MAPEI: Refacerea si consolidarea structurii din beton a Furnalului 5 – Arcelor Mittall Galati

MAPEI inseamna in traducere „Materiale auxiliare pentru constructii si industrie” si este unul dintre cei mai mari producatori de adezivi si substante chimice pentru industria constructiilor din lume. Dezvoltarea companiei s-a bazat pe trei principii antreprenoriale: specializarea productiei, calitatea cercetarii si prezenta internationala, fapt ce a facut posibil ca MAPEI sa ajunga, dupa mai bine de 75 de ani, unul dintre cei mai importanti producatori de materiale speciale pentru constructii pe plan mondial.

Scurt istoric

ArcelorMittal Galati (fost Sidex Galati) este cel mai mare combinat siderurgic din Romania. •  Incepand cu 2004, Sidex Galati devine parte a Mittal Steel, apoi, dupa fuziunea dintre Mittal Steel si Arcelor, in anul 2006, a rezultat ArcelorMittal, iar numele combinatului a fost schimbat in ArcelorMittal Galati. •  Combinatul a fost prevazut initial cu: doua aglomeratoare, cinci furnale din care doua cu functionare continua, doua otelarii din care una cu functionare continua, trei linii de turnare, o masina de rulare la cald si una de rulare la rece, doua masini de rulare a tablei de otel, o sectie de placare cu zinc si o fabrica de var.

Dupa aproximativ 30 de ani de la pornirea lui, trecand deja printr-un proces de refacere structurala esuat, furnalul nr. 5, unul dintre cele mai mari furnale din Europa, necesita o noua reabilitare. •  Spre deosebire de lucrarea din 2006, de data aceasta, reparatia capitala s-a realizat de catre o puternica echipa locala sprijinita de experti din cadrul diviziei de business Fiat Carbon Europe a ArcelorMittal, cu cele mai noi tehnologii si materiale de constructii. •  Performantele materialelor Mapei si solutiile tehnice oferite de consultantii nostri pentru consolidarea furnalului au determinat ca firma Mapei Romania sa castige detasat in fata celorlalti ofertanti furnizarea de produse specifice lucrarii, aplicate in baza indrumarilor sustinute.

•   Interventia la furnalul nr. 5 a constat in derularea unor lucrari ample, cu stadii diferite de realizare: montarea blocurilor carbonice, consolidarea platformei de turnare, construirea unei noi platforme pentru gurile de vant

– ce va permite, in premiera, lucrul cu echipamente motorizate – repararea grinzii skip, lucrari la caupere, construirea unui turn nou de racire fortata.

Etape in reabilitarea betoanelor:

I.       Determinarea cauzei de degradare

II.      Alegerea sistemului de reabilitare

III.     Pregatirea stratului suport

IV.     Pasivizarea armaturilor

V.      Refacerea sectiunii

VI.     Consolidarea elementelor din beton armat

I. Determinarea cauzelor de degradare

Furnalul nr. 5 din incinta ArcelorMittal Galati este realizat cu structura mixta, beton-otel.

Din cauza acumularii de gaze din trenurile de fonta, acumulari de gaze preponderent in sectiunea centrala si mai putin spre traveile marginale, structura din beton s-a degradat continuu, neexistand practic decat o masura slaba de protejare a acestor elemente. Din acest motiv, elementele deschiderilor centrale sunt mult mai afectate decat cele marginale, impunandu-se masuri extreme de reparare si consolidare.

Efectul imediat al agresivitatii chimice datorat gazelor acumulate de la caldarile de fonta topita in deschiderile centrale s-a transpus printr-o carbonatare accelerata a elementelor din beton, corodoarea armaturilor si prin efectul de marire a volumului acestora si exfolierea stratului de acoperire cu beton, toate acestea ducand in final la degradari substantiale ale elementelor.

Adancimea de carbonatare la planseul din beton armat s-a realizat prin extragerea unor carate care au fost supuse testului cu fenolftaleina concentratie 1%. S-au stabilit astfel adancimi de la 2-3 cm in unele locuri pana la aprox. 10-12 cm in alte locuri, ceea ce duce in final la concluzia ca fenomenul de carbonatare a afectat in profunzime planseul, acesta avand o grosime de aprox. 15 cm. La stalpi si grinzi, adancimea de carbonatare s-a determinat prin pulverizare succesiva de fenolftaleina concentratie 1%, aceasta ajungand in unele locuri pana la 10 cm.

Ca urmare a testelor efectuate, conform SR EN 14630-2007 s-a decis scoaterea armaturilor din mediul acid prin indepartarea completa a stratului de acoperire inclusiv cu cea. 1-2 cm dincolo de armaturi la toate elementele din beton armat.

II.  Alegerea sistemului de reabilitare s-a facut tinand cont de cauzele de degradare, de natura betoanelor precum si de compatibilitatea materialelor folosite cu stratul suport.

III. Pregatirea stratului suport s-a realizat prin procedura de hidrodemolare cu duza punctiforma la o presiune variabila de la 2500-3000 bari. in urma hidrodemolarii s-au curatat armaturile si s-a indepartat stratul de acoperire pe o zona cu cea. 1-2 cm mai mare decat cea prevazuta in proiectul initial, in acest fel s-a intrerupt contactul dintre betonul carbonatat si armatura, aceasta trecand, ca urmare a lucrarilor de pasivizare si refacere sectiune, de la mediul neutru la cel bazic.

IV. Pasivizarea armaturilor s-a realizat prin pensularea acestora, dupa o curatare prealabilain urma hidrodemolarii, cu un mortar monocomponent cu inhibitori de coroziune numit Mapefer 1K. Mortarul de pasivizare s-a aplicat si pe zonele adiacente barelor de armatura constituind o punte de aderenta sporita cu stratul de mortar pentru reprofilare.

V. Refacerea sectiunii (reprofilare) s-a realizat utilizand un mortar monocomponent, fibroranforsat, tixotropic, rezistent la sulfati, cu ductilitate mare numit Mapegrout Easy Flow GF. S-a impus folosirea mortarului mentionat datorita faptului ca este din clasa R4 conform SR EN 1504 si are rezistente ridicate la agresiuni chimice, in special la agresiunea sulfatilor. Refacerea elementelor degradate din beton armat s-a realizat aplicand straturi succesive de material de grosime variabila de la 3 cm la 5 cm. Datorita procesului de hidrodemolare, stratul suport a fost saturat cu apa, aceasta constituind o punte de aderenta suficienta pentru mortarul de reparatii.

VI. Consolidarea elementelor din beton armat ale structurii s-a realizat tinand cont de urmatorii factori:

– capacitatea  portanta  suplimentara  ce  trebuia  preluata  prin elementele compozite;

– rezistenta la temperaturi (foc) a elementelor compozite.

Datorita acestor doi factori importanti s-a ales sistemul de consolidare cu matrice cimentoasa preferata in locul celei din rasina epoxidica datorita rezistentei ridicate la temperaturi mari si la foc.

Sistemul FRP (fiber reinforced polymer), datorita faptului ca matricea este o rasina epoxidica, trebuie protejat la temperaturi si este inadecvat acestor tipuri de structuri cu expunere continua la temperaturi foarte mari. Sistemul FRCM (FRG a fiber reinforced groutsau Fabric reinforced cementition matrix) are rezistente ridicate la temperaturi si deci este adecvat acestor tipuri de structuri.

Sistemul FRCM folosit la consolidarea elementelor din beton armat ale structurii (grinzi si placi de planseu) a constat in urmatoarele materiale:

–  Planitop HDM Maxi – mortar pe baza de ciment, bicomponent, cu ductilitate mare, fibroranforsat, cu liant cu reactie puzzolanica, aplicat in straturi de maximum 25 mm pentru nivelarea substraturilor din piatra, caramida sau tuf inainte de aplicarea Mapegrid G220/ Mapegrid G120/Mapegrid B/Mapegrid C170;

–  MapeGrid C 170 – tesatura din fibre de carbon de inalta rezistenta pentru consolidarea structurilor realizate din beton, piatra, zidarie sau tuf, care confera structurii consolidate o ductilitate mai mare si o distributie uniforma a eforturilor;

–  Mapewrap C Fiocco – coarda din fibre unidirectionale de carbon de inalta rezistenta impregnate cu MapeWrap 21 pentru realizarea „conexiunilor structurale”. Acest tip de „ancore” s-au folosit pentru conectarea elementelor de consolidare compozite de la intradosul placilor cu elementele de consolidare compozite de la intradosul grinzilor si cele pentru preluarea fortelor taietoare.

Stalpii au fost consolidati in solutie mixta, confectie metalica + elemente compozite tip lamele.

SC MAPEI ROMANIA SRL
Adresa: Str. Gen. Ion Dragalina, nr. 14, Sector 5, Bucuresti
Telefon: 021 311 78 19 / 021 311 78 20,
Fax: 021 311 78 21
E-mail: office@mapei.ro, www.mapei.ro

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 102 – aprilie 2014, pag. 14