Fortalecimento da coluna

Visão geral do projeto

Um edifício de escritórios na cidade de Xingtai, província de Hebei, com 68 m de comprimento, 16 m de largura e uma área construída de aproximadamente 8.900 m², um subsolo, sete andares acima do solo, estrutura de estrutura e fundação em viga. O investimento e a construção ocorreram em 1980 e o investimento foi iniciado no ano seguinte. Durante a renovação, no final de 2006, descobriu-se que, a meio do segundo e terceiro andares do edifício, existiam três pilares centrais com fissuras nas raízes. O desprendimento do betão nas raízes dos pilares era severo, e as barras longitudinais corroídas eram claramente visíveis. Posteriormente, o centro de inspeção de qualidade de engenharia de construção realizou a inspeção e a avaliação. Verificou-se que os três pilares centrais do edifício referidos apresentavam fissuras verticais a cerca de 1 m da raiz dos pilares. A largura máxima da fissura era de 2,5 mm. A armadura principal e os estribos sofreram uma forte corrosão, resultando numa redução da área efetiva das barras de armadura originais e na queda acentuada do betão na raiz, o que reduziu a secção transversal do pilar em graus variados. Além disso, várias vigas do pórtico também apresentaram fissuras graves, sendo que todas elas necessitam de ser reforçadas. Este artigo apresenta apenas a coluna de reforço.

Método de reforço

Atualmente, os métodos comuns que podem ser utilizados para reforçar as colunas de betão armado com aço são o método de alargamento da secção da coluna, o método de revestimento de aço e o método de revestimento de PRFV. O método do aço revestido é mais eficaz do que o método de alargamento da secção de betão armado, uma vez que este método aumenta o peso estrutural e o tamanho da secção. Ambos os métodos requerem mais mão-de-obra e, por vezes, a construção no local é difícil. Além do aço mais pesado, o revestimento exterior de aço é menos capaz de resistir à erosão ambiental severa.

Nos últimos anos, a utilização de materiais de PRFV para reforçar colunas de betão armado tornou-se um novo tipo de método de reforço que substitui o aço com revestimento exterior, e tem sido cada vez mais utilizado. Este método apresenta as vantagens de alta resistência, alta eficiência, construção conveniente, boa durabilidade e resistência à corrosão, espessura fina e baixo peso. Entre eles, a forma mais comum de revestimento das colunas de PRFV é o tecido ou tira de fibra colada externamente. Este projeto optou por reforçar a coluna com o método de revestimento em PRFV.

Existem vários processos diferentes para utilizar materiais de FRP para reforçar colunas de betão armado. De acordo com o processo de moldagem, os métodos de reforço podem ser divididos em três tipos: colagem húmida, enrolamento contínuo de fibras e método de casca pré-fabricada. Entre eles, o método mais utilizado é o método de colagem húmida, que apresenta vantagens notáveis, como a flexibilidade e a facilidade de operação no campo. Este exemplo escolhe este método. Um pano de fibra unidirecional é utilizado para envolver a superfície da coluna com uma pasta adesiva impregnada de resina, de modo a que a direção da fibra principal seja ao longo da direção circunferencial da coluna. A coluna pode ser completamente envolvida por uma única camada ou por múltiplas camadas de pano de fibra, ou pode ser parcialmente envolvida com pano de fibra formado em aros contínuos em espiral ou aros espaçados. Este projeto escolhe pano de fibra de carbono para envolver e reforçar completamente.

Projeto de reforço

1 Pressuposto básico

1) Pressuposto de secção plana;

2) Não há deslizamento entre a manta de fibra de carbono e o betão, e não há danos por descolamento;

3) A manta de fibra de carbono adota uma relação tensão-deformação elástica linear, suportando apenas forças de tração.

2. Número de camadas de tecido de fibra de carbono unidirecional

Neste caso, 3 camadas de tecido de fibra de carbono unidirecional devem ser enroladas e coladas ao longo de toda a altura da coluna. Ao colar, cada camada de tecido de fibra de carbono precisa de ser costurada e colada de forma escalonada.

Pontos-chave do processo de construção de FRP

1) Retire o betão solto, remova a ferrugem das barras de aço e verta o betão de alta resistência. Primeiro, retire manualmente o betão solto da coluna de reforço. Não utilize demasiada força para destruir o betão denso. As partes corroídas da armadura principal e do estribo devem ser desferrujadas para expor o brilho metálico, reparar a barra de aço e pintar o epóxi. De seguida, verta o betão de alta resistência com argamassa, vibre e compacte.

2) A injeção de fissuras utiliza a injeção química sob pressão para selar as fissuras na superfície da coluna. Primeiramente, as fissuras são fechadas com argamassa epóxi para formar um circuito fechado, o bico de injeção é embutido e a injeção sob pressão é realizada através do bico de injeção para selar as fissuras.

3) Alteração do tratamento da forma da secção transversal do pilar retangular Os cantos do pilar original são biselados, sendo utilizada argamassa de cimento expandido para nivelar e reparar.

4) Tratamento de superfície: Lixe a superfície do betão da coluna com uma roda de esmeril para remover a camada solta e as manchas de óleo da superfície até que a nova interface de betão esteja completamente exposta, e o pó flutuante da superfície seja removido com ar comprimido. Após a humectação, aplique argamassa de cimento expandido para formar um formato oval.

5) Aplique a resina base com um pincel e misture bem de acordo com as instruções do produto. Depois, utilize um rolo para espalhar uniformemente a superfície de betão da coluna.

6)Aplicação de cola de fibra de carbono. Após espalhar uniformemente a cola estrutural, cole rapidamente a fibra de carbono cortada no local e esprema as bolhas de ar de modo a que a fibra de carbono adira firmemente à superfície de betão. Certifique-se de que a junta está firme, caso contrário a resistência da fibra de carbono não poderá ser totalmente aproveitada. Ao aplicar a cola, cada camada de fibra de carbono deve ser aplicada em pontos escalonados.

7) Tratamento de superfície e colagem durante pelo menos 8 horas, aplique uma camada de resina base na superfície do pano de fibra de carbono e seque com argamassa de cimento como camada superficial.

Conclusão

A construção de reforço do projeto foi concluída em setembro de 2007. Após mais de um ano de utilização, não existem anormalidades na parte de reforço, indicando que é muito eficaz utilizar revestimento de FRP na coluna de betão para reforçar a coluna de reforço.