Sika Services AG 1

Tendances et innovations en

renforcement structural avec PRF

CDCQ - Drummondville

15 octobre, 2015

Jonathan Clavet, ing.jr

Sika Services AG 2

I35W Minneapolis

2007

Cause de défaillances structurales

• Matousek 1976

• Analysis of 800 Structural Failures in Construction

• 37% Ignorance, négligence

• 27% Savoir-faire insuffisant

• 14% Sous-évaluation des actions / impacts

• 10% Oublies, erreurs de construction

• 6% Communication / problèmes de coordination

• 6% Raisons inconnues

Raisons pour réhabilitations et

renforcement

Augmentation des

charges

Réparation d’éléments

endommagés

Modification structurale

Amélioration de la

structure

Erreurs de conception

ou de construction

Sika Services AG 7

Sika Services AG

8

Viaduc de la Concorde, Laval, Canada

Construit en 1971

Inspection 2004

Condition générale: “bien”

Quelques zones délaminées

Sika Services AG

9

2006 Viaduc de la Concorde, Canada

Sika Services AG 11

Pont Rodrigo Bastidas, Villarica, Chile

Éléments impliqués: Augmentation de la capacité des poutres RC

Technologies utilisées:

200 m2] SikaWrap® 230 C

25 m Sika® Carbodur® S512

Année: 2004

Pont Horgen Harbour, Suisse

CarboDur sur tablier de pont

Modification : tafic sur section en porte-à-faux

Manque de résistance aux moments négatifs transversaux

Longueur: 112 m

Largeur: 10,90 mPont en béton précontraint avec caisson

CarboDur sur tablier de pont

• Renforcement des caissons avec lamelles CarboDurPRFC, incluant protection contre les températures élevées – Membrane bitumineuse appliquée à la torche

• CarboDur, Type S1212 : 1200 m

• SikaTop-Armatec 110 Epocem

• Sikafloor-82 Epocem

Sika Services AG

16

Sikafloor®-82 EpoCem®

CarboDur sur tablier de pont

Tablier du pont

SikaTop® Armatec®-110 EpoCem®

Membrane bitum. Appliquée à la

torche / CHAUD – asphalte

(approx. 240°C)

Sikadur®-186 Epoxy-primer

Sikadur®-30 / Sikadur®-330 sanded

with fire-dried quartz sand

Sikadur®-30

Lamelles CarboDur® CFRP

Ancrage PRFC

SikaWrap® FC

SikaWrap® FC essai en lab

18

Sans ancrage : R = 27.3 kN (3 Tests)

Sans ancrage : R = 45 kN (3 Tests)

CarboShear® Élément de renforcement en cisaillement

Sika Services AG

20

Liaisonnement sous des charges de trafic /

Temps pour mise en service•

Chauffage : réduire le temps pour la remise

en service

21

Temperature [°C]

Durée [jour]

Sans CarboHeater®Avec CarboHeater®

10 25 60 70 80

7

3 60 70 80

Durée [h]

Temperature [°C]

2

4

6

Sikadur -30

Sikadur -30 LP

Sika Services AG

22

CarboDur® Installation en température

froide

Bulgarie

CarboHeater®

CarboStress® Système de post-tension

23

Prestressed flexural strengthening of cracked I-beams

CarboStress® Système de post-tensionComposantes du système

24

CarboDur® - lamelles PRFC

CarboStress® - Bloc d’ancrage en PRFC

Steel Reaction Frame (Project specific)

CarboStress® Tendon

CarboStress® Reaction Frames

25

Extrémité Fixe Extrémité active

CarboStress® Reaction Frames

Sika Services AG 26

Extrémité Fixe Extrémité active

27Effet de lamelles en post-tension Exemple de conception

Système

Poutre RC supportée simplement

Tablier de pont

Comparaison de :

A) CFRP passif (2 x CarboDur S1014, ACFRP = 280 mm2)

B) Système CarboStress (2 x CarboStress tendon, ACFRP = 288

mm2)

28

Structure

originale

CFRP

Passif

CarboStress

Résistance en

flexion100 % 168 % 196 %

Déflection(à mi-portée)

[mm]

44 40 10

Steel stress

(cracks, fatigue)

(à mi-portée)

[MPa]

350 325 20

Results

Effet de lamelles en post-tension Exemple de conception

29

Pont Heron Road, Ottawa, CanadaRenfort des poutres en croisé avec système de post- tension CarboStress®

The problem:

Corrosion damaged external steel

prestressing tendons

Sika Systems involved:

Sika CarboStress®-220: 36 x 14m

Sikadur®-30

Sikadur®-42 LE

Sikagard®-62 CA

Sikagard®-A50

Tendons d’acier externes corrodés

30

31

Assemblage sur le chantier des tendons

Et pré-tension

Poutres croisées renforcies

Pont Heron Road, Ottawa, CanadaRenfort des poutres en croisé avec système de post- tension CarboStress®

Key Projects Structural Strengthening 2011 32

Tour d’appartement à Aarau, SuisseInstallation d’un système CarboStress® dans une cage d’escalier

Key Projects Structural Strengthening 2011 33

Tour à bureau, Windisch, SuisseInstallation d’un système CarboStress® sur la face extérieure d’un mur

Key Projects Structural Strengthening 2011 34

Tour à bureau, Langendorf, SuisseInstallation d’un système Sika CarboStress® dans cage d’ascenseur

Key Projects Structural Strengthening 2011 35

Tour à bureau, Langendorf, SuisseInstallation d’un système Sika CarboStress® dans cage d’ascenseur

36

Fissures dans un barrage en béton

11 000 m CarboDur BC8

(tiges de 8 mm)

Renforcement par Near Surface Mounted(NSM)

Renforcement par Near Surface Mounted

(NSM)1. Couper des fentes à la surface du béton entre les armatures

Sika Services AG 37

Surface du béton

Renfort interne en

acier

2 Remplir avec du Sikadur®-30/330/300

3. Placer CarboDur® S / tiges CarboDur® BC

Stationnement, Soazza, Suisse

Manque de renfort en

surface

Béton fissuré

Sika Services AG 38

Sika Services AG

39

Développement durable

Sika Services AG

40Marlboro Station Car Park Deck, South

Africa

Sika Services AG

41

Mise en Situation

Stationnement~12‘000 m2

Fissuration intense

Mauvaise conception, armatures mal positionnées

Sika Services AG

42

Options

• Injection Sikadur-52 0.5 t

• CarboDur M1214 5620m 1.5 t

• Sikadur-30 6.4 t

Vieux béton 3500 m3

Nouveau béton 3500 m3

Solution Sika :

Injecter les fissures

Renforcement structural

Demande du client :

Remplacer la dalle

Sika Services AG

43

Émission de gaz à effet de serre

• Réparation

• Injection

• Sikadur-52

• 10 t CO2/t

• Renforcement

• CarboDur M1214

• 20 t CO2/t

• Sikadur-30

• 3 t CO2/t

Remplacement

Vieux béton

Démolition, transport

0.05 t CO2/m3

Nouveau béton armé

Production, transport

0.50 t CO2/m3

Sika Services AG

44

Empreinte de carbone

• Réparation

• Injection

• Sikadur-52

• 10 t CO2/t x 0.5t = 5t

• Renforcement

• CarboDur M1214

• 20 t CO2/t x 1.5t = 30t

• Sikadur-30

• 3 t CO2/t x 6.4t = 19t

Replacement

Vieux béton

Démolition, transport

0.05 t CO2/m3 x 3500 m3 = 175t

Nouveau béton armé

Production, transport

0.50 t CO2/m3 x 3500 m3 = 1750t

Total: 1925 t CO2 Total: 54 t CO2

-97% CO2 de réduction

Sika Services AG

45

Conclusion

Techniquement réalisable

• Le renforcement structural avec PRF est maintenant reconnu

• Le renforcement structural avec PRF est maintenant utlilisé partout

Économiquement réalisable

Les PRF sont maintenant une commodité

•Questions ?

•Merci!