes en 2012
Investigación & desarrollo
€ 2 billones
5
Productos y Soluciones inteligentes para toda la
industria
Protección de Cultivos
Productos de
Performance
Dispersiones y Pigmentos
Care Chemicals
Functional Materials & Solutions
Soluciones
para la
Agricultura
Performance Chemicals
Nutrición & Salud
Químicos para Papel
Petróleo y
Gas
Petróleo y Gas
Químicos
Monómeros
Intermediarios
Petroquímicos
Materiales &
Soluciones
Funcionales
Químicos para la Construcción Pinturas
Catalizadores
Materiales de Performance
6
Nuestra Marca Corporativa para la Construcción
Nuestras unidades de Negocio
Construction Systems - CS
Admixture Systems - AS
Aditivos para Cemento
Aditivos para Concreto Soluciones para Construcción Subterrânea
Sistemas para Pisos de
Alto Desempeño
Impermeabilización
Sellos de juntas
Reparación y Refuerzo
Estructural
Grouts Minería y
Energía Eólica Juntas de Expansión
8
Burj Khalifa, Dubai: GleniumSKY
Shanghai Tower: RheoMATRIX®
One World Trade Center, NYC: Green Sense Concrete
Sydney Opera House: Master Builders
North Parkes Mine, New South Wales, Australia: Underground Construction
East-West Highway through Algeria: Emaco®
Marina Bay Sands Hotel, Singapore: Waterproofing
Lekki-Ikoyi Bridge, Lagos, Nigeria: Pozzolith®/ Rheobuild®
Caterpillar, Peoria, US: Admixture systems
Nestlé, Una, India: Ucrete®
Wemmershoek Dam, Cape Town: Emaco®/ Masterseal®
Santo Antônio hydropower plant, Porto Velho, Brazil: Glenium®
Bird‘s Nest, Beijing, China: Admixture systems
Marmaray Tunnel, Istanbul, Turkey: GleniumSKY
Google, Zurich, Switzerland: Mastertop®
Largest Football Stadium in the US, Arlington: Admixture systems/ Waterproofing
Experiencia y conocimiento adquiridos
en proyectos alrededor del mundo
REFUERZO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO
CON SISTEMAS FRP EXTERNAMENTE
ADHERIDOS – Norma ACI 440.08
La necesidad de reforzar una estructura
Técnicas Tradicionales de Reforzamiento
¿Porque usar Sistemas FRP para refuerzo de Estructuras?
¿Cuando es Eficiente usar sistemas FRP?
Propiedades de los Materiales y tipos de Sistemas
Aplicaciones Típicas en Flexión, Corte y Confinamiento
Principios Básicos para el Diseño – Norma ACI 440.08
Ejemplo de Procedimiento de Diseño a Flexión
Planos
Instalación y Control de Calidad
Ejemplos
Propuesta
La Necesidad de Reforzar una Estructura
Principales razones para el refuerzo de estructuras de concreto armado
Cambio de uso
Actualización de Normas (Sobrecargas)
Reforzamiento sísmico
Riesgo de explosión
Errores de diseño y construcción
Problemas de degradación en barras de refuerzo
Daños por impacto
Etc…
Técnicas Tradicionales de Reforzamiento
Placa de acero externamente adherida
Reforzamiento a flexión de losas
Placas adheridas con epoxicos y pernos de
corte
Apuntalamiento mientras cura el epoxico
Mantenimiento
Técnicas Tradicionales de Reforzamiento
Ensanchamiento de una sección
Reforzamiento a corte
Instalación de estribos de acero adicionales
Se genera una nueva sección de concreto
alrededor de los estribos adicionales
New
Reinforcing
Steel
Postesado Externo
Reforzamiento a corte
Perforación de Losa
Mantenimiento
Técnicas Tradicionales de Reforzamiento
Técnicas Tradicionales de Reforzamiento
Confinamiento
Incremento de capacidad de carga de columnas
Placas de acero con grout
Anclaje de aceros
Puede ser postesionamiento externo
New
Reinforcing
Steel
Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP
Externamente Adheridos
¿Porque usar sistemas FRP?
Material muy usado en la industria Aeroespacial
Alta resistencia
Peso Liviano, densidad 1.6 gr/cm3
Alta durabilidad, no se corroe
Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP
Externamente Adheridos
¿Porque usar sistemas FRP?
Bajo espesor (no se nota)
Rápida puesta en servicio del sistema de
refuerzo
Puede ser instalado en zonas de difícil
acceso (refuerzo de losa sin retirar el falso
cielo)
Cuando es Eficiente usar sistemas FRP?
Flexión
El aumento de la capacidad de flexión
Capacidad de Momento positivo y negativo
Inversión de momentos
Corte
Capacidad de corte adicional
Confinamiento
El aumento de las cargas axiales
El aumento de la ductilidad
Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP
Externamente Adheridos
Applied Loads
Refuerzo de Estructuras de Concreto con Sistemas FRP
Externamente Adheridos
Propiedades de los Materiales
Compuesto de polímeros y Fibras
Modulo de Elasticidad 227 GPA
Tensión Admisible 3,800 MPA (9 veces el acero)
Deformación Unitaria 1.67%
Espesor 0.165 mm y 0.33 mm
Sistemas FRP (Fiber Reinforced Polymers)
Polymer (Resin)
Fiber Reinforcement
Matriz Polimérica
Las fibras otorgan la resistencia al compuesto
El polímero mantiene la rigidez del material y transmite
las tensiones a la fibra
Sistemas FRP (Fiber Reinforced Polymers)
Tipos de Fibras para Refuerzo
Fibra de Carbono
Fibra de Aramida
Fibra de Vidrio
Gráfico Esfuerzo Deformación
0
100
200
300
400
500
600
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025
Strain (in/in)
Str
ess (
ksi)
Carbon
Aramid
E-Glass
Refuerzo a Flexión ecu
2
1cdfAM ssn
efe Af = n tf wf ffe = Ef efe
fy es
2
1chfA fef
Unstrengthened
1-Ply Carbon Fiber
3-Plies Carbon Fiber
Deflection
Lo
ad
5-Plies Carbon Fiber
Refuerzo a Flexión
Refuerzo a corte
f
ffefvf
s
dcossinfAV
df
wf
sf
wf
sf
ACI 440.2R-08 Eq. (10-3)
Refuerzo por corte
Unstrengthened
1-Ply “U” Wrap
2-Ply “U” Wrap
Deflection
Lo
ad
Refuerzo a Corte
Refuerzo a corte
Fibras son colocadas en vertical o en
ángulo para las fisuras por corte
Pueden colocarse tiras o el paño completo
Vigas, muros de corte, etc..
Refuerzo a Corte
Momento Negativo – Fisuras de Flexión
Refuerzo a Flexión Momento Negativo
Incremento de la capacidad de momento
negativo son similares
Efectos sobre la redistribución de esfuerzos
no son bien conocidos.
Refuerzo a Flexión
Confinamiento de Columnas
Incremento de la capacidad axial es posible
(limitaciones para elementos prismáticos)
Gran aumento de la deformación final es
posible
Incremento de la ductilidad es posible
Grandes columnas requieren gran número
de capas
Aplicaciones Típicas
Confinamiento
Confinamiento
Confinamiento
Delaminación
Falla por Delaminación
En la mayoría de los casos, no es posible
desarrollar la fuerza total de la FRP
La delaminación gobierna la falla del
sistema FRP
Se debe limitar la tensión en el sistema
FRP para evitar la delaminación
Delaminación
Deformación de Delaminación (efd)
El nivel de tensiones que se puede lograr a menudo esta controlada por la delaminación
A mayor rigidez del sistema FRP mas propenso a la delaminación estará
Cuanto menor es la resistencia del concreto, el sistema FRP será más propenso a la pérdida
de adherencia
ACI 440.2R-08 Eq. (10-2) fu
ff
cfd
tnE
fee 9.041.0
'
SI units
ACI 440.2R-08 Eq. (10-3)
Se asume viga fisurada y
solo carga muerta actuando
en el momento de instalación
del sistema FRP
Instalación con Calidad
Sistema Bien adherido
Intimo contacto
Fibras bien orientadas
No arrugas y burbujas
Resinas en las proporciones correctas
Ok con la prueba de Pull Off
Éxito de una Instalación
Ductilidad: Mejoramiento para eventos
sísmicos en columnas (rotulas
plásticas)
Otras Aplicaciones Típicas
Losas
Reforzamiento en dos
direcciones
Otras Aplicaciones Típicas
Reforzamiento de Aberturas
Reemplaza las barras de
refuerzo
Control de fisuras en el
perímetro de la abertura
Otras Aplicaciones Típicas
Muros
Otras Aplicaciones Típicas
Losas
Riesgo de explosión
Otras Aplicaciones Típicas
Reforzamiento Sísmico
Bridge
Loads
Earth Movement
Plastic Hinge Region
with Minimal
Concrete Strain
Capacity
Compression Lap
Splices Inadequate
for Tension
Inertia
Bridge
Loads
Earth Movement
Inertia
Reforzamiento Sísmico
Gravity
Loads
Lateral
Loads
Gravity
Loads
Lateral
Loads
Reforzamiento Sísmico
Gravity
Loads
Lateral
Loads
Inadequate Shear
Capacity
Reforzamiento Sísmico
Proyecto Shougang
57
Adecuación y Reforzamiento Estructural del Muelle de San Nicolás
Minera Shougang
Marcona – Ica
2009
Proyecto Shougang
Antiguo Gantry
Nuevo Gantry
Triplica la velocidad de embarque (Pesa 3 veces el gantry anterior 1,000 tn)
Proyecto Shougang
60
Proyecto Shougang
Reforzamiento Puentes camino a las
Bambas
Reforzamiento Puente Billinghurst Encapsulación Pilotes Plus Petrol
Reforzamiento Muelle Shougang Cimentación Grout Molinos Toromocho Diseño concreto Interoceanica Sur
