Renforcements douvragesSika CarboDur et SikaWrap

Cons

truc

tion

2 3

Table des matires

Aperu des produits 4

Domaine dutilisation des produits 6

Thorie du renforcement douvrages 8

Renforcement douvrages 14 Sika CarboDur Bandes en PRFC

Renforcement douvrages 15Sika CarboDur Lamelles pour rainure

Solives, murs et piliers 16 SikaWrap Tissus

Renforcement leffort tranchant 18 Sika CarboShear L

Appareil de chauffage 20 Sika CarboDur

Renforcement douvrages 22 Sika StressHead

Systme de construction 24

Protection ignifuge 26

Recherche 27

Assainissements

Diminution du risque de fissuration

Renforcements douvrages avec les systmes Sika

Tout au long de la dure de vie dune structure portante, des changements daffectation, des augmentations des charges dexploitation ou des normes devenues plus svres peuvent rendre ncessaire un renforcement ultrieur de la structure portante. Avec des matriaux composites mo-dernes, Sika offre des solutions efficaces qui ont t dveloppes spcifiquement pour les diffrentes utilisations dans le domaine du renforcement douvrages. Que ce soit le renforcement de la rsistance la flexion, le renforcement leffort tranchant ou le renforcement de piliers, prcontraint ou libre, Sika dispose de la bonne solution. Les bandes Sika CarboDur base de fibres de carbone et les tissus en fibres de verre ou de carbone SikaWrap sont appropris pour le renforcement de structures en bton, en acier, en bois et en maonnerie.

Augmentation des charges dexploitation Transformations

Tremblement de terre Action de choc lendroit dun pilier

Domaines dutilisation

4 5

Aperu des produits

Sika CarboDur BandesBandes prfabriques trs rsistantes, base de fibres de carbone (bandes en PRFC), disponibles en diverses dimensions, pour le renforcement douvrages en bton, en bois ou en maonnerie. Il existe quatre types de bandes ayant chacune des proprits de matriaux individuelles. Les bandes seront colles au moyen de la colle darmature base de rsine poxy Sikadur-30.

Avantages:

Trs haute rsistance Pas de corrosion Faible poids propre Durabilit Mise en oeuvre simple

SikaWrap TissusTissus de fibres de carbone et de fibres de verre, tisss de faon unidirectionnelle, pour le renfor-cement de solives, piliers et lments de construction incurvs. Les tissus seront colls laide de la rsine dimprgnation base dpoxy Sikadur-330.

Avantages:

Nombreuses possibilits dutilisations galement pour les surfaces recourbes

Faible poids propre Bonne stabilit dimensionnelle grce

des fils de trame spciauxFacile couper

Sika CarboShear LEquerre de cisaillement prfabrique, trs ferme, base de fibres de carbone, disponible en diverses dimensions, pour le renforcement leffort tranchant de solives et de murs.

Avantages:

Aucune corrosion Durabilit Zone dancrage dfinie Facile transporter Faible poids propre

Sika CarboHeaterLappareil de chauffage permet dappliquer les bandes galement par basses tempratures. Dautre part, le temps de prise de la colle poxy se trouve acclr et la temprature de transition vitreuse est augmente.

Avantages:

La phase de construction est raccourcie Lapplication peut galement avoir lieu en hiver Augmentation de la temprature dutilisation

Sika StressHead PrcontrainteAvec le systme de prcontrainte StressHead, les bandes en fibres de carbone peuvent tre utili-ses leur maximum. Cette force de prcontrainte permet de refermer les fissures et de rduire les flches de planchers, poutres etc.

Avantages:

Exploitation des bandes Diminution de fissures Amlioration de la capacit dutilisation

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Domaine dutilisation des produits

Produits Description Domain dutilisation

Bandes en fibres de carbone Sika CarboDur XS Bande en fibres de carbone trs fermeModule E 165000 N/mm2Rsistance la traction 2200 N/mm2(Dimension uniquement 501.4 mm)

Renforcement de la rsistance la flexion de structures en bton, acier et bois Excution de tirants et de colombages comme renforcements parasismiques pour les mursRenforcements lors de percements (ouvertures) de dalles et de murs

Sika CarboDur S Bande en fibres de carbone trs fermeModule E 165000 N/mm2Rsistance la traction 2800 N/mm2

Renforcement de la rsistance la flexion de structures en bton, acier et bois Excution de tirants et de colombages comme renforcements parasismiques pour les mursRenforcements lors de percements (ouvertures) de dalles et de murs

Sika CarboDur M Bande en fibres de carbone trs fermeModule E 210000 N/mm2Rsistance la traction 2900 N/mm2

Renforcement de la rsistance la flexion de structures en bton, acier et bois Excution de tirants et de colombages comme renforcements parasismiques pour les murs

Sika CarboDur H Bande en fibres de carbone trs rigideModule E 300000 N/mm2Rsistance la traction 1350 N/mm2

Stabilisation de structures en bton, acier et bois Stabilisation ou tirants dans lindustrie des machines

Tissus de renforcement SikaWrap C Tissu en fibres de carbone(renforcement actif)

Renforcement resp. frettage de piliers, poutres, dalles Renforcement parasismique

SikaWrap G Tissu en fibres de verre(renforcement passif)

Renforcement parasismique pour les murs Renforcement de piliers contre les chocs

Equerre de cisaillement renforc de fibres de carbone

Sika CarboShear L Equerre de cisaillement en fibres de carbone trs fermes

Renforcements leffort tranchant de poutres, murs et similaires Ancrage / bras en porte faux

Colle et rsines Sikadur-30 Mortier adhsif bicomposant, base de rsine poxy

Collage de bandes en PRFC et dquerres de cisaillement

Sikadur-330 Rsine dimprgnation bicomposante, base de rsine poxy

Rsine dimprgnation pour les tissus SikaWrap

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Thorie sur le renforcement douvrages

1. IntroductionAvant de pouvoir dbuter avec le dimensionnement du renforcement douvrages proprement dit, il faut dterminer les exigences concernant lusage futur de louvrage et laborer un concept global du renforcement.

En principe, on diffrencie entre trois sortes de dfaillances:

Dfaillance du renforcement Dpassement de la rsistance des bandes resp. du tissu

Dfaillance du raccordement Dfaillance entre le support et larmature colle Dfaillance du support Dfaillance dans le support lui-mme ou dans larmature place dans celui-ci

2. Proprits du matriauLe systme Sika CarboDur dispose de quatre sortes de bandes en fibres de carbone qui possdent des modules E et des rsistances la traction diffrents. SikaWrap est disponible en deux sortes de fibres diffrentes: fibres de carbone et fibres de verre.

Au contraire des fers darmature courants, les fibres de carbone et les fibres de verre prsentent une rsistance la traction nettement plus leve. Elles ne forment cependant pas de palier dcoulement et ont une rupture instantane. Cest la raison pour laquelle la norme prescrit des facteurs de scurit plus levs en ce qui concerne la dfaillance des matriaux pour les renfor-cements en fibres que pour lacier: env. 1.62 (selon la norme). Pour les tissus, le dimensionnement ne se fait en gnral pas en raison des proprits des fibres, mais en raison des proprits du laminage qui ont t dtermines 1:1 sur les tissus imprgns. Ici, ce sont les types de fibres, la mthode de fabrication des tissus et la rsine dimprgnation utilise qui font la grande diffrence. Pour un tissu lamin manuellement, on peut supposer que la rsistance du lamin est denviron 7080% de la rsistance thorique des fibres. Le module du lamin atteint 90100% de la valeur thorique des fibres. Les valeurs effectives du lamin sont indiques dans la fiche technique du produit.

Selon les exigences poses pour le renforcement, on peut choisir entre les types Sika CarboDur resp. SikaWrap. Pour un renforcement actif avec sollicitation permanente, il est recommand de choisir un systme base de fibres de carbone. Selon les exigences concernant le raidissement, il est possible dutiliser les types XS, S, M ou H.

Pour les renforcements passifs (tremblements de terre, explosions, chocs), on utilise en gnral des tissus en fibres de verre. Il est galement possible dutiliser des tissus en fibres de carbone. Les murs de grande superficie seront recouverts de tissus sur toute la surface ou renforcs, faon colombage, avec des bandes en fibres de carbone ou des tissus.

Rsistance la traction minimale N/mm2

Module EN/mm2

Allongement la rupture

Allongement de dimension-nement*

Sika CarboDur Type XS 2200 165000 1.2 % 0.7 %Type S 2800 165000 1.7 % 0.8 %Type M 2900 210000 1.35 % 0.65 %Type H 1350 300000 0.45 % 0.25 %

Sika CarboShear 2250 120000 1.7 % 0.6 %

SikaWrap C 4300 ~ 230000 ~ 1.87 % 0.6 %G 2300 76000 3.03 % 0.6 %

Acier S235 235 210000 0.11 % ---

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

500

1000

2000

2500

3000

1500

Allongement [%]

Rsi

stan

ce

la tr

actio

n [N

/mm

2]

CarboDur Type H

CarboShear

CarboDur Type S

CarboDur Type M

Acier S235

* Suivant la structure et la sollicitation, cette valeur doit tre ajuste par lingnieur responsable selon les exigences et les standards.

Croquis: Diagramme contrainte-dformation de diffrentes bandes par rapport lacier de construction

Rd

10 11

3. Calcul la rupture en flexionLes renforcements de poutres en bton arm ou en bton prcontraint sollicites en flexion se feront de prfrence au moyen des bandes Sika CarboDur. Les tissus peuvent galement tre utiliss pour le renforcement de la rsistance la traction par flexion, mais, au vu de leur plus faible efficaci-t et du supplment de travail sur le chantier, ils ne sont pas recommands pour cette utilisation, part pour les supports faibles (grande surface de collage).

Selon la norme SIA 166 Armatures colles, les vrifications suivantes doivent tre excutes :

Contrle flexionnel dans zone non renforce Norme SIA 262 Vrification de leffort tranchant dans zone non renforce

et zone renforce Norme SIA 262Contrle de lancrage lextrmit de la zone fonctionnelle Norme SIA 166 Contrle de la variation de traction dans la zone fonctionnelle Norme SIA 166

Pour dterminer la section transversale des bandes, il faut tenir compte de la rpartition de lallongement et des forces au moment de lapplication de larmature colle. Lallongement tablit lors la vrification de la scurit structurale doit tre rduite de lallongement prexistant pour obtenir lallongement des bandes ainsi la force dans la bande.

dh

x FC

FsFI

cd c0 cd

inf., 0 I,d = inf., d - inf., 0

s0 sd s0

AncrageDans la zone fonctionnelle, larmature colle absorbe des forces de traction. La force des bandes prsente lxtrmit de la zone fonctionnelle doit dbuter dans la zone dancrage, dans la zone non fissure. Dans la zone dancrage, larmature colle ne contribue, sur le plan des calculs, pas au renforcement de llment de construction.

La zone dancrage possible dpend de la longueur de la sec-tion non fissure. Si la zone dancrage lbd maximale prsente est plus petite que la valeur de dimensionnement lbd de la longueur dancrage, la rsistance dancrage Fb,Rd doit tre rduite selon la norme SIA 166. Si la force des bandes an-crer est suprieure la rsistance dancrage Fb,Rd maximale autorise, la force de traction doit tre rpartie sur plusieurs bandes, c..d. rpartie sur une plus grande superficie. La tension dadhrence sera ainsi rduite. Un agrandissement de la longueur dancrage au-dessus de la valeur de dimension-nement lbd ne livre pas une rsistance la charge plus leve.

4. Calcul leffort tranchantLa rsistance au cisaillement des poutres en bton arm ou en bton prcontraint peut tre augmente par lapplication dune armature colle en forme dtriers (Sika CarboShear). Le calcul leffort tranchant se fait selon les normes SIA 262 et 166. Il faut tenir compte du fait quun renforcement nest autoris que si dans ltat dutilisation non renforc il ny a pas encore de fissures dues au cisaillement. Dautre part, il faut tenir compte des points sous chiffre 3.1.7.3.2 de la norme SIA 166.

5. Dimensionnement des piliers resp. colonnesLes tissus SikaWrap peuvent absorber les efforts dclatement dans la zone de transmission de charges et empcher le flambage de larmature longitudinale. Avec le confinement, on obtient un tat de contrainte tridimensionnel dans le bton. La rsistance la pression et la ductilit sen trouvent ainsi renforces. Etant donn que le tissu de renforcement enveloppe galement lenrobage, celui-ci participe galement au dplacement des forces. Lors du dimensionnement de piliers en bton arm, lallongement maximal autoris dans le tissu est fix 2 .

6. PrcontrainteAfin de profiter de manire optimale des bandes en fibres de carbone trs fermes, celles-ci peuvent tre prcontraintes. Les allongements admis et ainsi les forces de traction sont plus levs que pour les bandes appliques de faon non prcontrainte. Dautre part, la force de prcontrainte apportera un effort de pression (force de dviation) sur le ct en traction de louvrage.

Etat au moment de lapplica-tion de larmature colle

Vrification de scurit struc-turale ltat renforc

Vrification de laptitude au service ltat renforc

Gk G x Gk + Q x Qk Gk + x Qk

Rpartition dallongement correspondante:

lbd =lld

Fb0, Rd

Fb, Rd

cd (Sd)fctH /M

zone d'impactzone d'ancrage

inf.,dinf.,0 l,d

Thorie sur le renforcement douvrages

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Ceci a pour effet, ltat de service, de produire des contraintes de traction plus faibles dans larmature en acier et conduit ainsi rduire les largeurs des fissures. Pour le dimension-nement de la rsistance ultime, la force de prcontrainte sera additionne la rsistance la traction de larmature.

En collaboration avec les entreprises StressHead et VSL, Sika offre un systme de prcontrainte innovant. Lentreprise StressHead vous accompagne volontiers lors de la planification et du dimensionnement.

Les bandes peuvent tre montes avec ou sans adhrence. Une adhrence apporte quelques avantages. La section des bandes absorbe localement des forces de flexion supplmentaires, si bien que le membre tendu fait leffet dune combinaison entre des bandes prcontraintes et non prcontraintes. Dautre part, une bande prcontrainte colle est mieux protge contre les solli-citations mcaniques. Le dimensionnement est tir des rgles connues des systmes de prcon-traintes conventionnels. Les particularits des matriaux en PRFC doivent tre prises en compte et peuvent tre tires de la norme SIA 166.

7. Conditions particuliresSi en cas de dfaillance de larmature colle la rsistance la charge de louvrage non renforc deviendrait insuffisante, larmature colle doit tre protge contre le feu, le vandalisme et autres destructions.

Lorsque la rsistance ultime de louvrage non renforc est plus leve que la valeur de dimen-sionnement rduite Ed = Gk + x Qk il nest pas ncessaire de prvoir des mesures de protection pour larmature colle.

D

D Z Z

Z D D

(1) (2) (3) (4)

(1) Contrainte de compression de la contrainte (3) Contrainte de sollicitations initiales(2) Contrainte de flexion par lexcentricit (4) Rsultat de la rpartition des contraintes

Thorie sur le renforcement douvrages

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Sika CarboDur Lamelles pour rainuresLamelles prfabriques trs rsistantes, base de fibres de carbone, pour le renforcement de structu-res portantes en bton, en bois et en maonnerie. Celles-ci seront colles au moyen de la rsine poxy Sikadur-330.

Exemples dutilisation Renforcement du moment ngatif (moment sur appui) Armature suprieure manquante Entaille dans les lments de construction (renforcement

de la rsistance la traction par flexion)Renforcement de poutres en bois et pierres naturelles

Avantages Meilleure utilisation des lamelles Meilleure introduction des efforts Avec une section transversale plus faible, on peut ancrer

de plus grandes forcesUtilisation en cas de faible rsistance la traction

de la surfaceMesures de protection ignifuge plus simples et meilleure

protection contre les actions mcaniquesLe reprofilage du support peut tre supprim

Informations pour lingnieur

Proprits du matriau Rsistance la traction minimaleN/mm2

Module EN/mm2

Allongement la rupture

Allongement de dimensionnement

Sika CarboDur Type S 2800 165000 1.7 % 1 %

Dimensions des lamelles: Type S1.525/60 = Largeur: 1.5 cm, paisseur: 2.5 mm Type S2.025/80 = Largeur: 2 cm, paisseur: 2.5 mm

Le systme se compose de lamelles et de la rsine poxy Sikadur-330 A quoi faut-il faire attention: - La distance du bord et lentraxe doivent tre dfinis suivant la solidit du support.

- Larmature existante ne doit pas tre sectionne.

t Largeur des lamelles

~ 4 mm

Bton

Fers d'armature

Bton

Ligne de rupture

Renforcements douvrages

t Largeur des lamelles

~ 4 mm

Bton

Fers d'armature

Bton

Ligne de rupture

Sika CarboDur CFK BandesBandes prfabriques trs rsistantes, base de fibres de carbone, pour le renforcement de structures portantes en bton, en bois et en maonnerie. Celles-ci seront colles au moyen de la colle Sikadur-30, base de rsine poxy, sur la structure du btiment.

Exemples dutilisation Renforcement de piliers en bton, en acier et en bois En remplacement de sectionnements darmatures Formation de tirants lors de renforcements de

cloisons (tremblement de terre)Augmentation de la rigidit de la structure Adaptation de la structure suite des modifications

des normes

Avantages Aucune corrosion Poids propre trs faible Facilement transportable Croisements de bandes faciles excuter Installation simple, galement en surplomb Excellent comportement la fatigue

Informations pour lingnieurProprits du matriau Rsistance la

traction minimaleN/mm2

Module EN/mm2

Allongement la rupture

Allongement de dimensionnement*

Sika CarboDur Type XS 2200 165000 1.2 % 0.7 %

Type S 2800 165000 1.7 % 0.8 %

Type M 2900 210000 1.35 % 0.65 %

Type H 1350 300000 0.45 % 0.25 %

* Suivant la structure et la sollicitation, cette valeur doit tre ajuste par lingnieur responsable selon les exigences et les standards.

Pour le dimensionnement des bandes voir la fiche technique du produit resp. le catalogue de produits actuellement en vigueur Ladhrence la traction du support en bton doit tre au minimum de 1.5 N/mm 2. La moyenne doit tre au minimum de 2.0 N/mm2 Le systme se compose des bandes et de la colle base de rsine poxy Sikadur-30 ou Sikadur-30 LP Temps dattente depuis lapplication jusqu la sollicitation: 3 jours 25 C, 7 jours 10 C. Ce temps peut tre nettement raccourci lors de lutilisation de lappareil de chauffage Sika CarboDur (cf. chapitre Appareil de chauffage). Pour un systme durcissement normal, la temprature dutilisation se situe 50 C. La temprature peut tre leve 80 C lors de lutilisation de lappareil de chauffage Sika CarboDur en combinaison avec la colle Sikadur -30 LP.

Exemple: Si la force des lamelles ne peut pas tre transmise dans le support, il y a danger dclatements sur une grande surface.

Gomtrie / Lamelles pour rainures

Rd

Rd

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Informations pour lingnieurProprits du matriau des Laminats

Charge admissible lors dun allonge-ment de 6 %

Module E N/mm2

Remarque

SikaWrap Type 230C /45 150 kN/m Largeur 25000 Valable pour une paisseur de laminage de = 1 mm

Type 300C /60 200 kN/m Largeur 33000 Valable pour une paisseur de laminage de = 1 mm

Type 430G /25 90 kN/m Largeur 19000 Valable pour une paisseur de laminage de = 0.5 mm

Les tissus ont une synergie avec la rsine (Sikadur-330) dans laquelle ils sont enrobs. Pour le calcul statique, il ne faut pas utiliser les paramtres des fibres, mais ceux du lamin. Les valeurs varient suivant le type de tissu.

Ladhrence la traction du support en bton doit tre au minimum de 1 N/mm 2. La moyenne doit tre au minimum de 1.5 N/mm2 Le systme se compose du tissu et de la colle base de rsine poxy Sikadur -330Temps dattente depuis lapplication jusqu la sollicitation: 7 jours 23 C

Application du SikaWrap

Le tissu SikaWrap est noy directement dans le lit de colle Sikadur-330 dj appliqu et press fortement au moyen dun rouleau imprgner Sika. Ce procd est possible jusqu un poids du tissu de 300 g/m2.

Renforcement de poutres, murs et piliers

SikaWrap TissusTissus de fibres de carbone ou de fibres de verre, tisss de faon unidirectionnelle, pour le renfor-cement de piliers, murs, plafonds, poutres etc.

Exemples dutilisation Avantages

Renforcement de piliers par confinement Renforcements leffort tranchant Renforcement douvrages historiques Augmentation de la rsistance structurale de murs en cas de sisme

Aucune corrosion Poids propre trs faible Facilement transportable

Utilisation en relation avec le type de fibres:

Type de fibres Utilisation

Carbone (C) Pour un renforcement actif c..d en cas de sollicitation permanente ou en cas de danger de fatigue. Peut galement tre utilis pour des renforcements passifs (tremblements de terre).

Verre (G) Pour des renforcements passifs comme les tremblements de terre ou les chocs de piliers.

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Renforcements leffort tranchant au moyen des querres de cisaillement en PRFC

Sika CarboShear LLes querres de cisaillement en PRFC pour le renforcement leffort tranchant sont des querres de cisaillement renforces de fibres de carbone destines au renforcement leffort tranchant de constructions en bton arm. Elles compltent le systme de renforcement en PRFC Sika CarboDur qui est utilis pour le renforcement de la rsistance la flexion.

Exemples dutilisation Renforcement leffort tranchant de systmes porteurs en beton en cas daugmentation des charges dexploitationRemplacement de larmature de cisaillement en cas

douvertures effectues ultrieurement Augmentation de la rsistance aux sollicitations en cas de modifications des normes

Avantages Aucune corrosion Poids propre trs faible Facilement transportable Peut tre coup facilement Faible paisseur, peut facilement tre surcouch Installation simple, galement en surplomb Ancrages dfinis

Informations pour lingnieur

Proprits du matriau Rsistance la traction minimaleN/mm2

Module EN/mm2

Allongement la rupture

Allongement de dimensionnement maximal

Sika CarboShear 2250 120000 1.7 % 0.6 %

Lancrage de la plus longue branche dans la dalle de la structure peut tre excut avec Sikadur-30.La longueur dancrage a une influence sur la force darrachement de lquerre.Ladhrence la traction du support en bton doit tre au mini- mum de 1.5 N/mm2. La moyenne doit tre au minimum de 2 N/mm2 Le systme se compose dquerres et de la colle Sikadur-30 ou Sikadur-30 LP base de rsine poxy. Rgle de base concernant la consommation de colle: env. 0.5 1 kg/par querre de cisaillement (suivant la grandeur). Les querres de cisaillement peuvent tre revtues de la mme faon que les bandes Sika CarboDur

Rd

Longueurs dancrage

Force d'arrachement (Cassure)

Force d'arrachement en % de la charge de rupture

100 mm env. 77 kn env. 60

150 mm env. 100 kN env. 80

200 mm env. 120 kN env. 95

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Durcissement acclr

Sika CarboDur Appareil de chauffage Appareil de chauffage lectrique servant acclrer le durcissement des bandes Sika CarboDur en PRFC colles ou pour augmenter la temprature dutilisation.

Fonctionnement: Un courant continu ayant une tension inoffensive de 0 100 V est conduit travers les lamelles qui se chauffent sous leffet de la rsistance. Le lit de colle se trouve ainsi galement chauff et la colle durcit plus rapidement.

AvantagesDurcissement rapide de la colle darmature dans les 2 4 heures Permet de raliser des travaux de renforcement par basses tempratures Peut facilement tre transport Pour laugmentation de la temprature dutilisation

(stabilit thermique plus leve de la colle darmature Sikadur-30 LP)Mise en uvre simple Economie de cots grce au gain de temps

Informations pour lingnieur Temps de durcissement:

Colle sans Appareil de chauffage Sika CarboDur

avec Appareil de chauffage Sika CarboDur

Temprature + 10 C + 25 C + 60 C + 70 C + 80 C

Sikadur-30 7 jours 3 jours 4 heures 3 heures 2 heures

Sikadur-30 LP --- 7 jours 6 heures 4 heures 2 heures

Tempratures dutilisation:Tempratures Sikadur-30 Sikadur-30 LP

+ 30 C Sans appareil de chauffage Sans appareil de chauffage

+ 40 C Sans appareil de chauffage Sans appareil de chauffage

+ 50 C Sans appareil de chauffage Sans appareil de chauffage

+ 60 C Impossible Avec appareil de chauffage

+ 70 C Impossible Avec appareil de chauffage

+ 80 C Impossible Avec appareil de chauffage (durcissement 90 C)

Limites:Colle sans Appareil de chauffage

Sika CarboDuravec Appareil de chauffage

Sika CarboDur

Sikadur-30 + 8 CPas de supports gels (pas sur la glace)

Sikadur-30 LP + 25 C

* Par basses tempratures (< +10 C), la colle est plus difficile appliquer (viscosit leve!). Il est recommand dentreposer la colle avant lapplication durant env. 24 heures env. +20 C.

La temprature ralisable dpend du type et de la longueur des bandes. Normalement, on obtient des tempratures plus leves avec les petites sections transversales du type S quavec les sections transversales plus leves du type M. En rgle gnrale, sur une longueur de 15 m, des lvations de 50 C sont possibles.

22 23

Renforcement douvrages avec des bandes en PRFC prcontraintes

Informations pour lingnieur Les proprits du systme de prcontrainte salignent selon la qualit du systme de prcontrainte choisie et seront confirmes dans les essais dagrment.

Tte dancrage Bandes en PRFC

Matriau PRFC Type Sika CarboDur S624

Poids 550 g Rsistance la traction 2800 N/mm2

Dimensions 60/80 110 mm Dimensions 60 2.4 mm

Application en systme combin: Avec la coupe transversale de la bande (60 2.4 mm), on peut admettre au total, une force de traction de 250 kN (avec un facteur de scurit de 1.6). Avec une force de prcontrainte P0,max = 220 kN, on peut rajouter localement 30 kN jusqu ce que la limite de scurit de portance soit atteinte.

Sika StressHead et VSLLe systme de prcontrainte StressHead repose sur le principe dune prcontrainte externe avec ou sans adhrence, se composant de ttes de contrainte en PRFC, avec introduction des forces concentres aux extrmits des bandes.

Exemples dutilisation Renforcement de la structure porteuse en cas daugmentation des charges dexploitation Ralisation de tirants lors du renforcement de murs (tremblement de terre) Rduction des dformations Rduction des contraintes dans larmature dacier Diminution de la largeur des fissures

Avantages du systme de prcontrainte StressHead Peut tre appliqu durant le fonctionnement (sous effort dynamique) Peut galement tre utilis en cas de mauvaise qualit du support (bton: min. 10 N/mm 2)Exploitation des bonnes caractristiques des bandes en PRFC Ancrage final des bandes court (plus petit que 12 cm) Introduction de la force concentre dans le support Application simple et conomique Application indpendante du climat et de la temprature (sans raccordement)

Systme de prcontrainte StressHead

Force de contrainte P0, max = 220 kNForce ancre Pu, min = 300 kN

Prcontrainte P0 = 1540 N/mm2

Prdilatation P0 = 0.95 %

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Systme de construction

Assainissement du bton et renforcementLorsque larmature de llment de construction existant est corrode cause de la carbonata-tion et des chlorures, il faut enlever le bton contamin et excuter un reprofilage. Il faut laisser scher le mortier de reprofilage Sika MonoTop-412 N assez longtemps (humidit du support max. 4 % selon la mthode CM). Le temps dattente est denviron 7 jours +20 C, toujours suivant le climat et lpaisseur de couche.

ProtectionLa surface des bandes peut tre revtue avec un revtement color p.ex. Sikagard-550 W Elastic ou Sikagard-ElastoColor W. En utilisant une couleur claire, il est possible de diminuer les tempratures des surfaces des bandes exposes un ensoleillement direct.

Les bandes peuvent galement tre surcouches avec un mortier base de ciment afin de les protger p.ex. contre des dommages intentionnels.

Lors de lutilisation des bandes Sika CarboDur sur des tabliers de ponts et la pose, la flamme, de ls dtanchit bitumineux, les bandes doivent tre protges contre leffet de la chaleur. Le systme a t test avec succs sur le chantier et en laboratoire.

Reprofilage du bton1 Mortier de reprofilage Sika MonoTop-412N y compris le pont dadhrence Sika MonoTop-9102 Sika CarboDur Bandes colles avec Sikadur-30

1

2

Protection1 Sika CarboDur Bandes, ragrage avec Sikadur-30 sabl2 Surcouch avec Sika MonoTop-623

1

2

Protection avant leffet de la chaleur (flamme)1 Sikadur-302 Sika CarboDur Bandes3 Sikadur-30 sabl4 SikaTop-Armatec 110 EpoCem5 Sikafloor-82 EpoCem

1

2

3

4

5

Revtement1 Sika CarboDur Bandes2 Revtement avec Sikagard-550 W Elastic ou Sikagard-ElastoColor W

1

2

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Protection ignifuge

Systme de protection contre le feu avec les panneaux intumescentsLe systme de larmature colle se compose de bandes en fibres de carbone ou du tissu en fibres et de la colle base de rsine poxy. Sous leffet du feu, cette colle base de rsine poxy perd sa rigidit. Lintroduction des forces du support dans les bandes ou le tissu est interrompu et le renforcement perd son effet. Si, suite la dfaillance de larmature colle la scurit de portance nest plus assure, larmature colle doit tre protge contre des tempratures trs leves.

La meilleure solution est dutiliser des panneaux intumescents. Des essais effectus dans des fours horizontaux lEMPA ont dmontr que les bandes en PRFC peuvent tre protges de ma-nire efficace contre le feu avec des panneaux intumescents (Promat). Au contraire des bandes en acier, les bandes en PRFC ne doivent pas tre fixes avec des chevilles pour viter leur chute.

Informations pour lingnieur La norme SIA 166 dit:Si en cas de dfaillance de larmature colle la rsistance ultime de louvrage non renforc deviendrait insuffisante, larmature colle doit tre protge contre le feu, le vandalisme et autres destructions. Lorsque la rsistance ultime de louvrage non renforc est plus leve que la valeur de dimensionnement rduite Ed = Gk + x Qk il nest pas ncessaire de prvoir des mesures de protection pour larmature colle. .

Le rapport concernant les essais effectus lEMPA peut tre retir auprs de Sika Schweiz AG.

Temps t [min]

Tem

pra

ture

T [

C]

Norme de protection incendie ISO

10 20 30 40 50 60 70 80 90

200

400

800

1000

600

RechercheDe nombreux instituts de recherche et laboratoires dessais dans le monde ont effectu des recherches sur le systme Sika CarboDur. Une slection des travaux, rapports et homologations en allemand est prsente ici:

Rapports de recherches (historique)Bewehren von Stahlbeton mit kohlefaserverstrkten Epoxidharzen (Renforcement du bton arm avec des rsines poxy renforces de fibres de carbone)

Dissertation Hp. Kaiser, ETH Zrich, Nr. 8918 1989

Verstrken von Stahlbeton mit gespannten Faserverbundwerkstoffen(Renforcement de bton arm avec des matriaux composites renforcs par des fibres prcontraints)

Dissertation M. Deuring, ETH Zrich, Nr. 10199 (EMPA-Bericht Nr. 224)

1993

Verstrken von Mauerwerk mit Faserverbundwerkstoffen in seismisch gefhrdeten Zonen(Renforcement de maonnerie avec des matriaux composites renforcs par des fibres dans les zones menaces de sismes)

Dissertation G. Schwegler, ETH Zrich, Nr. 10672 (EMPA-Bericht Nr. 229)

1994

Rapports dessais (y compris les donnes des matriaux Sika utiliss)Brandversuche an nachtrglich verstrkten Trgern aus Beton(Essais de raction au feu sur des poutres en bton renforces ultrieurement)

EMPA-Bericht Nr. 148795(Rapport EMPA no 148795)

Sikadur-30

Prfung der Klebschicht von auf Beton geklebten CFK-Lamellen(Examen de la couche de colle des bandes en PRFC colles sur le bton)

EMPA-Bericht Nr. 154490(Rapport EMPA no 154490)

Sika CarboDur Type SSikadur-30

Statische Belastungsversuche an mit Sika CarboDur verstrkten Betonbalken(Essais de sollicitations statiques sur des poutres en bton renforces avec Sika CarboDur)

EMPA-Bericht Nr. 154490/1(Rapport EMPA no 154490/1)

Sikadur-30

Versteifen von hlzernen Quertrgern der historischen Brcke Sins mit kohlefaserverstrkten Kunststoffen (CFK)(Raidissement des poutres transversales en bois du pont historique Sins avec des matriaux synthtiques renforcs de fibres de carbone (PRFC)

EMPA-Bericht Nr. 142769(Rapport EMPA no 169219/1)

Sika CarboDur Type SSikadur-30Appareil de chauffage Sika CarboDur

Prfung von CFK-Schublamellen an Stahlbetonplatten Balken T1 und T2 EMPA-Bericht Nr. 169219/1 Sika CarboShear LSikadur-30Sika CarboDur Type M

Prfung von CFK-Schublamellen. Biegebalken T3(Examen de bandes de cisaillement en PRFC. Poutre de flexion T3)

EMPA-Bericht Nr. 169219/2(Rapport EMPA no 169219/2)

Sika CarboShear LSikadur-30

Schubverstrkung mit CFK-Gewebe. Versuchstrger T4(Renforcement leffort tranchant avec les tissus en PRFC. Poutre dessai T4)

EMPA-Bericht Nr. 200137/1(Rapport EMPA no 200137/1)

Sika Wrap Hex-230CSikadur-330

Schubverstrkung mit CFK-Gewebe. Versuchstrger T5, Gewebe 45 verlegt(Renforcement leffort tranchant avec les tissus en PRFC. Poutre dessai T5, tissu pos 45)

EMPA-Bericht Nr. 405552(Rapport EMPA no 405552)

Sika Wrap Hex-230CSikadur-330

Homologations de lAllemagneAttestations: iBMB, TU Braunschweig: Examen de la colle poxy Sikadur-30 et du primaire Icosit-77 selon les Directives pour les examens dhomologation pour les colles base de rsines de raction et les primaires pour les renforcements de fixations colles dlments porteurs (Richtlinien fr Zulassungsprfungen an Reaktionsharzklebern und Primern fr angeklebte Laschenverstrkungen von Stahlbetontraggliedern) (Essai 1989). Rapport dessai no 1871/0054. Bureau dingnieur Prof. Dr. Ing. F. S. Rostsy: Attestation G97/0250. Evaluation de la convenance des bandes en PRFC du systme Sika CarboDur comme armature colle pour le renforcement dlments en bton ainsi que des bases de dimensionnement pour lhomologation gnrale par surveillance des travaux. Braunschweig 1997.

Bureau dingnieur Prof. Dr. Ing. E.h. F. S. Rostsy: Attestation G99/0355. Evaluation de la convenance des bandes en PRFC du type Sika CarboDur Type M comme ar-mature colle pour augmenter la rsistance des plaques et des poutres en acier ou bton prcontraint sollicites en flexion et remarques concernant le dimensionnement pour lhomologation gnrale par surveillance des travaux. Braunschweig 1999.

Homologations:

Liaison colle rsistante au cisaillement entre les plaques en acier et les l-ments en bton arm ou les lments en bton prcontraint avec le systme de collage Sikadur-30 Colle et le primaire Icosit 277

Deutsches Institut fr Bautechnik, Berlin Z-36.1-30 Depuis 1995

Renforcement dlments en bton arm et en bton prcontraint par lusage de bandes en fibres de carbone colles Sika CarboDur, rsistantes au cisaillement

Deutsches Institut fr Bautechnik, Berlin Z-36.12-29Complment avec le type M, Module E = 210000 N/mm2

Depuis 1997

Panneaux intumescents

Bton

Bandes en PRFC colles

BRO0

64f0

210

Sik

a Sc

hwei

z AG

Sika Schweiz AGTffenwies 16CH-8048 ZrichTel: +41 58 436 40 40Fax +41 58 436 45 84 www.sika.ch

Solutions de systmes pour la construction de tunnels Technologie du bton tanchits Revtements de sols industriels et dcoratifs Matriaux de poseurs de carrelages Technologie de colles pour parquets Collage et tanchement de lenveloppe du btiment Protection contre le feu du bton et de lacier Protection anticorrosion de lacier Rfection et protection douvrages, renforcement de structures Renforcement de structures porteuses Etanchit des toits plats

Avant toute utilisation et mise en uvre, veuillez toujours consulter la fiche de donnes techniques actuelles des produits utiliss. Nos conditions gnrales de vente actuelles sont applicables.

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