MAPEI: Reabilitarea viaductului „Valea lui Stan” – REPARARE. CONSOLIDARE. PROTECTIE

Constructia barajului si a hidrocentralei Vidraru au inceput in anul 1961, odata cu turnarea primei bene metalice pline cu beton, coborata pe cabluri metalice de la 180 m inaltime. Monumentala constructie a fost inaugurata, dupa doar 5 ani, in anul 1966. Costurile acestei constructii s-au ridicat la 1,4 miliarde de lei. In zilele noastre o astfel de constructie ar costa in jur de 450 milioane de euro.

La vremea respectiva, barajul Vidraru era al cincilea baraj in arc din Europa. Desi efortul financiar depus pentru terminarea lucrarii a fost urias, acesta paleste in comparatie cu costul in vieti omenesti: dupa unele surse neoficiale, aproape 400 oameni si-au pierdut viata in conditii foarte grele de munca.

In 1970 a inceput constructia drumului Transfagarasan (DN7C) care traverseaza muntii Fagaras, trecand, la un moment dat, peste barajul Vidraru. Drumul, cu o lungime de 92 km, a fost inaugurat dupa doar 4 ani. Viaductul Valea lui Stan, cu o vechime de aproximativ 42 ani, viaduct care face obiectul acestui articol, a fost construit intre anii 1968 si 1969, in cadrul lucrarilor de amenajare ale acumularii Vidraru.

Cei 42 de ani trecuti de la constructie, rapiditatea executiei acestor obiective, precum si calitatea slaba a materialelor disponibile la acea vreme, au atras dupa sine si aparitia defectelor de constructie. Unele dintre ele sunt superficiale, altele au, insa, o influenta negativa chiar din punct de vedere structural.

Principalele probleme consta­tate au fost:

1. La imbinarea pilelor de sus­tinere cu arcul podului, betonul nu a fost vibrat corespunzator, segre­garile fiind destul de pronuntate, armatura corodata iar, pe alocuri, chiar cu pierderi de masa. Cea mai pronuntata segregare a fost desco­perita la intersectia stalpului S1 cu nasterea boltei capat Vidraru (foto 1). Betonul de la baza stalpului era distrus in intregime, capacitatea portanta a stalpului de preluare a eforturilor de compresiune fiind serios afectata, acest lucru conducand la redistri­butia unor eforturi suplimentare in ansamblul structurii. 

Influenta acestui defect structural important isi regasea efectele in restul structurii. Astfel, la nivelul caii de rulare, in zonele de imbinare ale culeelor si pilelor, se putea observa transpunerea unor fisuri in asfalt (foto 2 – 5). Tabli­erul rigid compus dintr-o grinda continua casetata prezenta, pe alocuri, fisuri.

2. Betonul a fost degradat de actiunea agresiva a agentilor chimici atmosferici, principala cauza fiind actiunea com­­binata a anhidridei carbonice (CO₂) cu cea a infiltratiilor de apa (structura din beton nefiind protejata in niciun fel).

Mecanismul de degra­dare a fost urmatorul: anhidrida carbonica (CO₂) din atmosfera, impreuna cu apa (H₂O), duce la aparitia acidului carbonic (H₂CO₃), care, la randu-i, reactioneaza cu hidroxidul de calciu (CaOH₂) prezent in ciment, ducand la aparitia carbonatului de calciu (CaCO₃); prin hidratare, acesta deter­mina o scadere a nivelului pH-ului pastei de ciment din zona bazica (12-13) inspre zona acida (chiar si sub 9). Scaderea valorii pH-ului pastei de ciment in zona armaturilor, impreuna cu prezenta oxigenului, favorizeaza aparitia procesului de oxidare a fierului: 2Fe + 3/2O₂ + 3H₂O  Fe₂O₃ + 3H₂O. Procesul de oxidare (ruginire) a armaturilor fiind expansiv produce o crestere in volum a acestora. El induce eforturi meca­nice in stratul de acoperire al armaturilor, ducand, in prima instan­ta, la fisurarea acestuia si accelerand, in continuare, procesul de degradare. In final, stratul de acoperire a armaturilor se exfoliaza, armaturile coro­deaza puternic si, cu timpul, incep sa piarda din masa lor (foto 6).

In urma unei expertize tehnice, proiectul de reabilitare a fost elaborat de catre proiectantul de specialitate impreuna cu departamentul tehnic al SC Mapei Romania SRL.

Masurile luate pentru solutionarea proble­melor de mai sus au fost canalizate pe trei directii principale, Mapei fiind direct implicata in executia primelor doua.

1. Masuri de consolidare structu­rala, cu mortare speciale de reparatii si tesaturi din fibra de carbon.

2. Masuri de protejare anticoro­ziva a structurii din beton impotriva agresiunii agentilor atmosferici.

3. Masuri de reparare a caii de rulare, inlocuirea hidroizolatiilor, tratarea rosturilor de dilatare, acoperirea asfaltica.

Masuri de consolidare structurala, cu mortare speciale de reparatii si tesaturi din fibra de carbon

Masurile de consolidare structu­rala s-au concentrat asupra stalpului S1, a carui baza era puternic segregata. Practic, betonul lipsea pe o buna parte din sectiunea stalpului.

Curatarea de rugina a armaturilor a fost efectuata prin hidrosablare, procedeu ales special pentru a nu induce vibratii si degradari suplimentare ale structurii.

PH-ul armaturilor s-a readus in zona bazica prin utilizarea unui mortar de pasivizare pe baza de ciment modificat cu polimeri, Mapefer 1K, cu rol si de punte de aderenta pentru mortarele de consolidare aplicate ulterior (foto 1).

S-a trecut, apoi, la refacerea sec­tiunii din beton prin turnarea unui mortar de reparatii structurale, Mapegrout Colabile, cu proprietati mecanice similare cu cele ale beto­nului, clasa R4 de rezistenta con­form SR EN 1504-3 (R_c>45 N/mm2 la 28 zile). Mortarul a avut o consistenta fluida si granulometrie mica (dimensiunea maxima a granulei 2,5 mm) pentru a putea umple cat mai bine spatiul (foto 7).

Dupa refacerea sectiunii din beton (foto 8), s-a trecut la amorsarea suprafetei pe care urmeaza sa se aplice tesatura din fibra de carbon, folosindu-se rasina epoxi­dica Mapewrap Primer 1 (foto 9).

Dupa amorsare, suprafata s-a nivelat cu mortarul epoxidic tixo­tropic Mapewrap 12 (foto 10).

Operatiunea urmatoare a fost mon­tarea manunchiurilor de fibre meta­lice Mapewrap S Fiocco, cu scopul de a asigura conlucrarea structurala a celor doua elemente (pila de sustinere si fundatia) cu sistemul de consolidare pe baza de fibre de carbon. Fixarea manunchiurilor din fibre s-a realizat cu rasina epoxidica super fluida Epojet (foto 11).

S-a trecut, apoi, la etapa cea mai importanta a interventiei de consolidare si anume, montarea tesaturii din fibra de carbon. Primul pas a fost impregnarea suprafetei cu rasina epo­xidica fluida Mapewrap 31 (foto 12).

Aplicarea tesaturii din fibra de carbon s-a realizat numai dupa impregnarea acesteia cu aceeasi rasina fluida Mapewrap 31 (foto 13).

Alegerea tipului de tesatura din fibra de carbon a fost determinata de faptul ca sectiunea consolidata este, de fapt, un nod structural in care se dezvolta toata gama de eforturi: axiale, forta taietoare, moment inco­voietor. Tesatura aleasa a fost MapeWrap C QUADRI-AX 760/48. Un asemenea tip de tesatura are fibrele de carbon dispuse pe patru directii, ortogonale, doua cate doua si poate prelua eforturi de pe toate cele patru directii (foto 14).

Dupa montarea tesaturii din fibra de carbon, manunchiurile de fibre din otel s-au rasfirat si au fost lipite peste tesatura din fibra de carbon, cu adezivul epoxidic Mapewrap 31 (foto 15).

Masuri de protejare anticoroziva a structurii din beton impotriva agresiunii agentilor atmosferici

Dupa consolidarea structurala a viaductului s-a trecut la repararea si protejarea acestuia, pentru a-i creste durabilitatea in timp si pentru a mari intervalul de recurenta a reparatiilor.

Geometria structurii, cat si relieful specific in care se afla viaductul, au facut ca aceste operatiuni sa devina foarte dificile. Toate lucrarile au fost efectuate cu alpinisti profesionisti si s-a lucrat, aproape integral, cu oamenii suspendati de corzi. Firma care a executat lucrarile este un aplicator autorizat al sistemelor de consolidare Mapei, nefiind la prima lucrare de acest gen si anvergura.

Sistemul Mapei de protejare anticoroziva a betonului a fost urmatorul: s-a hidrosablat intreaga structura pentru a indeparta partile de beton friabile si degradate (foto 16); dupa hidrosablarea suprafetei din beton, suplimentar, s-au curatat armaturile expuse de rugina si s-au pasivizat, folosind mortarul de pasivizare Mapefer 1K.  S-au efectuat, apoi, reparatii si reprofilari locale folosind mortarul de reparatii pe baza de ciment, tixotropic, rezistent la sulfati, Mapegrout T60.

Dupa finalizarea reparatiilor, intrea­ga structura a fost protejata cu o hidroizolatie bicomponenta, flexibila, pe baza de ciment, Mapelastic Smart, care ofera o protectie ridicata a structurii impotriva agresiunii agentilor chimici. Totodata, fiind vorba despre o structura cu bolta flexibila din beton armat, dublu incastrata, cu tablier rigid, hidroizolatia are si capacitatea de preluare a fisurilor, atat cele dina­mice (clasa B4.2: deschiderea fisurilor de la 0,2 pana la 0,5 mm), cat si cele statice (clasa A5: deschiderea fisu­rilor de pana la 2,5 mm). Intregul sistem de protectie a fost aplicat, in proportie de 90%, mecanizat, folo­sind pompe speciale (foto 17).

Dupa hidroizolare s-a trecut la aplicarea unui sistem de protectie flexibil cu dublu rol, atat estetic, cat si functional, pentru protejarea impotriva razelor UV si a agresiunilor chimice. Sistemul a fost compus din Malech, o amorsa acri­lica micronizata pe baza de apa si o vopsea acrilica, flexibila, Elastocolor Pittura. Sistemul de protectie a fost aplicat in intregime mecanizat prin procedeul airless, cu ajutorul unor pompe speciale (foto 18).

Toate aceste operatii au necesitat aproximativ doua luni de munca intensa a tuturor partilor implicate. Lucrarile au fost executate in perioada septembrie – noiembrie 2011, conducand la consolidarea intregii structuri si la transformarea ei, dupa cum se poate observa din foto 19 (inainte) si foto 20 (dupa).

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 96 – septembrie 2013, pag. 8