NORMATIV PRIVIND CONSOLIDAREA CU FIBRE A ELEMENTELOR STRUCTURALE DE BETONCuprins OBIECTUL I DOMENIUL DE APLICARE * TIPURI DE MATERIALE. CARACTERISTICI * BAZELE PROIECTRII I CONCEPTUL DE SIGURAN * CONSOLIDAREA ELEMENTELOR NCOVOIATE * CONSOLIDAREA LA FOR TIETOARE * CONSOLIDAREA PRIN CONFINARE A STLPILOR * PREVEDERI CONSTRUCTIVE * EXECUTAREA I CONTROLUL LUCRRILOR DE CONSOLIDARE CU MATERIALE COMPOZITE TIP PAF * ANEXA Nr. 1: ASPECTE PRIVIND MATERIALELE COMPOZITE TIP PAF * ANEXA Nr. 2: CONTROLUL DE CALITATE AL LUCRRILOR DE CONSOLIDARE CU PAF * ANEXA Nr. 3: ASPECTE SPECIALE PRIVIND EFECTELE MEDIULUI I DURABILITATEA SISTEMULUI PAF * ANEXA Nr. 4: PROPRIETI ALE UNOR PRODUSE COMPOZITE

1. OBIECTUL I DOMENIUL DE APLICARE1.1. OBIECT (1)Prezentul normativ stabilete principiile i regulile de proiectare i executare a lucrrilor de consolidare cu materiale compozite polimerice armate cu fibre (PAF), a construciilor avnd structura din beton. Regulile de executare sunt detaliate pentru cazul aplicrii manuale a sistemului. (2)Utilizarea materialelor compozite pentru consolidarea elementelor/structurilor din beton armat i/sau precomprimat se va face avnd n vedere prevederile din: - prezentul normativ; - fiele i agrementele tehnice ale materialelor; - rezultatele ncercrilor experimentale pe elemente/structuri. (3)La alctuirea i calculul soluiilor de consolidare cu sistemul PAF, trebuie avute n vedere urmtoarele: - existena unei expertizri tehnice a construciei; - existena datelor privind caracteristicile implicate, ale materialelor din zonele n care se aplic acest sistem de consolidare; - posibilitatea aplicrii, n paralel cu sistemul PAF i a altor sisteme de consolidare, n alte zone ale construciei. 1.2. DOMENIUL DE APLICARE (1) Domeniul specific de aplicare al armturilor tip PAF este acela de consolidare a:

- grinzilor din beton armat n scopul creterii capacitii portante la moment ncovoietor i a capacitii de preluare a forei tietoare; - plcilor din beton armat n scopul creterii capacitii portante la moment ncovoietor; - stlpilor din beton armat n scopul: creterii ductilitii, mbuntirii comportrii nndirilor prin suprapunere i creterii deformaiei ultime i a capacitii de rezisten; - pereilor structurali din beton armat n scopul creterii capacitii de preluare a forei tietoare i a momentului ncovoietor. (2) nainte de adoptarea sistemului de consolidare cu armtur din PAF, este necesar ndeplinirea condiiilor: - de clas minim de beton (n cazul aplicaiilor unde aderena este critic); - impuse stratului suport de beton; - de mediu, n special de temperatur n exploatare. n funcie de condiiile din fia produsului sau agrementul tehnic (datele puse la dispoziie de productorul sistemelor cu armturi tip PAF). 1.3. DEFINIII Adeziv Amors material polimeric care menine lipite suprafeele n contact a dou materiale material de acoperire a suprafeei nainte de aplicarea adezivului, n vederea mbuntirii aderenei; amorsa poate un fluid cu vscozitate redus (de regul o soluie coninnd 10% adeziv diluat ntr-un solvent organic) metod de executare a lucrrilor de consolidare n care straturile de armtur manual tip PAF sunt aplicate manual pe element / structur metod de executare a lucrrilor de consolidare care implic aplicarea in situ a rinii peste produsul uscat (pnz sau estur). Poate fi manual sau mecanic produse prefabricate realizate din fibre i rin; sunt de regul realizate prin tragere termenul de "compozit" poate fi aplicat oricrei combinaii a dou sau mai multe componente (materiale) avnd o interfa ce poate fi identificat. Componentele polimerilor armai cu fibre (PAF) sunt matricea din polimeri i fibrele (care au un raport lungime/grosime caracteristic). cedare local n zona de aderen dintre beton i armtura exterioar tip PAF (debonding). detaarea pe zone extinse, de obicei n zonele de capt ale PAF (peeling) separarea straturilor dintr-un laminat datorit cedrii adezivului, fie n adeziv fie la interfaa dintre adeziv i fibre termen generic pentru materialele de tip filament fibre obinute prin tratarea la temperatur nalt (peste 980C) a unui material organic tip PAN (poliacrilonitril) ntr-o atmosfer inert. Fibrele pot fi grafitizate prin

Aplicare manual Aplicare umed Band / laminat Compozit

Dezlipire Desprindere Delaminare Fibre Fibre de carbon

ndeprtarea atomilor ne-carbonici prin tratamente termice la temperaturi de peste 1650C. Fibre de sticl Filamente Filer Forfecare interlaminar Impregnare ntritor Material termoplastic Material termorigid Matrice Pnz Polimer Polimeri armai cu fibre (PAF) Polimerizare Post - tratare Produse PAF prefabricate Rin Strat de baz Tratare Temperatura de tranziie Tg (de devitrifiere) Timp de fibre obinute din sticl topit procesat prin periere fibre individuale de lungime indefinit utilizate n mnunchiuri, fire sau cabluri substan relativ neadeziv care se adaug n adezivi pentru mbuntirea lucrabilitii, rezistenei i altor caracteristici ale acestora for de forfecare acionnd la interfaa dintre straturile adiacente ale unui laminat umplerea, manual sau mecanic, cu rin, pn la saturare, a unui produs de tip estur sau pnz component principal a adezivului care intr n reacie cu rina pentru a asigura procesul de ntrire a adezivului matrice compozit care poate fi n mod repetat nmuiat prin nclzire i ntrit prin rcire matrice compozit tratat prin nclzire i presiune sau cu un catalizator insolubil i care nu se topete. Odat tratat materialul nu mai poate reveni la structura/ forma iniial material de legtur n care se nglobeaz fibrele (de obicei un polimer, dar poate fi i metalic sau ceramic) produs realizat din fire, fibre sau filamente, nempletite molecul de dimensiuni mari format prin combinarea mai multor molecule mici sau a monomerilor ntr-o form regulat materiale compozite alctuite din fibre cu rezisten i rigiditate ridicat (de carbon, de aramid, de sticl sau polietilen de nalt rezisten) nglobate ntr-o matrice de rin epoxidic reacie chimic prin care se produce legarea monomerilor procedeu prin care, prin expunerea la temperatur ridicat se mbuntesc proprietile mecanice produse plate, impregnate cu rin prin procesul de fabricare, care pot fi depozitate la temperaturi joase pn la utilizare polimer avnd greutate molecular indefinit (de regul mare) cu palierul de nmuiere/topire mai mare dect cel de curgere rezultat din solicitare suprafaa elementului de consolidat pe care se va aplica materialul compozit modificarea structurii moleculare i a proprietilor fizice ale unei rini, prin reacii chimice obinute prin nclzire i catalizare (cu sau fr combinarea cu presiune) temperatura la care adezivul (componentele polimerice) i modific starea de agregare, din faza solid, elastic (similar sticlei) n stare vscoas durata de timp dintre momentul aplicrii adezivului i cel al realizrii contactului ntre

expunere (open time) Timp de nmagazinare Tixotropie

cele dou materiale care urmeaz a fi lipite durata de timp n care un material poate fi nmagazinat astfel nct s rmn corespunztor utilizrii proprietatea adezivului de a se subia n cazul amestecrii isotermice i de a se ngroa la ncetarea aciunii. Materialele tixotropice au o rezisten mare la forfecarea aplicat static i o rezisten mic la forfecarea aplicat dynamic proces automat, continuu pentru realizarea elementelor din materiale compozite i altor produse avnd seciune transversal constant; fibrele saturate cu rin sunt trase printr-un dispozitiv nclzit conferindu-le forma i asigurndu-le tratamentul termic necesar produs realizat din fire, fibre i filamente intersectate, mpletite tendina unui material de a rezista curgerii; cu creterea temperaturii vscozitatea majoritii materialelor scade

Tragere

estur Vscozitate

1.4. NOTAII PAF PAFS PAFC PAFA SLS SLU 1.5. SIMBOLURI 1.5.1. Majuscule latine Ac,eff Af Ag As Asw As1 As2 D Ec aria efectiv a seciunii ntinse de beton aria seciunii armturii PAF aria brut de beton aria total de armtur longitudinal aria armturii transversale aria armturii longitudinale ntinse aria armturii longitudinale comprimate diametrul seciunii transversale circulare modulul de elasticitate al betonului polimeri armai cu fibre polimeri armai cu fibre de sticl polimeri armai cu fibre de carbon polimeri armai cu fibre de aramid starea limit de serviciu (de exploatare) starea limit ultim (de rezisten)

Ef Efk Efm Efu Ej Es Kconf Lp Mcr Md Mk Mo MRd Nc Nf Nfa Nfa,max Vcd VRd Vwd,S Vwd,f

modulul de elasticitate secant al PAF valoarea caracteristic a modulul de elasticitate al PAF valoarea medie a modulul de elasticitate al PAF valoarea modulului de elasticitate al PAF la SLU modulul de elasticitate al manonului din PAF modulul de elasticitate al oelului rigiditatea confinrii cu PAF lungimea articulaiei plastice momentul de fisurare momentele de calcul (de proiectare) momentul dat de ncrcrile de exploatare momentul dat de sarcinile prezente n momentul consolidrii momentul capabil de calcul rezultanta eforturilor de compresiune n beton efort de ntindere n PAF for de ntindere n PAF care trebuie ancorat for de ntindere maxim n PAF care poate fi ancorat valoarea de calcul a forei tietoare preluate de beton rezistena de calcul la for tietoare valoarea de calcul a forei tietoare preluate de etrierii de oel valoarea de calcul a forei tietoare preluate armtura transversal din PAF

1.5.2. Litere mici latine b bf bw d ds d1 limea grinzii limea armturii de PAF limea minim a grinzii de beton nlimea util a seciunii diametrul armturii de oel distana de la centrul de greutate al armturilor ntinse la

fibra cea mai ntins de beton d2 fa fcd fck fcm fctd fctk fctm fcu,cf ff ffd ffk ffm fj fl fy fyd fyk h hf kb kc ke kT l lb lc distana de la centrul de greutate al armturilor comprimate la fibra cea mai comprimat de beton efortul maxim de aderen al adezivului valoarea de calcul a rezistenei la compresiune a betonului valoarea caracteristic a rezistenei la compresiune a betonului valoarea medie a rezistenei la compresiune a betonului valoarea de calcul a rezistenei la ntindere a betonului valoarea caracteristic a rezistenei la ntindere a betonului valoarea medie a rezistenei la ntindere a betonului valoarea de calcul a rezistenei betonului confinat rezistena la ntindere a PAF valoarea de calcul a rezistenei la ntindere a PAF valoarea caracteristic a rezistenei la ntindere a PAF valoarea medie a rezistenei la ntindere a PAF rezistena manonului din PAF efortul maxim de confinare limita de curgere a oelului valoarea de calcul a limitei de curgere a oelului valoarea caracteristic a limitei de curgere a oelului nlimea seciunii elementului grosimea plcii la grinzi cu seciunea n T factor de scar factor de compactitate a betonului factor de eficien a confinrii coeficient care ine seama de condiiile de temperatur mrimea deschiderii lungimea de conlucrare (aderen) lungimea consolei

lb,max rc si.cr s srm s' sfmax tf ur us wm w' x x0 z

lungimea maxim de conlucrare (aderen) raza de rotunjire a colului lungimea proieciei fisurii nclinate distana interax ntre benzile de PAF distana medie ntre fisuri distana ntre benzile de PAF deplasarea relativ ntre PAF i beton (alunecare) sau distana dintre benzile PAF dispuse transversal grosimea PAF perimetrul PAF pe care se manifest aderena perimetrul armturii de oel pe care se manifest aderena valoarea medie a deschiderii fisurii distana liber ntre colurile rotunjite nlimea zonei comprimate nlimea zonei comprimate nainte de consolidare braul de prghie al eforturilor interne

1.5.3. Majuscule greceti

u y

curbura ultim curbura la curgere

1.5.4. Litere mici greceti

b1 2

coeficient care ine cont de caracteristicile de aderen ale armturii coeficient care ine cont de tipul ncrcrii factor parial de siguran pentru adeziv factor parial de siguran pentru beton factor parial de siguran pentru fibre (verificarea aderenei) factor parial de siguran pentru beton (verificarea aderenei) factor parial de siguran pentru ncrcri

a

c

fb

cb

F

f

factor parial de siguran pentru PAF factor parial de siguran pentru armturile din oel factor parial de siguran pentru materiale (termen generic) coeficient pentru centrul de greutate al blocului de compresiuni n beton deformaie specific

s

M

G

2

deformaia n armtura de oel n dreptul fisurii deformaia betonului n fibra cea mai comprimat deformaia betonului confinat la fcc deformaia ultim a betonului comprimat deformaia PAF deformaia efectiv a PAF valoarea de calcul a deformaiei efective a PAF deformaia efectiv a PAF valoarea caracteristic a deformaiei efective a PAF deformaia minim admis a PAF la SLU deformaia ultim a PAF valoarea de calcul a deformaiei ultime a PAF deformaia ultim efectiv a PAF valoarea caracteristic a deformaiei ultime a PAF valoarea medie a deformaiei ultime a PAF deformaia pe circumferin n manonul de PAF deformaia efectiv pe circumferin n manonul de PAF la SLU deformaia medie a armturii de oel, innd seama de conlucrarea cu betonul deformaia ultim a armturii din oel deformaia armturii din oel, ntinse

c

cc

cu

f

f,e

fd,e

f,e

f k,e

f,min

fu

fu,d

fu,e

fu.k

fu,m

j

ju

rm,r

su

s1

s2

deformaia armturii din oel, comprimate valoarea de calcul a deformaiei ultime a armturii din oel valoarea caracteristic a deformaiei ultime a armturii din oel deformaia iniial n fibra cea mai ntins de beton

yd

y,k

0

,

coeficieni de conlucrare unghiul fcut de fisurile diagonale cu axa grinzii indice de ductilitate de deplasare indice de ductilitate de curbur nlimea relativ a zonei comprimate coeficient de armare cu PAF coeficient de armare cu PAF la manoanele stlpilor circulari coeficient de armare cu PAF la manoanele stlpilor dreptunghiulari, direcia X coeficient de armare cu PAF la manoanele stlpilor dreptunghiulari, direcia Y coeficient de armare cu armtur de oel longitudinal efort unitar

= x/d fad r

j

jx

jy

s

valoarea de calcul a efortului unitar n PAF la ancorajul de capt valoarea de calcul a efortului unitar maxim n PAF care poate fi ancorat efort unitar in beton valoarea de calcul a efortului unitar n PAF efort unitar n manonul din PAF presiunea de confinare lateral presiunea de confinare lateral exercitat de esturile circulare din PAF presiunea de confinare lateral efectiv efort unitar n armtur de oel

fad, max

c

fd

j

l

lc

l,eff

s

b

efort unitar de aderen efortul maxim de forfecare n modelul bilinear pt. aderen valoarea de calcul a rezistenei la forfecare a betonului valoarea caracteristic a rezistenei la forfecare a betonului curbura ultim curbura de curgere coeficient pentru blocul de compresiuni n beton

n

Rd

Rk

u

y

f

indice de consolidare

[top]

2. TIPURI DE MATERIALE. CARACTERISTICI2.1. TIPURI DE MATERIALE (1) Materialele compozite tip PAF utilizate la consolidarea structurilor se prezint n principal sub form de: - materiale compozite prefabricate sau pre-tratate sub form de benzi (lamele) sau laminate cu orientare unidirecional a fibrelor; - materiale compozite aplicate umed sau tratate in-situ sub forme de pnze sau esturi flexibile cu fibrele orientate n una, dou direcii sau mai multe direcii. (2) Materialele care intr n componena sistemelor de consolidare cu compozite tip PAF sunt fibrele, matricea i adezivul care realizeaz legtura PAF - element de beton armat. Cele mai utilizate tipuri de fibre utilizate la consolidarea structurilor din beton sunt: - fibre de carbon; - fibre de sticl; - fibre de aramid. (vezi i comentariile din anexa 1, pct. 1.1) (3) Matricea poate fi de tip termorigid sau termoplastic. Cele mai utilizate matrice sunt rinile epoxidice, poliesterice i vinilesterice (vezi i comentariile din anexa 1, pct. 1.2). (4) Adezivul trebuie s asigure transferul de eforturi din elementele consolidate de beton sau zidrie n materialul compozit.

Cei mai utilizai adezivi pentru aplicarea materialelor compozite sunt adezivii epoxidici. n funcie de cerinele fiecrei aplicaii, n aceti adezivi pot fi inclui filere, aditivi etc. (5)Procedeul tehnologic de realizare cel mai utilizat al PAF este tragerea. Acest procedeu const n combinarea unei rini n stare lichid cu fibre continue, tragerea realizndu-se printr-un dispozitiv care i asigur form i seciune constant. (6)Principalii factori de care depind proprietile finale ale produsului sunt: orientarea, lungimea i compoziia fibrelor, proprietile mecanice ale rinii (matricei) i adeziunea ntre aceste componente. 2.2. CARACTERISTICI 2.2.1. Fibre (1) Valorile caracteristice specifice grupelor de fibre (de carbon, de sticl, de aramid) sunt prezentate n tabelul 2.1. Tabelul 2.1 Fibre Rezistena la rupere (N/mm2) 3500-4800 3500-6000 2500-3100 2100-2400 3500-4100 3500-4000 Modulul de elasticitate (kN/mm2) 215-235 215-235 350-500 500-700 70-80 115-130 Alungire la rupere (%) 1,4-2,0 1,5-2,3 0,5-0,9 0,2-0,4 4,3-5,0 2,5-3,5

Carbon: rezisten nalt Carbon: rezisten foarte nalt Carbon: modul ridicat Carbon: modul foarte ridicat Aramid: modul sczut Aramid: modul ridicat Sticl: E S

1900-3000 3500-4800

70 85-90

3,0-4,5 4,5-5,5

Note: 1. Valorile prezentate n tabel sunt orientative i reprezint caracteristicile la aciuni statice i cu materialele neexpuse unor medii speciale; valorile de proiectare ale caracteristicilor materialelor se stabilesc lund n considerare i prezena rinii i de asemenea coeficienii de siguran ai materialelor, inclusiv cei datorai aciunii mediilor de expunere. Aceste valori sunt prevzute n fiele de produs ale productorilor, respectiv agrementele tehnice ale produselor. 2. Pentru alte proprieti (precum rezistena la compresiune, la impact, la oboseal, la curgere lent) sunt incluse comentarii n anexa 1, pct. 2.1.

(2) Fibrele continue (avnd n general diametre ntre 5 i 20 ( m) au o comportare elastic pn la rupere, fr a avea palier de curgere, legea lor constitutiv ( - ) fiind liniar. (3) Alegerea unui anumit tip de fibre pentru fiecare caz particular de utilizare depinde de mai muli factori: tipul structurii, nivelul ncrcrii, condiiile de mediu, etc. 2.2.2. Matricea din polimeri (rini) (1)Matricea transfer eforturile ntre fibre i protejeaz fibrele mpotriva avarierii mecanice sau coroziunii datorate mediului. (2)Tipul matricei influeneaz proprietile mecanice ale compozitului (rezistena la ntindere i compresiune, modulul de elasticitate etc.). Alegerea procesului de fabricaie se face n funcie de caracteristicile fizice i chimice ale matricei (temperatura de topire, cea de ntrire, vscozitatea, reactivitatea fa de fibre etc.). (3)Proprietile mecanice ale matricei, deci i ale compozitelor n alctuirea crora intr, depind puternic de temperatur i viteza de ncrcare. Astfel cu creterea temperaturii matricea devine vscoas iar modulul ei de elasticitate scade. Viteza de ncrcare influeneaz (invers aciunii temperaturii) comportarea matricei: la o vitez mare ruperea este casant iar la ncrcri de lung durat comportarea este ductil. 2.2.3. Adezivul (1)Pentru aplicarea eficient a unui adeziv sunt necesare prevederi privind: caracterizarea din punct de vedere al aderenei la suport, temperatura i metoda de aplicare, domeniul de temperaturi admis pe perioada de ntrire, tehnici de pregtire a suprafeei, expansiunea termic a materialului, proprietile de curgere lent, rezistena chimic. (2)n cazul utilizrii adezivilor epoxidici trebuie luai n considerare doi factori caracteristici legai de timp: - timpul de punere n oper (durata de timp de la amestecarea componenilor adezivului pn n momentul n care acesta se ntrete n vasul de amestecare i nu mai poate fi aplicat); - timpul de punere n oper a materialului compozit/durata de timp de la aplicarea adezivului pn la aplicarea materialului compozit. (3)Un alt parametru extrem de important este temperatura de tranziie, Tg ("glass transition temperature"; de devitrifiere). (4)Valorile caracteristice, specifice proprietilor adezivilor epoxidici sunt prezentate n tabelul 2.2, comparativ cu cele ale betonului i oelului. Tabelul 2.2 Proprietate (la 20C) Adeziv epoxidic ntrit 1100-1700 0,5-20 Beton Oel moale

Densitate (kg/m3) Modulul lui Young (GPa)

2350 20-50

7800 205

Modulul la forfecare (Gpa) Coeficientul lui Poisson Rezistena la ntindere (MPa) Rezistena la forfecare (MPa) Rezistena la compresiune (MPa) Deformaia din ntindere la rupere (%) Energia de rupere aproximativ (Jm-2) Coeficient de expansiune termic (10-6/C) Absorbia de ap: 7 zile 25C (% w/w) Temperatura de tranziie (C)

0,2-8 0,3-0,4 9-30 10-30 55-110 0,5-5 200-1100 25-100 0,1-3 45-80

8-21 0,2 1-4 2-5 25-150 0,015 100 11-13 5 -

80 0,3 200-600 200-600 200-600 25 105-106 10-15 0 -

Not: Valorile prezentate n tabel au caracter orientativ, valorile ce vor fi luate n considerare n diferite aplicaii vor fi cele furnizate de productor i n agrementele tehnice corespunztoare. [top]

3. BAZELE PROIECTRII I CONCEPTUL DE SIGURAN3.1. BAZELE PROIECTRII 3.1.1. Cerine generale (1P)Consolidarea structurilor de beton cu PAF lipit la exterior este o tehnic care se bazeaz pe conlucrarea dintre betonul armat sau precomprimat i armtura lipit la exterior. Pentru a asigura sigurana structural general a elementului consolidat este necesar s se utilizeze sistemul de PAF potrivit, care s fie proiectat, detaliat i executat corect. (2)Proiectul de consolidare i caietele de sarcini vor include: - sistemul PAF utilizat; - localizarea sistemului pe element/ structur;

- proprietile armturilor i cele ale stratului suport de beton considerate n calcul; - note generale privind ncrcrile de calcul i deformaiile admisibile n armturile de tip PAF; - dimensiunea i orientarea fibrelor pentru fiecare armtur tip PAF; - numrul de straturi i modalitatea de aplicare; - localizarea nndirilor i lungimea de petrecere; - condiiile de pregtire a suprafeei de beton, inclusiv cele referitoare la pregtirea colurilor i limitrile neregularitilor suprafeei; - procedeele de instalare, inclusiv temperatura suprafeei i timpul limit pentru aplicarea straturilor succesive; - sisteme de protejare a armturilor tip PAF pn la ntrirea adezivului; - materiale pentru protecie i izolare; - prevederi pentru manipulare, transport, depozitare; - proceduri de control i inspecie cu precizarea criteriilor de acceptare i ncercrile necesare a fi realizate in situ la aplicarea sistemului. (3)Productorul sistemului de consolidare va furniza proiectantului, cel puin: - fiele tehnice ale produselor n care s se precizeze caracteristicile fizice, mecanice, chimice ale sistemului PAF i tuturor materialelor utilizate; - instruciuni pentru instalare, ntreinere i recomandri pentru manipulare, depozitare pentru fiecare material utilizat; - documente privind impactul asupra mediului i persoanelor (care instaleaz sistemul i ocupani ai cldirilor); - condiii de aplicare: temperatur, umiditate, dac se poate utiliza nclzirea pentru ntrirea accelerat; dimensiuni pentru rotunjirea colurilor, denivelri ale suprafeei, condiii pentru amestecarea rinii (proporii, vitez) i timpul de aplicare. (4)Se vor utiliza numai sisteme PAF agrementate. Agrementul tehnic va conine i duratele de garanie i de via estimat pe baza declaraiilor productorului (i a comportrii n timp a acestor sisteme de consolidare, dac exist date referitoare la acest aspect). 3.1.2. Cerine de proiectare 3.1.2.1. Generaliti (1P)La proiectare trebuie luate n considerare toate situaiile de proiectare i combinaiile de ncrcri i verificate toate strile limit relevante.

(2P)Proiectarea consolidrii cu PAF trebuie s reflecte efectul armturii suplimentare adugate n seciune (determinat considernd conlucrare perfect) i capacitatea de a transmite eforturi prin interfaa aderent (verificarea pierderii aderenei). (3)Starea structurii nainte de consolidare trebuie luat ca referin pentru proiectarea armturii PAF lipit la exterior. Starea existent a elementului structural trebuie verificat prin inspecie vizual, analizarea documentaiei tehnice i calcule structurale. Eventualele degradri trebuie identificate i, dac este cazul, reparate prin mijloace corespunztoare. (4)Datorit lipsei de plasticitate a PAF, redistribuirea momentelor ntre prile consolidate ale elementului structural nu este n general permis. 3.1.2.2. Situaii de proiectare la stri limit (1P)La proiectare trebuie verificate att strile limit de serviciu (SLS), ct i strile limit de ultime (SLU). (2P)Urmtoarele situaii de proiectare trebuie luate n considerare: - situaia persistent, corespunznd exploatrii normale a structurii; - situaia accidental, corespunznd unei cedri neprevzute a PAF (de ex. datorit impactului, vandalismului, focului); - consideraii speciale de proiectare (de ex. eforturi de aderen datorate diferenelor dintre coeficienii de dilatare termic, rezisten la foc, rezisten la impact). 3.1.2.3. Verificarea la stri limit de exploatare (SLS) (1P)Verificrile la SLS cuprind: - Verificarea (limitarea) eforturilor unitare (pentru a evita curgerea armturii, deteriorarea sau curgerea lent excesiv a betonului i fluajul excesiv sau ruperea prin fluaj a PAF); - Verificarea (limitarea) deformaiilor (acestea pot limita exploatarea normal a structurii, induce deteriorri ale elementelor nestructurale sau afecta aspectul); - Verificarea la fisurare (incluznd fisurarea la interfa) (fisurile pot prejudicia durabilitatea i aspectul structurii sau periclita integritatea aderenei ntre PAF i beton). (2)La verificarea SLS se vor considera combinaiile de ncrcri specificate n standardele din seria STAS 10101. Factorii pariali de siguran pentru materiale M se vor considera 1.0, cu excepia cazurilor specificate. (3)Reguli de calcul pentru verificrile la SLS sunt date n seciunile corespunztoare ale acestui normativ. (4)Verificarea detaliat prin calcul la SLS nu este necesar dac se respect regulile constructive prevzute n acest normativ din seciunile corespunztoare. 3.1.2.4. Verificarea strilor limit de rezisten (SLU) (1P)La SLU trebuie considerate toate modurile de cedare care pot apare.

(2)n general, modurile de cedare pot fi clasificate n cele care presupun conlucrare perfect ntre betonul armat sau precomprimat i armtura din PAF, i cele care verific diferitele mecanisme de pierdere a aderenei care pot apare. (3)Se vor considera combinaiile de ncrcri i factorii pariali de siguran pentru ncrcri conform prevederilor din seria de standarde STAS 10101 i factorii pariali de siguran pentru materiale prevzui n STAS 10107/0-90. Factorii pariali de siguran f i relaia constitutiv pentru armtura din PAF, pentru verificrile la SLU, sunt dai n seciunea 3.1.3.2. Factorii de siguran pentru materiale pentru verificrile la SLU privind cedarea prin pierderea aderenei sunt dai n seciunea 3.1.3.3. (4)Reguli de calcul pentru verificrile la SLU sunt date n seciunile corepunztoare ale prezentului normativ. 3.1.2.5. Situaii accidentale (1P)Situaia de proiect accidental este situaia n care se presupune cedarea neprevzut a PAF datorit unei cauze accidentale (de ex. vandalism sau foc). (2)Verificarea se face considernd elementul neconsolidat supus la toate combinaiile accidentale relevante corespunztoare elementului consolidat. Verificarea se face la SLU, considernd factorii pariali de siguran i coeficienii de grupare a ncrcrilor conform seriei de standarde STAS 10101, n gruparea special. Factorii pariali de siguran ai materialelor se consider 1.0. 3.1.2.6. Consideraii speciale la proiectare1)1)

Anexa 3 include aspecte speciale (i comentarii) privind proiectarea la foc, oboseal, impact etc.

(1P)ncrcri ciclice, eforturi de aderen suplimentare din cauza dilatrii termice diferite a betonului i a PAF, rezistena la impact sau la foc, pot fi relevante. 3.1.2.7. Durabilitate2)2

) Anexa 3 include aspecte speciale (i comentarii) ce trebuie avute n vedere la proiectare d.p.d.v. al durabilitii. (1P)Urmtorii factori vor fi considerai la proiectare, pentru asigurarea unei structuri durabile: - utilizarea preconizat a structurii; - criteriile de performan impuse; - condiiile de mediu presupuse; - compoziia, proprietile i performana materialelor; - forma elementelor i alctuirea structural; - calitatea calificrii, i nivelul de control; - msuri de protecie specifice; - ntreinerea probabil n timpul duratei de via prevzut.

(2P)Condiiile de mediu vor fi estimate n faza de proiectare pentru a se evalua importana lor n corelare cu durabilitatea i pentru a permite elaborarea unor prevederi adecvate pentru protecia materialelor. 3.1.3. Modele pentru materialele componente i factorii pariali de siguran (1)Pentru verificrile la stri limit se recomand utilizarea modelelor constitutive i a coeficienilor pariali de siguran M date n aceast seciune. Pentru coeficienii ncrcrilor i coeficienii de grupare se va face referin la standardele corespunztoare din seria STAS 10101. 3.1.3.1. Verificri la SLS (1)Pentru verificrile la stri limit de serviciu se vor utiliza legi constitutive lineare, iar factorii pariali de siguran ai materialelor M vor fi considerai egali cu 1.0. (2)n cazul armturii de tip PAF, se va utiliza relaia urmtoare:

f = Efk

f

unde Efk este valoarea caracteristic a modulului secant de elasticitate. (3)Modulul Efk se determin ca modulul secant ntre 10% i 50% din rezistena PAF. n mod obinuit se utilizeaz fractilul de 5%, Efk0,05. n cazul cnd o valoare mai mare a modulului este mai defavorabil, se consider fractilul de 95%, Efk0,95. n cazul cnd modulul de elasticitate nu constituie o variabil fundamental, se va utiliza valoarea medie Efm. (4)Pentru beton i armturile din oel se vor utiliza valorile specificate n STAS 10107/0-90. 3.1.3.2. Verificri la SLU, considernd conlucrarea perfect ntre beton i PAF (1)Pentru verificrile la SLU se vor utiliza legile constitutive din figura 3.1.

(2)Pentru betonul comprimat se vor utiliza relaia parabol - dreptunghi i factorii corespunztori pentru rezistena de calcul a betonului din STAS 10107/0-90. Pentru betonul confinat se va utiliza modelul din capitolul 6 al prezentului normativ. (3)Pentru armturile din OB 37 i PC 52 se vor utiliza relaia biliniar i factorii corespunztori pentru rezistena de calcul a armturii din STAS 10107/0-90. (4)Pentru verificarea la SLU a PAF, comportarea acestora poate fi modelat cu relaia linear din figura 3.1 i ecuaia 3-2:

f = Efu f ffd (3-2)

unde: Efu = ff k / ffd = Efu este modulul secant la rupere, bazat pe valorile caracteristice ale rezistenei i deformaiei ultime a PAF. /f

fuk

fue

este rezistena de calcul a PAF este deformaia limit a PAF, care n anumite cazuri specificate poate fi mai mic dect deformaia ultim a PAF. este factorul parial de siguran al materialului, conform tabelului 3-1.

fue

fuk

f

Tabelul 3-1 Factori pariali de siguran Tip PAF PAFC PAFA PAFS(1) f

pentru PAF Aplicare tip B(2) 1.35 1.45 1.50

Aplicare tip A(1) 1.20 1.25 1.30

Aplicarea sistemelor prefabricate PAF n condiii normale de control a calitii. Aplicarea umed a sistemelor dac s-au luat toate msurile necesare pentru a obine un nivel de calitate nalt, att n privina condiiilor ct i n privina procesului de aplicare.(2)

Aplicarea umed a sistemelor n condiii normale de control a calitii. Aplicarea oricrui sistem n condiii de antier dificile. 3.1.3.3. Verificri la SLU pentru cedarea aderenei (1) Ruperea prin cedarea aderenei se poate produce fie prin beton, fie prin adeziv. n primul caz rezistena de calcul a betonului, la ntindere sau la forfecare, se va obine prin aplicarea unui factor parial de siguran cb=1.50. n cazul cedrii adezivului, se va considera un factor parial de siguran a

=1.50.

(2) Deoarece eforturi mai mari de ntindere n PAF induc eforturi de aderen sporite, pentru modulul de elasticitate Ef se va considera cea mai mare din valorile Efu i Efk0,95 definite anterior. 3.2. CONCEPTUL DE SIGURAN (1P)Proiectarea trebuie fcut astfel nct s se realizeze un grad suficient de siguran structural, inclusiv suficient ductilitate. 3.2.1. Conceptul de siguran la starea limit de rezisten (SLU) (1P)Prin proiectare trebuie evitate modurile de cedare fragile (for tietoare i torsiune).

(2P)n acest sens, la ncovoiere se va asigura o deformaie plastic suficient a armturilor din oel la SLU, astfel nct cedarea elementului consolidat s fie ductil, chiar dac cedarea betonului precomprimat, a armturii din PAF sau a aderenei dintre acestea sunt fragile. (3)Modul de cedare la ncovoiere va fi fie prin curgerea oelului i zdrobirea betonului comprimat, nainte de ruperea PAF sau pierdere a aderenei, corespunznd zonei B n figura 3.2, fie prin curgerea oelului i ruperea PAF, corespunznd zonei A din figura 3.2.

n figura 3.2 s-au folosit notaiile urmtoare:

0

= deformaia iniial n fibra extrem ntins nainte de consolidare = deformaia minim admis pentru PAF la SLU (vezi seciunea 3.3)

f,min

= deformaia PAF n seciunea critic la SLU; dac cedarea se produce prin ruperea PAF, aceasta este egal cu deformaia ultim de calcul a PAF, fud; dac cedarea se produce prin ruperea aderenei, fu,c este deformaia n seciunea critic la ncovoiere n momentul n care are loc cedarea aderenei (cedarea aderenei poate avea loc n alt seciune dect cea considerat la verificarea capacitii la ncovoiere). Cedarea prin ruperea aderenei se admite numai dac fu,c f,min.fu,c

(4)n toate cazurile trebuie verificat dac solicitarea la for tietoare i/sau torsiune a elementului consolidat este inferioar capacitii acestuia. Dac este necesar se va prevedea i consolidarea la for tietoare. 3.2.2. Conceptul de siguran la situaii de proiectare accidentale (1P) Structura existent trebuie s poat prelua toate ncrcrile, n combinaia accidental, dac armtura din PAF a fost distrus n mod accidental. (2) Se recomand ca indicele de consolidare s nu depeasc valoarea hf = 1,5*.*)

introducerea unei limite rezonabile pentru gradul de consolidare, are la baz ideea asigurrii la colaps a structurilor consolidate cu PAF la care, din anumite cauze (de exemplu foc, vandalism etc.), se pierde contribuia armturii exterioare tip PAF la preluarea solicitrilor. 3.3. DUCTILITATEA

(1P)Se recomand ca elementul consolidat la ncovoiere s aib o ductilitate de curbur minim de ,min de cel puin 2,5. Dac aceast msur nu poate fi satisfcut se vor lua msuri suplimentare de asigurare. (2P)n cazul elementelor care fac parte din structuri rezistente la seism se vor respecta prevederile specifice din P100/1992. (3)Condiia de la paragraful (1P) se consider satisfcut dac nlimea relativ a zonei comprimate = x/d (notaiile conform figurii 3.2) respect valorile limit din tabelul 3-3. Tabel 3-3 Valori limit ale nlimii relative a zonei comprimate C35/45 OB 37 0.55 PC 52 0.45 > C35/45 PC 52 0.40

(4)Corespunztor condiiei de la paragraful (2), deformaia minim n PAF la SLU, mai mare sau egal cu valorile din tabelul 3-4. Tabel 3-4 Valori limit ale deformaie minime a PAF C35/45 OB 37 0,0035 - 0 fu,min

fu,min

trebuie s fie

> C35/45 PC 52 0,0047 - 0

PC 52 0,0047 - 0

(5) n cazul n care condiia (1) nu poate fi respectat se va majora solicitarea de calcul MSd cu coeficientul F1 care are expresia:

4. CONSOLIDAREA ELEMENTELOR NCOVOIATE4.1. GENERALITI

(1P)Elementele de beton armat, avnd cel puin clasa de beton C12/15, pot fi consolidate la ncovoiere folosind PAF lipite n zonele ntinse, cu direcia fibrelor paralel cu cea a eforturilor de ntindere (axa elementului). (2P)Calculul la SLU pentru astfel de elemente poate urmri metodele utilizate la beton armat, cu condiia ca: - S se ia n calcul corect contribuia armturii din PAF; - S se aib n vedere problema aderenei ntre beton i armtura din PAF. 4.2. SITUAIA INIIAL (1P)Efectul ncrcrii iniiale (existent n momentul aplicrii consolidrii) trebuie luat n considerare la calculul elementului consolidat. (2P)Momentul ncovoietor sub aciunea ncrcrilor iniiale, M0, se poate determina dup regulile obinuite, printr-un calcul n domeniul elastic al structurii. (3P)Dac M0 este mai mic dect momentul de fisurare Mcr, efectul su asupra calculului elementului consolidat poate fi neglijat. (4P)Dac M0 este mai mare dect momentul de fisurare Mcr, deformaia element de beton armat n stadiul II de comportare. 4.3. MODURI DE CEDARE - STRI LIMIT ULTIME (1P)Modurile de cedare ale unui element consolidat la ncovoiere cu PAF lipii la exterior pot fi clasificate n dou categorii: - Cele n care conlucrarea ntre beton i PAF se menine pn ce betonul comprimat atinge deformaia ultim sau PAF se rupe la ntindere; - Cele n care conlucrarea se pierde nainte de cedarea de tipul (a). (2)Modurile de cedare de tip (a) pot fi urmtoarele: - Curgerea oelului urmat de zdrobirea betonului comprimat; - Curgerea oelului urmat de ruperea PAF; - Zdrobirea betonului. (3)Modurile de cedare de tip (b) pot fi urmtoarele: - Desprinderea PAF cu antrenarea betonului (planul de rupere fiind situat fie n imediata apropiere a suprafeei betonului (figura 4.1 a) fie n planul armturilor (figura 4.1 b). - Desprinderea n interiorul adezivului (cedarea coeziunii) - Desprinderea la interfaa ntre beton i adeziv sau ntre adeziv i PAF (cedarea aderenei) - Cedarea n PAF (cedare prin forfecare interlaminar - delaminare -)0

se poate calcula ca pentru un

(4)Cedarea elementelor consolidate cu armtur tip PAF, solicitate la ncovoiere se produce de cele mai multe ori datorit desprinderii (detarii) armturii de tip PAF. n funcie de punctul de iniiere a procesului de desprindere (dezlipire): (figura 4.2): - modul 1: n zona nefisurat de ancorare - modul 2: n zona fisurilor de ncovoiere (fisurile verticale de ncovoiere se pot propaga orizontal) - modul 3: la fisurile nclinate, de for tietoare (datorit componentei verticale a deplasrii relative a feelor fisurii) - modul 4: datorit neplaneitii suprafeei betonului

(5)Cedarea elementelor ncovoiate poate avea loc ca urmare a dezvoltrii fisurilor nclinate la captul armturii din PAF, ce are ca urmare desprinderea armturii din PAF i cedarea elementului la atingerea nivelului critic al eforturilor din for tietoare (figura 4.3).

4.4. CALCULUL LA SLU 4.4.1. Cazul conlucrrii perfecte 4.4.1.1. Curgerea oelului urmat de zdrobirea betonului (1P)Momentul de proiectare al seciunii consolidate se determin pe baza principiilor calculului seciunilor de beton armat (fig. 4.4). Mai nti se determin poziia axei neutre, x, pe baza compatibilitii deformaiilor (ipoteza seciunilor plane) i a echilibrului de fore pe direcia axei elementului. Apoi se determin momentul din ecuaia de echilibru de moment. Calculul trebuie s in seama de faptul c elementul de beton armat poate s nu fie complet descrcat n momentul aplicrii consolidrii.

(2)Pentru seciuni dreptunghiulare determinarea momentului de proiectare se face cu urmtoarele relaii:

fcd bx + As2 Es cu = 0,8

s2

= As1 fyd + Af Efu

f

(4.1)

Mrd = As1 fyd (d - cu G

G

x) + Af Ef ef (h -

G

x) + As2 Es

s2

(

G

x - d2) (4.4)

= 0,4

Ecuaiile de mai sus sunt valabile dac:

(3)Pentru seciuni la care limea zonei comprimate nu este constant (de exemplu seciuni T cu axa neutr n inim), se vor determina valoarea rezultantei eforturilor de compresiune i poziia ei pe seciune pe baza relaiilor constitutive ale betonului date n cap. 3. (4)Efectul defavorabil al concentrrilor de eforturi n PAF n dreptul fisurilor normale i nclinate se ia n considerare prin limitarea deformaiei maxime n PAF:

f,max

= min{4

yd

; 0,5

fu

} (4.7)

4.4.1.2. Curgerea oelului urmat de ruperea PAF (1)n acest caz deformaia maxim a betonului comprimat este mai mic dect cu i trebuie determinate n mod corespunztor valoarea rezultantei eforturilor de compresiune n beton i poziia ei pe seciune. (2)n cazul seciunilor dreptunghiulare (sau la care zona comprimat este de lime constant) se pot folosi ecuaiile (4.1) - (4.4), cu i G dup cum urmeaz:

4.4.2. Cazul pierderii conlucrrii (1)Verificarea ancorrii la capt a PAF se poate face cu relaiile urmtoare: - fora maxim care poate fi ancorat:

(4.10) - lungimea de ancoraj necesar pentru dezvoltarea forei Nfa,max n PAF este:

(4.11) unde: kc = coeficient care ine seama de compactitatea betonului n zona comprimat; kc = 1,0 cu excepia suprafeei libere de turnare pentru care se consider kc = 0,67.

c1, c2 = constante care depind de tipul de PAF folosit; pentru fibre de carbon se poate considera c1 = 0,5 i c2 = 0,7; pentru alte tipuri se va determina experimental. (2)Dac lungimea de ancorare disponibil lb < lb,max, fora maxim care poate fi ancorat este:

(3)n cazul n care lungimea de ancorare este insuficient, se vor prevedea dispozitive mecanice de ancorare (vezi cap. 7). (4)Dispunerea armturilor PAF pe elementul de beton armat va respecta regulile din cap. 7. 4.5. VERIFICAREA LA SLS 4.5.1. Bazele calculului (1)Calculul eforturilor i deformaiilor n seciunea de beton armat considerat, se va face conform principiilor de calcul aplicate la elementele de beton armat, n stadiul I sau II, dup caz, innd seama de efectul armturii din PAF i de prezena deformaiilor iniiale n momentul consolidrii. 4.5.2. Limitarea eforturilor unitare (1)Limitarea eforturilor unitare n beton i armtura de oel sub ncrcri de serviciu se va face conform prescripiilor pentru beton armat (STAS 10107/0-90). (2)Eforturile unitare n PAF sub ncrcri de exploatare de lung durat se vor limita la:

f fyk (4.14)

4.5.3. Limitarea deformaiilor (1)Sgeile elementelor consolidate sub ncrcri de exploatare vor respecta limitele prevzute n STAS 10107/0-90. (2)La calculul rigiditii elementelor consolidate se va ine seama de aportul armturii din PAF, aplicnduse metoda seciunii omogene echivalente. 4.5.4. Verificarea deschiderii fisurilor (1)Pentru a proteja armturile din oel i pentru a garanta funcionalitatea elementului, deschiderea fisurilor trebuie limitat. (2)Valoarea deschiderii fisurilor va respecta limitele specificate pentru elementele de beton armat sau precomprimat din STAS 10107/0-90. (3)Valoarea medie a deschiderii fisurilor este: wm = srm unde: srm = distana medie dintre fisuri

rm,r

= srm

2

(4.15)

rm,r

= deformaia medie a armturii de oel, innd seama de conlucrarea cu betonul

2

= deformaia n armtura de oel n dreptul fisurii

= coeficient de conlucrare = 0 pentru Mk < Mcr

cu Mk = momentul dat de sarcinile de exploatare Mcr = momentul de fisurare

cu: Nr k = Mk /ze(4.17) unde ze este braul de prghie ntre rezultanta forelor de compresiune (beton i armtura comprimat) i de ntindere (armtura ntins i armtura din PAF). Distana medie ntre fisuri este:

unde: Ac,eff = min{25(h-d)b ; (h-x)b/3}

sm

= 1,8 fctm = 1,25 fctm

sm

us = perimetrul n contact cu betonul al armturii de oel us = perimetrul n contact cu betonul al PAF

4.5.5. Verificarea fisurrii la interfaa beton/PAF (1)La captul armturii PAF, efortul maxim de forfecare nu va depi rezistena la ntindere a betonului: tfl fctk (4.20)fl

calculat pe seciunea omogen echivalent,

(2)n cazul n care sunt prevzute dispozitive suplimentare de ancorare la capete, verificarea de la paragraful (1) nu este necesar. [top]

5. CONSOLIDAREA LA FOR TIETOARE5.1. GENERALITI (1)Armtura din PAF lipit pe elementele de beton armat poate mri capacitatea acestora la for tietoare, prin mrirea rezistenei la ntindere n seciune nclinat. Rezistena la compresiune n seciune nclinat este dat de beton. (2)Consolidarea la for tietoare se poate face cu esturi sau lamele de PAF, nfurate complet n jurul seciunii de beton armat, sau lipite pe una, doua sau trei din feele elementului de beton armat (fig. 5.1). Cea mai eficient metod este nfurarea complet a seciunii.

5.2. DETERMINAREA CAPACITII LA FOR TIETOARE

(1)Capacitatea la for tietoare a unui element consolidat este dat de contribuia betonului, a armturii transversale din oel i a armturii transversale din PAF lipit pe beton; VRd = Vcd + Vwd,s + Vwd,f (5.1) unde: Vcd = contribuia betonului la preluarea forei tietoare Vwd,s = contribuia etrierilor i armturilor nclinate la preluarea forei tietoare Vwd,f = contribuia armturilor transversale din PAF la preluarea forei tietoare (2)Contribuia armturilor transversale din PAF la preluarea forei tietoare este: Vwd,s = unde:fd,c

Efu

f bw sin si,cr (5.2)

fd,c

= valoarea de calcul a deformaiei efective a PAF

bw = limea minim a inimii si,cr = lungimea proieciei fisurii nclinate pentru care suma termenilor din membrul drept al ecuaiei (5.1) este minim

= unghiul de nclinare al fibrelor fa de axa elementului de beton f = coeficientul volumetric de armare cu PAF, care este (2tfsin /bw) pentru esturi i (2tfbf / (bwsf))pentru lamele de lime bf situate la distane sf (3)Verificarea capacitii portante sau dimensionarea armturii suplimentare din PAF se va face ca la beton armat (STAS 10107/0-90), considernd armtura din PAF ca o armtur transversal suplimentar. 5.3. VERIFICAREA DEFORMAIEI EFECTIVE N ARMTURA DIN PAF (1)Deformaia efectiv se poate determina cu relaiile urmtoare: - PAF cu fibre de carbon, complet nfurat sau ancorat corect:

- PAF cu fibre de carbon n form de U:

- PAF cu fibre de aramid, complet nfurat sau ancorat corect:

(2)Deformaia efectiv de calcul este:

fd,c

=

fk,c

/

fb

=k

f,c

/

fb

(5.6)

unde: k = 0,8 si f

= 1,30

n formulele (5.4), (5.5) i (5.6) E se introduce n kN/mm2 iar fcm n N/mm2. (3)Deformaia efectiv de calcul va fi mai mic sau egal cu 0,004. [top]

6. CONSOLIDAREA PRIN CONFINARE A STLPILOR6.1. GENERALITI (1)Prin consolidarea stlpilor cu PAF se poate realiza: creterea ductilitii i mbuntirea comportrii nndirilor prin suprapunere, creterea capacitii la ncovoiere, creterea capacitii la for tietoare, creterea capacitii la for axial. (2)Creterea capacitii la ncovoiere i la for tietoare se realizeaz conform prevederilor din capitolele 4, respectiv 5. (3)Creterea capacitii la for axial, creterea ductilitii i mbuntirea comportrii nndirilor prin suprapunere se bazeaz pe efectul de confinare realizat de PAF nfurai n jurul seciunii de beton, cu fibrele orientate n direcia perpendicular pe axa elementului. (4)Deformaia ultim a PAF n cazul manoanelor executate n jurul stlpilor este de regul mai mic dect deformaia ultim a PAF la ntindere: ju < fu. Valoarea ju va fi specificat de ctre fabricant. 6.2. MODELAREA BETONULUI CONFINAT CU PAF 6.2.1. Presiunea de confinare

(1)n cazul stlpilor circulari, presiunea de confinare maxim dezvoltat de PAF este dat de relaia: fl = Kconf unde:ju

(6.1)

(6.2) Indicele de eficacitate a confinrii kc este: - n cazul n care manonul acoper ntreaga suprafa a betonului: kc = 1 - n cazul manoanelor discontinue (fig. 6.1):

(2)n cazul stlpilor cu seciune dreptunghiular, presiunea de confinare maxim dezvoltat de PAF este dat de relaiile: flx = Kconfx fly = Kconfy unde: Kconfx = jx ju

(6.3a) (6.3b)

ju

ke Ej (6.4a)jy

Kconfy = cu jx

ke Ej (6.4b)jy

= 2bf tj /s.d i

= 2bf tj /s.b

Indicele de eficacitate a confinrii ke este (vezi fig. 6.2):

Presiunea de confinare se va considera: f1 = min {f1x, f1y}(6.5) 6.2.2. Relaia constitutiv a betonului confinat (1)Pentru calcul se poate utiliza relaia parabol - dreptunghi (fig. 6.3), cu urmtoarele valori:

fcu,cf = fcu (2,2541+ 7,94fl / fcu - fl / fcu - 1,254) pentru fl < 0,05fck (6.6)

c0,cf

=

c0

[1+5(1+5(fck,cf / fck - 1))] (6.7)

numai pentru stlpi circulari:

cu,cf

= 0,0035 + 2,5 ( j fj

ju

) / fck,cf (6.8)

numai pentru stlpi rectangulari:

cu,cf

= 0,0035 + 1,25 ( j fj

ju

) / fck,cf (6.8)

6.3. DETERMINAREA CAPACITII LA FOR TIETOARE

(1)Calculul la for tietoare se face conform prevederilor din capitolul 5. (2)n cazul stlpilor care fac parte din structuri supuse la aciuni seismice, se recomand ca manonarea s se fac pe o lungime de 1,5h de la captul stlpului, unde h este dimensiunea cea mai mare a seciunii transversale a acestuia. 6.4. VERIFICAREA DUCTILITII (1)Dimensionarea manonului pentru atingerea unei ductiliti int se face dup procedura urmtoare: - Se impune un indice de ductilitate pentru element

;

- Pe baza ductilitii de deplasare se stabilete ductilitatea secional (de curbur necesar) - Se determin pentru seciunea de beton armat curbura de curgere necesar = x ; - Se determin pentru seciunea dat deformaia ultim a betonului curburii ultime u; - Se determin presiunea de confinare necesar pentru realizarea y

;

i se determin curbura ultim

cu,cf

necesar pentru atingerea

cu,cf

cu relaia (6.8);

- Se determin grosimea necesar a manonului cu una din relaiile (6.1) ... (6.5), n funcie de forma stlpului i tipul manonului; - Se limiteaz h/b 1,5 i max(h,b) 900 mm dac nu se demonstreaz experimental eficiena confinrii. (2)Manonul se va dispune pe o lungime cu 50% mai mare dect lungimea lp a zonei de articulaie plastic, care se poate considera: lp = max {h/2; H/8}(6.9) unde h este dimensiunea cea mai mare a seciunii stlpului, iar H este nlimea liber a stlpului. 6.5. CRETEREA CAPACITII LA COMPRESIUNE (1)Nu se va lua n considerare creterea capacitii la compresiune pentru stlpii care nu au seciune circular. (2)La stlpii cu seciune circular se va calcula capacitatea la compresiune ca pentru stlpii de beton armat nlocuind rezistena la compresiune a betonului fed cu rezistena la compresiune a betonului confinat fck,cf / M, cu fck,cf calculat ca la pct. 6.2. [top]

7. PREVEDERI CONSTRUCTIVE7.1. CONSOLIDAREA LA NCOVOIERE

(1)Consolidarea la ncovoiere se realizeaz cu fii laminate sau esturi, cu fibrele orientate pe direcia axei elementului, i dispuse pe faa inferioar, pe faa superioar sau pe feele laterale (fig. 7.1).

(2)Distana maxim sf,max ntre fiile din PAF pe direcie transversal, nu trebuie s depeasc valorile: sf,max 0,2 l (l = deschiderea elementului) sf,max 5h (h = inaltimea sectiunii elementului) sf,max 0,4 lc (lc = lungimea consolei) (3)Distana minim pn la marginea grinzii trebuie s fie egal cu acoperirea de beton a armturii de oel (interne). (4)Nu se recomand nndirea PAF. n cazul cnd aceasta nu poate fi evitat, nndirea se va face numai n zone unde efortul n PAF nu depete 60% din efortul maxim admisibil. Lungimea de nndire se va calcula ca n cazul verificrii ancorrii la capt (vezi cap. 4), nlocuind fctm cu efortul maxim de aderen al adezivului fa (de regul 10 MPa). (5)Raza de ndoire a fiilor laminate n form de L sau U va fi precizat de fabricant n specificaia tehnic a produsului. Pentru aplicarea esturilor se recomand rotunjirea colurilor elementului de beton, cu o raz de 30 mm, dac nu este specificat altfel n specificaia tehnic a produsului. (6)Dac trebuie aplicate mai multe benzi (lamele), se recomand juxtapunerea i nu suprapunerea lor. Nu se vor suprapune mai mult dect 3 fii laminate sau 5 straturi de estur. n orice caz se vor respecta specificaiile fabricantului. (7)Dac se aplic mai multe straturi de PAF suprapuse, seciunile lor de ntrerupere se vor decala cu cel puin 150 mm. (8)n cazul n care consolidarea se aplic n cmpul grinzilor simplu rezemate, distana maxim pn la captul grinzii nu va depi 50 mm. (9)PAF lipite peste reazemele intermediare ale grinzilor sau plcilor se vor ancora n zona comprimat (vezi fig. 7.2). (7.1)

(10)Se recomand mbuntirea ancorrii PAF prin prevederea de "etrieri" din PAF, lipii de armtura PAF longitudinal i de beton (fig. 7.1). Aceti "etrieri" de ancorare nu vor fi luai n calcul la verificarea de for tietoare. 7.2. CONSOLIDAREA LA FOR TIETOARE (1)Consolidarea la for tietoare se poate face cu fii laminate n form de L sau esturi continue (fig. 7.3).

(2)Se recomand, ori de cte ori este posibil, nfurarea complet a seciunii de beton (fig. 5.1 b, cazul D). Nu se recomand utilizarea armturii din PAF lipit numai pe feele laterale (fig. 5.1 a, cazul A), deoarece ancorarea este deficitar att la partea inferioar ct i la partea superioar. (3)n cele mai multe cazuri, aplicarea armturii din PAF se poate face pe trei laturi. n aceste cazuri se recomand ancorarea PAF n zona comprimat a elementului (fig. 7.3). (4)Cnd armtura din PAF nu poate fi ancorat suficient n zona comprimat, se va ine seama n mod indirect n calcul prin reducerea fictiv a braului de prghie al eforturilor interne (fig. 7.4).

7.3.CONFINAREA BETONULUI COMPRIMAT (1)Elementele de beton comprimate pot fi confinate cu manoane din PAF cu fibrele dispuse transversal sau cu fibre continue nfurate n spiral pe elementul de beton. (2)n cazul stlpilor de beton cu seciunea dreptunghiular efectul de confinare se mbuntete dac manonul din PAF este fixat pe laturile stlpului cu ancore sau conexpanduri. Calculul miezului efectiv confinat se va face ca n cazul stlpilor de beton armat cu etrieri cu mai multe ramuri legai de bare longitudinale intermediare. Pentru fixarea cu ancore sau conexpanduri sunt necesare verificri experimentale. (3)ntreruperea manonului se realizeaz la cel puin 30 mm i cel mult 50 mm de nod. (4)Zona confinat va depi cu cel puin 50% lungimea articulaiei plastice calculat conform relaiei (6.9) de la paragraful 6.4, prevederea (2). 7.4. PROBLEME LEGATE DE UMIDITATE (1)La aplicarea PAF pe elemente de beton, n special cnd ntreaga suprafa este acoperit, se va verifica transferul de vapori, pentru a evita acumularea de umiditate sub adeziv. (2)n cazul elementelor situate la interior, n medii cu umiditate sczut, sau la exterior, dac elementul este protejat i umiditatea redus, se permite acoperirea complet. (3)n cazul elementelor situate n medii cu umiditate foarte ridicat i/sau n contact direct cu apa, nu este permis acoperirea complet. (4)n cazul elementelor situate n mediu umed (de exemplu elemente situate la exterior i neprotejate, dar nu n contact direct cu apa), sunt necesare studii speciale. 7.5. ANCORAJE SPECIALE (1)Pentru mbuntirea ancorrii armturilor din PAF pot fi folosite ancoraje speciale, dac acestea au fost ncercate experimental i au fost agrementate de un laborator abilitat. [top]

8. EXECUTAREA I CONTROLUL LUCRRILOR DE CONSOLIDARE CU MATERIALE COMPOZITE TIP PAF8.1. COMPETENA EXECUTANTULUI Executantul lucrrilor de consolidare cu sisteme PAF trebuie s fac dovada: - competenei i dotrii n ceea ce privete procedeele de instalare a sistemului de consolidare pe baza pregtirii cu reprezentaii firmei de la care se procur sistemul; - competenei i dotrii n ceea ce privete tehnicile de pregtire a suprafeei; - existenei procedurilor de control a lucrrilor executate. 8.2. TEHNOLOGII DE EXECUIE (1)Aplicarea sistemelor de consolidare cu materiale compozite tip PAF se poate face manual sau mecanizat. Prezentul capitol cuprinde regulile de baz ce trebuie respectate n cazul aplicrii manuale a sistemului ce reprezint tehnologia de baz i cea mai rspndit. (2)n aplicarea acestei tehnologii intervin trei elemente de baz: i. Stratul de baz Trebuie s ndeplineasc cel puin condiiile legate de rezisten, carbonatare, defecte, fisuri, degradri ale betonului sau armturilor (inclusiv coroziune) contaminare cu ioni de clor sau sulfai etc. precizate la pct. 8.3.1. ii. Adezivul/Rina Trebuie s ndeplineasc toate cerinele prevzute n reglementrile specifice (specificaii tehnice, standard de produs) iii. Armtura de tip PAF Trebuie s respecte cerinele specifice formulate n prezentul normativ, fiele tehnice i agrementele tehnice corespunztoare. (3)Executarea lucrrilor depinde de tipul de produs utilizat, i anume: - Produse compozite "prefabricate" sau "pre-tratate" sub form de benzi sau laminate Aceste produse sunt compozite la care forma, rezistena i rigiditatea sunt finale (aceleai n momentul livrrii i aplicrii). Se prezint sub form de benzi i laminate cu grosimi de 1,0 - 1,5 mm, similare cu platbandele metalice. Pentru aceste tipuri de produse adezivul realizeaz numai aderena ntre band i stratul suport. - Produse compozite aplicate umed sau tratate in-situ sub form de pnze sau esturi Aceste tipuri de materiale se prezint fie sub form de "fibre uscate", fr rini, fie impregnate cu o cantitate mic de rin. Chiar i n acest caz cantitatea de rin nu este suficient pentru polimerizare.

Pentru aceste tipuri de pnze sau esturi aplicarea adezivului este necesar att pentru realizarea aderenei ct i pentru impregnarea materialului. (4)Aspecte tipice privind aplicarea acestor sisteme sunt prezentate n tabelul 8.1. Tabelul 8.1 Instalarea produselor PRE-TRATATE (PREFABRICATE) Forma produsului Grosimea Aplicarea benzi sau laminate 1,0 ... 1,5 mm prin lipire cu adeziv n cazul n care nu au o form special din fabricare, se aplic numai pe suprafee plane de regul ntr-un singur strat;pot fi aplicate i n mai multe straturi de regul nu necesit aplicarea unui material de nivelare a suprafeei simpl, garanteaz practic aplicarea n condiii de calitate foarte bun TRATATE IN-SITU (APLICARE UMED) pnze sau esturi 0,1 ... 0,5 mm prin impregnare cu rin pot fi aplicate pe orice suprafa cu condiia evitrii frngerilor (este necesar rotunjirea colurilor nainte de aplicare) de obicei n mai multe straturi

de regul este necesar aplicarea unui material de nivelare a pentru a evita apariia zonelor fr aderen (datorate denivelrilor) necesit un control de calitate riguros produsele fiind foarte flexibile la utilizare

Control de calitate (pentru prevenirea aplicrii greite sau utilizrii forei de munc necalificate, pierderea legturii ntre PAF i stratul suport, deteriorarea integritii sistemului etc.) 8.3. CONDIII PRELIMINARE 8.3.1. Prevederi generale (1)Executarea lucrrilor i a controlului calitii se face conform schemei prezentate n figura 8.1.

Suplimentar pot fi luate n considerare prevederi stabilite de productorii sistemului PAF dac au la baz cercetri experimentale. (2)nainte de aplicarea sistemului de consolidare cu PAF pe elementele din beton armat i/sau precomprimat se va verifica dac (verificri preliminare): - Rezistena minim la ntindere a betonului (determinat prin metoda smulgerii de suprafa) este 1,5 N/mm2. - S-a realizat repararea i protecia armturii din oel (n cazul n care oelul era corodat sau se declanase coroziunea). - S-a realizat repararea zonelor degradate (zone cu segregri, beton carbonatat etc.). n cazurile n care betonul este degradat sau deteriorat pe o adncime care nu mai permite reparaii locale, trebuie luat n considerare soluia rebetonrii. - S-a realizat injectarea fisurilor. Orice fisur cu deschiderea mai mare de 0,2 mm va fi injectat cu rin epoxidic.

- S-a realizat verificarea coninutului de cloruri. Se consider c o concentraie de cloruri mai mare de 0,3% din greutatea cimentului este periculoas pentru armtur. - Sunt ndeplinite condiiile de temperatur i umiditate. 8.3.2. Pregtirea suprafeelor 8.3.2.1. Stratul suport de beton (1)n vederea realizrii unei bune aderene cu adezivul este necesar pregtirea corespunztoare a stratului suport. Se vor parcurge urmtoarele etape: i. Asperizarea stratului suport i nlturarea laptelui de ciment i a oricror alte substane care pot afecta aderena (substane uleioase, vegetale, produse de coroziune etc). Metoda cea mai uzual este pulverizarea sub presiune (sablare cu nisip, grit, ap etc). n cazul anumitor sisteme de consolidare este necesar aplicarea unor materiale de nivelare (deuniformizare) dup sablare. n cazul utilizrii apei sub presiune aplicarea materialelor se va face dup uscarea betonului. Indiferent de metoda aleas aceasta nu trebuie s conduc la deteriorarea betonului. ii. Verificarea aspectului suprafeei betonului (compact, fr imperfeciuni majore - zone segregate, fisuri, pete de rugin aprute ca urmare a coroziunea pieselor metalice sau armturii nglobate .a.). iii. Verificarea condiiilor privind planeitatea (uniformitatea) suprafeelor suport. Cerinele referitoare la planeitatea betonului depind de sistemul de consolidare. Astfel, benzile sau laminatele (produse care au deja rigiditate final naintea aplicrii pe suport) sunt puse n oper prin aplicarea unui adeziv tixotropic de vscozitate ridicat i sunt mai puin sensibile la neplaneiti. Pnzele i esturile sunt foarte flexibile i urmresc orice neplaneitate (neuniformitate). n tabelul 8.2 se prezint valorile admise ale neuniformitii suprafeei suport a betonului. Tabelul 8.2 Tip de PAF suprafaa betonului

neuniformitate Neuniformitate admis la o baz de 2,00 m (mm) Benzi sau laminate cu grosimea > 1 mm Benzi sau laminate cu grosimea < 1 mm Pnze sau esturi tratate in-situ 10 6 4 Neuniformitate admis la o baz de 0,3 m (mm) 4 2 2

iv. Utilizarea materialelor speciale de uniformizare (dac este cazul; utilizarea acestor materiale este impus n general de limitarea neuniformitilor suprafeei suport) Produsele utilizate pentru reparare trebuie s ndeplineasc cerinele privind materialele speciale de reparare a betonului. Aplicarea produselor se va face n concordan cu specificaiile prevzute n agremente tehnice i n fiele produselor. Produsele de uniformizare sunt, n cazul produselor tratate in-situ parte integrant a sistemului de consolidare cu armturi din PAF. v. Curarea suprafeei betonului de praf prin vacuumare sau cu ajutorul aerului comprimat. vi. Verificarea strii suprafeei suport din punct de vedere al umiditii i temperaturii De regul suprafaa suport trebuie s fie uscat. Umiditatea admisibil a suprafeei este precizat de productorul armturilor tip PAF. n cazul n care se utilizeaz un adeziv care poate fi aplicat pe suprafee umede acesta va ndeplini cerinele de la pct. 8.4.1. Sistemele de consolidare cu armtur din PAF nu se aplic pe suprafee ude. Temperatura suprafeei stratului suport va depi punctul de rou (care depinde de asemenea de umiditate) cu 5C. n caz contrar sunt necesare mijloace artificiale de nclzire i deumidifiere. vii. Marcarea zonelor de aplicare a armturii din PAF Zonele n care se vor aplica materialele compozite vor fi marcate pe suprafaa betonului. n cazul unor aplicaii mai complicate materialele compozite pot fi aplicate temporar pe beton. Pentru aplicarea pnzelor i esturilor este necesar rotunjirea colurilor la o raz care se specific prin proiect. n cazul n care se prevd ancoraje mecanice vor fi luate toate msurile necesare pentru montarea acestora. viii. Aplicarea unei amorse (dac este cazul) n cazul n care se utilizeaz o amors, condiiile de aplicare vor fi precizate de productor. O amors se poate utiliza i nainte de aplicarea unui produs de reparare/uniformizare a suprafeei betonului. 8.3.2.2. Materialele de tip PAF utilizate ca armare exterioar 8.3.2.2.1. Benzi sau laminate (1)Benzile i laminatele avnd limile specificate vor fi tiate la lungimile indicate n proiect, la locul de punere n oper (n cazul n care nu sunt livrate direct la lungimile necesare). (2)nainte de aplicare se verific starea produselor pentru depistarea deteriorrilor ce au putut surveni n timpul transportului, manipulrii sau tierii. Benzile/laminatele nu trebuie s prezinte deformaii-denivelri, ondulaii etc. Criteriile de acceptare a defectelor trebuie specificate pentru fiecare tip de produs, de ctre productor. (3)Suprafaa produselor va fi verificat pentru a evita aplicarea produselor cu pete de ulei, praf, ageni de dezgheare etc. n cazul n care produsele se livreaz cu folii de protecie, aceasta se nltur imediat nainte de aplicare, evitndu-se atingerea suprafeei cu mna.

n situaiile n care produsele necesit o tratare/curare special nainte de aplicare, se vor utiliza metodele i uneltele de curare indicate de productor. Benzile/laminatele trebuie manipulate cu mnui curate i n condiii uscate. 8.3.2.2.2. esturi sau pnze (1)esturile i pnzele se taie la dimensiunile specificate n desenele de execuie, la locul de punere n oper. (2)Se va verifica starea produselor (existena deteriorrilor - ondulaii, nealinieri ale fibrelor, deformri rezultate din transport, manipulare sau tieri necorespunztoare etc.), inclusiv a strii de curenie a suprafeei acestora. (3)nainte de aplicare se vor executa toate operaiile premergtoare specificate de productor. (4)Dup tiere, estura trebuie s rmn plan pn la punerea n oper. Este interzis plierea esturii dup tiere. Criteriile de acceptare a defectelor trebuie specificate pentru fiecare tip de produs, de ctre productor. 8.3.3. Punerea n oper a materialelor de tip PAF 8.3.3.1. Benzi sau laminate (1)Imediat dup amestecare adezivul se aplic pe beton (ntr-un start subire) i pe materialul compozit (recomandabil ntr-un strat piramidal pe limea benzii; acest mod de aplicare reduce riscul formrii golurilor n momentul presrii). (2)Se poziioneaz banda/laminatul pe suprafaa betonului i se aplic o presiune cu ajutorul unei role pentru a realiza contactul intim cu betonul. Presiunea se aplic de la centru spre exterior (pentru a nu se forma goluri). Adezivul n exces este nlturat de la marginile benzii/laminatului. (3)Se verific ca suprafaa de aderen/lipire s fie uniform de-a lungul benzii/laminatului i s corespund unei grosimi a adezivului de cea 1,5-2 mm. n cazurile n care se face dovada, prin rezultate experimentale, c se poate aplica adezivul pe o singur suprafa (beton sau band/laminat) acest procedeu poate fi utilizat. (4)La intersecii, schimbarea grosimii adezivului trebuie efectuat n mod gradat astfel nct s fie ndeplinite cerinele tabelului 8.2. (5)n mod normal nu sunt necesare dispozitive speciale de presare n timpul ntririi/tratrii. 8.3.3.2. Pnze i esturi (1)n cazul n care acest lucru se specific n documentaia de execuie, se vor aplica pe suprafaa betonului amorsa i materialul special de uniformizare (chit). Aceast operaiune se va face n conformitate cu prevederile din agrementele tehnice corespunztoare i fiele de produs puse la dispoziie de productor. (2)Peste materialul de uniformizare (chit) se aplic rina de vscozitate redus (cu grosimea specificat de productori), apoi pnza sau estura, prin presare manual, astfel nct s nu se formeze goluri.

Impregnarea i presarea ulterioar a pnzei/esturii, sunt efectuate prin aplicarea adezivului deasupra acestora (dup nlturarea foliei protectoare, dac a fost prevzut) cu ajutorul unei role. (3)Alternativ, pnzele sau esturile pot fi impregnate la faa locului ntr-un proces separat, manual sau cu o main de impregnare. Produsele impregnate se aplic pe elementul ce urmeaz a fi consolidat dup pregtirea suprafeei i aplicarea amorsei, a materialului de uniformizare i a stratului de adeziv, n conformitate cu prevederile documentaiei de execuie. (4)n cazul n care exist posibilitatea utilizrii echipamentelor pentru impregnarea pnzelor sau esturilor cu rin, precum i operatori calificai pentru aceast operaie, punerea n oper se poate realiza automatizat. Acest tip de aplicare asigur o impregnare controlat cu rin i o grosime uniform. (5)n cazul n care nu exist alte specificaii, dovedite prin determinri experimentale, numrul maxim de straturi i grosimea total nu vor depi valorile specificate la cap. 7 (Prevederi constructive). (6)n mod normal nu sunt necesare dispozitive speciale de presare ale esturilor/pnzelor dup aplicare pn la ntrire. 8.3.4. Finisare (1)Finisarea suprafeelor poate fi necesar pentru protejarea sistemului din considerente estetice. (2)Protejarea sistemului se poate face prin peliculizare, vopsire, montare de panouri protecie etc. Tipurile de materiale i soluii utilizate trebuie s fie n concordan cu agrementele tehnice i fiele de produs puse la dispoziie de productor. (3)n cazul proteciei la foc, proteciei mpotriva razelor ultraviolete etc. aplicarea i refacerea straturilor de finisare este esenial pentru integritatea de lung durat a structurii consolidate. (4)Verificarea compatibilitii ntre materialul compozit de tip PAF i materialele de finisare este absolut necesar. n cazul n care aplicarea finisrii implic nclzirea suprafeelor, creterea temperaturii nu trebuie s conduc la deteriorarea integritii aderenei. 8.4. CONTROLUL DE CALITATE (1)Prevederile privind controlul calitii din prezentul normativ se refer numai la materialele din cadrul sistemului PAF i la aplicarea acestora. Specificaiile privind tehnicile de reparare a betonului i de protecie anticorosiv a armturii constituie obiectivul unor reglementri specifice. 8.4.1. Controlul de calitate al materialelor 8.4.1.1. Consideraii generale (1)Valorile caracteristicilor materialelor trebuie puse la dispoziie de ctre productori, care au i obligaia efecturii ncercrilor/determinrilor n laboratoare autorizate, independente, n concordan cu metodele de determinare standardizate sau cel puin recunoscute de un organism de autorizare/acreditare (s fie incluse n domeniul de autorizare/acreditare al laboratorului). Totodat, productorii trebuie s fac dovada existenei unui control eficient n timpul producerii materialelor. Suplimentar, se vor efectua ncercri n timpul executrii lucrrilor de consolidare n conformitate cu punctul 8.4.3. (2)Produsele se livreaz n condiiile stabilite la 8.4.3.1. (3)Toate materialele trebuie produse sub incidena unui sistem de certificare autorizat/acreditat (1+ pentru rin i 2+ pentru produsele PAF).

(4)Toate tipurile de fibre, rini, materiale compozite i alte tipuri de materiale trebuie s fie conforme cu standardele de produs sau agrementele tehnice. 8.4.2. Calificarea operatorilor (1)Aplicarea sistemelor de consolidare cu PAF precum i a reparaiilor la elementele/structura suport trebuie s fie efectuate de ctre operatori calificai i cu experien. (2)eful echipei de operatori i coordonatorul lucrrilor trebuie s fie calificai i instruii cu privire la aplicarea sistemelor i tehnicilor de consolidare i trebuie s supravegheze, pe toat durata de execuie, efectuarea lucrrilor. 8.4.3. Controlul de calitate al executrii 8.4.3.1. Condiii de livrare (1)Produsele vor fi livrate nsoite de documente, care vor cuprinde urmtoarele informaii: - date generale (cum ar fi: denumirea, tipul i utilizarea produsului, componentele sistemului, numele i adresa productorului, numrul lotului i data expirrii); - certificate de calitate cuprinznd date privind proprietile materialului determinate n conformitate cu metodele standardizate; - informaii privind manipularea, transportul i depozitarea (cum ar fi timpii de punere n oper a adezivului i materialului compozit, termenele de garanie, proporiile de amestecare, cerinele pentru amestec, condiiile de depozitare, condiii i prevederi de aplicare, agenii de curare, timpul ntre aplicarea amorsei i a materialelor de reparaie/ nivelare etc.); - date privind sigurana operatorilor (cum ar fi toxicitate, infiamabilitate, impactul asupra mediului etc). (2)Prile componente ale adezivului vor fi livrate separat, predozate. (3)Se va evita deteriorarea materialelor compozite n timpul transportului i manipulrii. (4)Tierea materialului compozit la dimensiunile din proiect poate fi efectuat la locul de punere n oper, dac aceast operaiune este efectuat n concordan cu specificaiile productorului, fr a produce nici o degradare materialului. 8.4.3.2. Controlul calitii materialelor livrate (1)Din materialele livrate trebuie prelevate eantioane reprezentative. Numrul de determinri se va stabili n funcie de importana lucrrii (suprafaa total care se va consolida, dificultile de realizare etc.). Se vor efectua cel puin 3 determinri de ntindere pentru materialul tip PAF i 6 determinri de compresiune pentru adeziv (n concordan cu punctele 8.4.1.2 i 8.4.1.3). 8.4.3.3. Controlul calitii condiiilor de aplicare (1)Este obligatorie verificarea strii stratului suport de beton nainte i dup aplicarea tehnicilor de reparare. Rezistena minim la ntindere a betonului trebuie s fie 1,5 N/mm2. (2)Uniformitatea suprafeei betonului reparat (planeitatea) se va verifica n funcie de valorile precizate n tabelul 8.2.

(3)Se vor verifica umiditatea i temperatura aerului i betonului pentru a evalua condiiile de mediu ("uscat" sau "umed") pentru aplicarea adezivului. 8.4.3.4. Controlul de calitate n timpul executrii (1)n timpul aplicrii sistemului de consolidare i a finisajelor trebuie efectuate verificri pentru asigurarea unei caliti corespunztoare a consolidrii, i anume: - controlul calitii pentru verificarea respectrii procedurilor de execuie cu aplicarea PAF pe direcia corespunztoare i cu folosirea cantitilor de materiale indicate n proiect; - verificarea uniformitii suprafeei materialului compozit i a grosimii adezivului dup aplicarea PAF; - verificarea calitii aderenei conform prevederilor de la 8.4.3.5. 8.4.3.5. Controlul calitii aderenei dup executarea lucrrilor (1)Controlul aderenei la zona de interfa este obligatoriu. (2)Controlul de calitate a aderenei se efectueaz prin metode nedistructive i parial distructive (ncercarea de smulgere). Determinrile nedistractive sunt recomandate pentru controlul zonelor critice ale consolidrilor unde contribuia PAF este fundamental, i n general, n toate situaiile n care suprafaa consolidat este mic (n raport cu suprafaa deteriorat n cazul aplicrii metodelor parial distructive). Pentru a efectua un control de calitate eficient n timpul executrii pot fi prevzute zone la care sistemul de consolidare se aplic numai n scopul verificrii calitii executrii. Aceste zone vor fi executate mpreun cu consolidrile efective i n aceleai condiii cu acestea. - Una din metodele parial distructive const n forarea parial de carote care s cuprind straturile de materiale tip PAF i 5 mm beton. Se lipete un disc i dup ntrire este solicitat la smulgere (ntindere direct). O alt metod poate fi aplicat dac o band/ laminat a fost lipit la margine lsnd n consol o poriune suficient de lung pentru a fi prins ntr-un dispozitiv. Produsul se va supune astfel la ntindere pn la producerea ruperii la nivelul interfeei adeziv-beton. O alt metod de testare prevede lipirea unui disc inelar pe suprafaa produsului tip PAF aplicat pe beton i carotarea parial la exteriorul i interiorul acestui disc, 5mm n beton. Dup ntrire, discul este supus la torsiune. - Determinri nedistructive Pentru verificarea existenei unor goluri de dimensiuni mari n adeziv pot fi utilizate mai multe metode. Golurile pot fi detectate prin ciocnirea suprafeei cu un dispozitiv cilindric din oel cu diametru 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)Dac se constat prezena unor goluri importante, materialele PAF se desprind i se nlocuiesc. n cazuri speciale, cu acordul proiectantului, se pot injecta golurile. n aceste cazuri trebuie s se ia n considerare posibilele efecte negative datorate presiunii injectrii etc. 8.4.3.6. nregistrri

La aplicarea sistemului PAF, se vor nregistra: - data i ora instalrii; - date privind temperatura i umiditatea; - metodele aplicate pentru pregtirea suprafeei; - observaii privind aspectul suprafeei betonului (starea de curenie); - tipul echipamentului de nclzire local (dac se utilizeaz); - deschiderea fisurilor neinjectate; - date de identificare a produselor PAF i adezivului (nume produs i productor, eventual nr. arj, locul amplasrii pe structur); - conformitatea cu procedurile de instalare; - rezultatul ncercrii de aderen, modul de cedare i locul ncercrii. 8.4.4. Inspecia n timpul duratei de serviciu i mentenana (1)Este obligatorie elaborarea unui plan de inspecie i mentenana pentru structurile consolidate cu acest sistem. (2)Planul va conine prevederi referitoare la: - intervalele la care se efectueaz inspectarea obinuit i inspectarea extins; - inspecia vizual a sistemului i modul de nregistrare a constatrilor; - ncercri necesare pentru verificarea integritii sistemului; - evaluarea sistemului pe baza datelor obinute prin inspectare; - aciuni corective n cazul constatrii deteriorrilor sistemului sau materialelor de protecie. [top]

ANEXA Nr. 1

ASPECTE PRIVIND MATERIALELE COMPOZITE TIP PAF1. Materiale constituente 1.1. Grupe de fibre - Fibrele continue de sticl utilizate la armarea materialelor compozite sunt de trei tipuri: fibre tip E, tip S i tip AR (rezistente la alkali). Fibrele de tip E conin cantiti importante de acid boric i aluminat, prezentnd astfel dezavantajul rezistenelor sczute la alkali. Fibrele de tip S sunt mai rezistente i mai

rigide dect cele de tip E, dar i ele au o rezisten sczut la alkali. Fibrele de tip AR conin o cantitate considerabil de zirconiu ceea ce le confer o bun rezisten la alkali. Fibrele de sticl sunt cele mai avantajoase d.p.d.v. al raportului ntre cost i rezisten specific. - Fibrele aramidice prezint o structur anisotropic ce le confer rezitene i modul de elasticitate mari pe direcia fibrelor. Diametrul acestor fibre este de aproximativ 12 m. Aceste fibre au o comportare elastic la ntindere, ns la compresiune au o comportare neliniar. Sunt rezistente la oboseal i curgere lent. - Fibrele de carbon sunt forme filamentare ale carbonului, obinute prin tehnologii la temperaturi ridicate, din celuloz regenerat, gudroane de crbune sau rezidii petroliere sau din poliacrilonitril. Domeniul diametrelor se ntinde ntre 5 i 18 m. Exist dou tipuri de fibre de carbon: - cu modul de elasticitate ridicat (tip I); - cu rezistene mari (tip II). 1.2. Matricea Rinile termorigide prezint o vscozitate ridicat i nu se pot combina cu fibrele continue. Att n rinile termoplastice ct i cele termorigide se pot aduga materiale de umplere (filere), a mbunti proprietile mecanice i rezistena la foc i pentru a le reduce costul. Astfel de substane sunt: carbonatul de calciu, caolinul (argila), sulfatul de calciu, etc. n compoziia matricei de polimeri mai intr i diveri aditivi: inhibitori de ultraviolete, catalizatori, antioxidant, etc. Formele comerciale cele mai rspndite ale matricelor de polimeri termorigide utilizate la realizarea produselor de armare pentru beton sunt: rinile poliesterice i rinile epoxidice. Rini poliesterice Cea mai utilizat rin de acest tip este poliesterul nesaturat. Dintre formele comerciale ale acestui tip de rin sunt de amintit: ortophthalic poliester, isophtalic poliester, vinilester, bisphenol A fumarates, etc. Rini epoxidice Rinile epoxidice sunt de circa dou ori mai scumpe dect cele poliesterice, dar fa de care prezint urmtoarele avantaje: - un domeniu mai larg de proprieti fizice ce pot fi obinute, datorate diversitii materialelor constituente; - la procesare nu se produc monomeri volatili; - rezisten la solveni i produse chimice; - bun adeziune la fibre. Dezavantajele utilizrii rinilor epoxidice sunt: - costul matricei este mai mare;

- trebuie atent procesate pentru a asigura rezistena la umezeal; - timpul de tratare (procesare) este mai lung; - unii ntritori necesit atenie la manipulare putnd ataca pielea. Tehnologia de realizare a PAF trebuie s aib n vedere caracteristicile materialelor constituente, n primul rnd al polimerilor pentru matrice. Caracteristicile care influeneaz metoda de fabricare sunt: vscozitatea, punctul de nmuiere, condiiile de tratare a polimerului. O vscozitate sczut a rinii care permite o mai bun procesare a materialului compozit este necesar pentru acoperirea complet a fibrelor i o bun legtur ntre fibre, avnd ca urmare obinerea unui transfer optim de solicitri i deci proprieti mecanice superioare. n ce privete structura matricei, pentru a se evita n procesul de realizare subierea i ruperea acesteia este necesar ca n zonele solicitate s se gseasc o cantitate suficient de fibre. De asemenea se pot utiliza filere cu o anumit form (raport mare lungime/grosime). 2. Proprieti ale fibrelor Datele prezentate n continuare se refer la fibre; n cele mai multe cazuri proprietile acestora sunt modificate de rin sau adeziv. Rezistena la compresiune: Rezistena la compresiune a fibrelor de carbon i sticl este aproape egal cu rezistena lor la ntindere; cea a fibrelor de aramid este n mod semnificativ mai mic. Rigiditate: Modulul de elasticitate al fibrelor de carbon este similar cu, sau mult mai ridicat dect cel al oelului. Rigiditatea fibrelor de aramid este mai sczut, iar cea a fibrelor de sticl mult mai sczut. Rezistena la impact: Performana fibrelor la impact este dependent n principal de capacitatea de absorbie de energie. Fibrele care au att o rezisten ct i un modul de elasticitate mare (R > 3500 N/mm2; alungirea > 2%) sunt cele mai potrivite pentru aplicaiile la care este necesar o rezisten mare la impact. Anumite tipuri de fibre de carbon, aramid i sticl pot ndeplini aceste cerine. Rezistena la oboseal: Fibrele de carbon au o rezisten la oboseal mai ridicat dect a oelului, iar cele de fibre de sticl au o rezisten la oboseal mai sczut dect cea a oelului la solicitri reduse. Rezistena la curgere lent: Fibrele de sticl i carbon au o bun comportare la curgere lent. Conform unor studii fcute pe bare CAFS de nalt calitate, deformaia specific din curgerea lent este de cca. 3% din deformaia elastic iniial. Rezistena chimic: Fibrele de carbon i aramid sunt rezistente la cele mai multe forme de atac chimic. Majoritatea fibrelor de sticl pot fi deteriorate de mediile alcaline (pH mai mare dect 11) dar nu de acizi. Aramidele absorb mai mult ap dect celelalte dou tipuri de fibre ceea ce poate conduce la apariia problemelor de interfa ntre rin i fibre. n prezena srurilor poate aprea ruperea tuturor tipurilor de fibre. Rezistena la razele ultraviolete: Fibrele din carbon sau sticl nu sunt afectate de razele ultraviolete. La fibrele din aramid se nregistreaz o reducere a rezistenei i modificarea culorii sub impactul acestora. n cazul nglobrii lor n rin aceste degradri apar numai n stratul de suprafa, fr a avea un efect global asupra proprietilor mecanice. Directa expunere la soare poate deteriora toate rinile; o pelicul protectoare este n mod normal recomandat n aceste cazuri.

Conductivitatea electric: Fibrele din aramid sau sticl nu sunt bune conductoare de electricitate i deci pot fi utilizate n apropierea liniilor de tensiune, liniilor feroviare etc. Fibrele de carbon sunt bune conductoare de electricitate. Unele standarde naionale permit utilizarea lor n lucrrile din domeniul energetic, dac sunt izolate de orice armtur i pies metalic. n general prezena rinii este suficient pentru aceasta. Se recomand o grij deosebit la manipulare i tierea CAF n apropierea echipamentelor electrice. n plus, n cazul utilizrii n apropierea liniilor de tensiune trebuie luate o serie de msuri suplimentare pentru a se asigura c, n cazul dezlipirii adezivului, compozitul nu intr n contact cu sursa electric. Foc: Fibrele de sticl i menin rezistena pn n punctul de curgere (peste 1000C); fibre de carbon oxideaz n jur de 650C. Fibrele de aramid suport combustia. n compozite, comportarea rinii va determina performana; cele mai multe genereaz fum toxic. Sntate i siguran: Toate fibrele prezint un risc neglijabil pentru de sntatea oamenilor. La tiere i manipularea produselor se vor lua msuri de protecie ntruct particule foarte fine de material pot irita pielea, ochii i mucoasele. Aspecte privind mediul: Fibrele de Aramid, sticl i carbon nu sunt toxice i sunt inerte; nu sunt considerate periculoase ca reziduri. Pot fi utilizate i la structuri de nmagazinare, neconinnd nici o substan nociv. Durata de via proiectat: n mod obinuit 30 de ani cu instituirea unei inspecii i ntreineri permanente. [top]

ANEXA Nr. 2

CONTROLUL DE CALITATE AL LUCRRILOR DE CONSOLIDARE CU PAF1. Prevederi generale - Toate materialele trebuie produse sub incidena unui sistem de calitate autorizat. - Toate tipurile de fibre, rini, materiale compozite i alte tipuri de materiale trebuie s fie conforme cu standardele sau agrementele tehnice corespunztoare. - Trebuie asigurat trasabilitatea tuturor materialelor; toate materialele utilizate trebuie s fie certificate (sistem de certificare 1+ pentru rin i 2+ pentru produsele compozite tip PAF). - Examinarea vizual a tuturor componentelor trebuie completat cu ncercri desfurate pe produse. - Toate testele realizate pe materiale trebuie desfurate n laboratoare autorizate i/sau acreditate. - Toate metodele de ncercare utilizate trebuie s fie standardizate sau cel puin recunoscute de un organism de autorizare/acreditare (s fie incluse n domeniul de autorizare/acreditare al laboratorului). - Frecvena ncercrilor trebuie este stabilit n planul de calitate n funcie de extinderea i complexitatea lucrrii. 2. Cerine pentru lucrul pe antier

- Toate lucrrile trebuie desfurate n conformitate cu documentele sistemului de calitate certificat. - Toate materialele utilizate trebuie s fie nsoite la achiziionare de certificate de calitate. - Toate materialele trebuie depozitate i utilizate n conformitate cu instruciunile productorilor. - Trebuie meninute nregistrri exacte ale materialelor utilizate (de exemplu bonuri de livrare; numere de arj) i, cnd este cazul, nregistrri ale condiiilor atmosferice (de exemplu: temperatur, umiditate relativ). - Orice ncercare solicitat de client trebuie desfurat n laboratoare autorizate, n conformitate cu standarde naionale sau cu proceduri care fac parte din sistemul calitii laboratorului autorizat. Benzi sau laminate - Se vor verifica existena documentelor de livrare i corespondena ntre calitatea certificat prin documente i cea prevzut prin proiect sau specificaii tehnice. - Este necesar verificarea vizual a plcilor pentru depistarea eventualelor deteriorri. - La lipire, se va verifica uniformitatea/ integritatea aplicrii prin ciocnire uoar sau alte metode. Pnze, esturi - Se vor verifica existena documentelor de livrare i corespondena ntre calitatea certificat prin documente i cea prevzut prin proiect sau specificaii tehnice. - Este necesar verificarea vizual a produselor pentru asigurarea uniformitii i conformitii. - Cnd este stipulat n contract, probele pentru ncercare se fabric n paralel cu produsele finite. Adeziv - Se vor verifica existena documentelor de livrare i corespondena ntre calitatea certificat prin documente i cea prevzut prin proiect sau specificaii tehnice. - Se va verifica termenul de garanie. [top]

ANEXA Nr. 3

ASPECTE SPECIALE PRIVIND EFECTELE MEDIULUI I DURABILITATEA SISTEMULUI PAF1. Generaliti La proiectarea consolidrii structurilor cu sisteme PAF trebuie acordat o atenie special problemelor legate de durabilitate, avnd n vedere particularitile materialelor componente ale sistemului de consolidare.

Componenta critic a sistemului de consolidare este interfaa material PAF - beton. Eficiena sistemului depinde n mod direct de proprietile adezivului, modul de aplicare i comportarea n timp a acestuia. Calitatea aderenei este condiionat de starea betonului existent n startul suport, pregtirea suprafeei. Trebuie acordat o atenie deosebit durabilitii att materialului PAF ct i ntregului sistem de consolidare. 2. Temperatura de tranziie (de devitrifiere), Tg Temperatura de tranziie (Tg) este temperatura peste care performanele materialelor tip PAF scad n mod dramatic. Energia termic care apare n cazul depirii temperaturii Tg permite o deplasare a lanurilor rinii i astfel o sporire flexibilitii, avnd drept consecin o reducere a capacitii de aderen care conduce de obicei la ncrcarea neuniform a fibrelor (care nu mai sunt nglobate uniform n rin) i la ruperea prematur a acestora. Astfel capacitatea portant a PAF poate fi redus cu 30% - 40%. Pentru a evita pierderea prematur a aderenei ntre PAF i beton, temperatura maxim de serviciu (de exploatare) trebuie s fie inferioar temperaturii de tranziie. Temperatura de tranziie poate varia n timp funcie de diferite condiii de mediu (temperatura, umiditate etc.). Absorbia de umiditate n rin conduce la scderea nivelului temperaturii Tg. La proiectare trebuie luate n considerare combinaii de aciuni incluznd i efectele temperaturii n conformitate cu reglementrile de proiectare n vigoare. n cazul n care elementul consolidat este supus unei temperaturi ridicate trebuie utilizat un adeziv avnd valoarea temperaturii Tg ridicat. Pentru creterea temperaturii de tranziie pot fi utilizate dou metode: utilizarea unei rini avnd o valoare a temperaturii Tg ridicat sau aplicarea unei tratri ulterioare a rinii pentru mrirea valorii temperaturii Tg. 3. Proiectarea i protecia la foc 3.1. Elemente consolidate, fr protecie la foc n cazul sistemelor neprotejate la foc, efectul consolidrii se pierde rapid n caz de incendiu, n primul rnd datorit nmuierii adezivului. Rezistena la foc a elementelor consolidate poate fi evaluat prin analiza seciunilor de beton neconsolidate, la nivelul ncrcrilor ce au fost luate n considerare pentru elementul consolidat. Se vor aplica regulile prevzute n reglementrile n vigoare privind proiectarea la foc a structurilor din beton. Rezistena la foc poate fi evaluat att la nivel de element (funcie de grosimea elementului, adncimea de acoperire cu beton a armturii) ct i la nivelul structurii. 3.2. Elemente consolidate, protejate la foc n cazul n care sistemele de consolidare sunt protejate la foc, trebuie utilizate metode speciale de calcul. Analiza prin calcul trebuie s cuprind analiza termic (prin care se determin distribuia temperaturilor n element) i analiza mecanic, care va lua n considerare influena temperaturilor asupra proprietilor materialelor. Dimensionarea proteciei va avea la baz limitarea creterii temperaturii n adeziv (cel mai "slab" element din acest punct de vedere) pentru o anumit durat de timp. Aceast valoare a temperaturii depinde de tipul adezivului utilizat dar este n general cuprins ntre 50C i 100C. 4. Umiditatea 4.1. Efectul absorbiei apei n materialul de tip PAF

n cazul materialelor de tip PAF, matricea (rina) este elementul care absoarbe ap. Cantitatea de ap absorbit depinde de tipul rinii i temperatura apei. Efectele imediate ale absorbiei apei sunt reducerea temperaturii de tranziie (Tg