La Industrialización de la Construcción y las Nuevas ... · Matrices de alto desempeño o altas...
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Facultad de Arquitectura - Universidad ORTMontevideo, Noviembre de 2006
Dr. Arq. Paulo Eduardo Fonseca de Campos
La Industrialización de la Construccióny las Nuevas Tecnologías
La Industrialización de la ConstrucciónLa Industrialización de la Construccióny las Nuevas Tecnologíasy las Nuevas Tecnologías
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• Las crecientes necesidades de construir con rapidez, calidad y economíarapidez, calidad y economía.
• Las demandasdemandas hoy existentes (Centros Comerciales, Hoteles, Escuelas, Edificios Públicos etc. ).
• Industria de la Construcción Civil: desafíos, desafíos, necesidades y nuevos paradigmasnecesidades y nuevos paradigmas.
Un mercado en transformaciónUn mercado en transformaciónUn mercado en transformación
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Matrices de alto desempeño o altas prestaciones–– La sustitución de la cantidad por la calidadLa sustitución de la cantidad por la calidad > los
pretensados de Freyssinet y las estructuras laminares (años 1930)
– El uso intensivo de aditivos reductores de aguaaditivos reductores de agua– El empleo de materiales materiales cementícioscementícios suplementaressuplementares
(sílice activa, ceniza volante, metacaulin, polvos reactivos etc.)
– Elementos delgados de materiales compuestosmateriales compuestosreforzados con fibras
–– Componentes constructivos más ligerosComponentes constructivos más ligeros > disminución en el consumo de materiales y de cargas en las estructuras de los edificios
Las nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologías
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Hangares de Orly (1921) láminas de 9 cm - luz de 88 m
La La sustitución de la sustitución de la cantidadcantidad por la por la calidadcalidad
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Frontón Recoletos (1935) lámina de 9 cm - luz de 33 m
La La sustitución de la sustitución de la cantidadcantidad por la por la calidadcalidad
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Pabellón de Exposiciones Turín (1948) piezas de 38mm – luz 95,10 m
La La sustitución de la sustitución de la cantidadcantidad por la por la calidadcalidad
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Palacete de Deportes de Roma (1957) piezas de 25mm - diámetro 60 m
La La sustitución de la sustitución de la cantidadcantidad por la por la calidadcalidad
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2. PALACIO SALVO2. PALACIO SALVOMontevideo (1925)100mMario Palanti
1. EDIFICIO MARTINELLI1. EDIFICIO MARTINELLISão Paulo (1929)30 pisos – 130mWilliam Fillinger, Viena
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2. PALACIO SALVO2. PALACIO SALVOMontevideo (1925)100mMario Palanti
1. EDIFICIO MARTINELLI1. EDIFICIO MARTINELLISão Paulo (1929)30 pisos – 130mWilliam Fillinger, Viena
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Las nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologíasLas nuevas tecnologíasLos rascacielos en las grandes ciudades norte-americanas (década de 1970 e inicio de los años 1980) estructuras metálicas son una tipología constructiva fundamental
La respuesta de la tecnología del concreto armado década de 1980 – evolución en el sentido de una mayor resistencia mecánica (CAR)
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4. SEARS TOWER4. SEARS TOWERChicago1974 – 110 pisos – 442mSkidmore, Owings & Merrill
3. PETRONAS TOWERS3. PETRONAS TOWERSKuala Lumpur, Malaysia (1998)88 pisos – 452mCesar Pelli & Associates
2. TAIPEI 1012. TAIPEI 101Taipei, Taiwan (2004)101 pisos – 509mC.Y. Lee & Partners
1. BURJ DUBAI1. BURJ DUBAIBurj Dubai (2008)162 pisos - 808 (630)m Skidmore, Owings & Merrill
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4. SEARS TOWER4. SEARS TOWERChicago1974 – 110 pisos – 442mSkidmore, Owings & Merrill
3. PETRONAS TOWERS3. PETRONAS TOWERSKuala Lumpur, Malaysia (1998)88 pisos – 452mCesar Pelli & Associates
2. TAIPEI 1012. TAIPEI 101Taipei, Taiwan (2004)101 pisos – 509mC.Y. Lee & Partners
1. BURJ DUBAI1. BURJ DUBAIBurj Dubai (2008)162 pisos - 808 (630)m Skidmore, Owings & Merrill
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2. TAIPEI 1012. TAIPEI 101Taipei, Taiwan (2004)101 pisos – 509mC.Y. Lee & Partners
1. BURJ DUBAI1. BURJ DUBAIBurj Dubai (2008)162 pisos - 808 (630)m Skidmore, Owings & Merrill
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4. SEARS TOWER4. SEARS TOWERChicago1974 – 110 pisos – 442mSkidmore, Owings & Merrill
3. PETRONAS TOWERS3. PETRONAS TOWERSKuala Lumpur, Malaysia (1998)88 pisos – 452mCesar Pelli & Associates
2. TAIPEI 1012. TAIPEI 101Taipei, Taiwan (2004)101 pisos – 509mC.Y. Lee & Partners
1. BURJ DUBAI1. BURJ DUBAIBurj Dubai (2008)162 pisos - 808 (630)m Skidmore, Owings & Merrill
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Empire State Building, New York (1931) – 102 pisos – 381m
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La arquitectura moderna resulta de la ocurrencia de múltiplas circunstancias relacionadas con el desarrollo desarrollo progresivo de la investigación científica y tecnológicaprogresivo de la investigación científica y tecnológica, además de la radicalización de la experimentación artística y del confronto de modelos de controle del desarrollo urbano (BENEVOLO, 1985).
Arquitectura e IndustrializaciónArquitectura e IndustrializaciónArquitectura e Industrialización
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El desarrollo de la prefabricaciónEl desarrollo de la prefabricaciónEl desarrollo de la prefabricación
La respuesta de los prefabricados de concreto a las necesidades de reconstrucción de Europa después de la II Guerra
La "máquina de morar" de Le Corbusier
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La opción por el "gran panel" prefabricado de concreto como solución técnica y económica
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Las realizaciones masivas en el campo de la vivienda social
Uniformidad y rigidez en la arquitectura y en el urbanismo
Condición sine qua non: millares de unidades agrupadas
Disminución del número de elementos distintos
Flexibilidad “zero”
La “primera GENERACIÓN” (1950 a 1970)La “primera GENERACIÓN” (1950 a 1970)La “primera GENERACIÓN” (1950 a 1970)
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“Primera Generación” - FLEXIBILIDAD “ZERO”““Primera Generación” Primera Generación” -- FLEXIBILIDAD “ZERO”FLEXIBILIDAD “ZERO”
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La Grande Borne o Le Labyrinthe (Grigny, Paris – 1971)
“Primera Generación”: utopía o resignación ?““Primera Generación”: utopía o resignaciónPrimera Generación”: utopía o resignación ??
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Questionamento do modelo(1970 a 1980)
Questionamento Questionamento do modelodo modelo(1970 a 1980)(1970 a 1980)
O acidente no Edifício "Ronan Point"(1968)A crise do petróleo (1973)Não às cidades-dormitório
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Killingworth Towers (Newcastle, Inglaterra – 1987)
“Primeira Geração”: questionamento tardio““Primeira Geração”: questionamento tardioPrimeira Geração”: questionamento tardio
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Alta densidad tecnológica (1980 hasta la actualidad)Alta densidad tecnológica Alta densidad tecnológica (1980 hasta la actualidad)(1980 hasta la actualidad)
El desarrollo creciente de productos con un alto valor agregadoLa industrialización sutil a base de componentes prefabricadosAtención a la agresividad al medio ambiente y a la variación de las características de los materiales a largo plazoEl CAD-Concreto de Alto Desempeño o Concreto de Altas Prestaciones aplicado a los prefabricadosLos materiales compuestos
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Desafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la PrefabricaciónEconomía globalizadaEconomía globalizada > rapidez -calidad - economía Adecuación de la prefabricación a la mayor parte mayor parte posible del edificioposible del edificioConversión del astillero en local de montaje de partes local de montaje de partes prefabricadasprefabricadas > control del cronograma y de la productividadMáxima racionalización de la montaje (interfaces)Aumento de la “densidad tecnológica”“densidad tecnológica” de los productos
Tecnología de los materialesDesarrollo del producto
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COMPONENTESCOMPONENTESCOMPONENTES
Desafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la PrefabricaciónDesafíos de la Prefabricación
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Muros de contención (1980)
La utopía moderna del “Prefabismo” en BrasilLa utopía moderna del “Prefabismo” en Brasil
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Basuroductos (Salvador, 1987)
Canalización de cauces (1990)
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Pasarelas peatonales (Salvador/Bahia)
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Escuela municipal (Salvador, 1988)
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Planta de producción - CEDEC/EMURB (1990)
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Hospital Sarah Kubtischek Fortaleza (1991)
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Ampliaciones Hospital Sarah Kubtischek Brasília (1997)
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TCU-Tribunal de Contas de la União (Salvador, 1998)
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EL MICROCONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO Y EL MICROCONCRETO DE ALTO DESEMPEÑO Y LA PREFABRICACIÓN LIVIANALA PREFABRICACIÓN LIVIANA
Un tipo particular de concreto armado espesor médio 25mm
Comportamiento físico e mecánico próximos al del concreto armado, pero con propiedades particulares de desempeñoELEMENTOS DELGADOS PREFABRICADOS LIVIANOS
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Ensayos de resistencia
Prensa de 20 toneladas Prensa de 100 toneladas
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Resistencia a compresión x tiempo x relación a/a
15,0
35,0
55,0
75,0
95,0
115,0
135,0
0 50 100 150 200Tempo em Dias
Res
istê
ncia
em
MPa
0,235 0,330 0,570 0,235 0,330 0,570 n= 0,5
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DURABILIDAD
Fotomicrografia Fck 60 MPa - aumento 100 veces
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DURABILIDAD
Fotomicrografia Fck 115 MPa - aumento 100 veces
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Rampas prefabricadas para accesibilidad
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Revitalización de calles comerciales en São Paulo y otras ciudades
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Concretos polímerosConcretos polímerosConcretos polímerosLuminaria - Balizador
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Parada de ómnibusParada de ómnibusParada de ómnibus
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Aceras drenantesAceras Aceras drenantesdrenantes
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Aceras drenantesAceras Aceras drenantesdrenantes
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CANALIZACIÓN DE CANALIZACIÓN DE CAUCESCAUCESpiezas prefabricadas livianastransporte y montaje manualesexcavación manualflexibilidadgeneración de áreas libres lateralesaccesibilidadalcantarillado
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MUROS DE MUROS DE CONTENCIÓNCONTENCIÓN
piezas prefabricadas livianastransporte y montaje manualespequeñas contencioneseliminación de riesgos de deslizamientoaprovechamiento de las terrazas
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ESCALERAS ESCALERAS DRENANTESDRENANTESpiezas prefabricadas livianastransporte y montaje manualesflexibilidaddrenaje superficialeliminación de riesgos de deslizamientossaneamientoaccesibilidad
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ESCALERAS DRENANTESESCALERAS DRENANTES
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ESCALERAS DRENANTESESCALERAS DRENANTES
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BASURODUCTOSBASURODUCTOSpiezas prefabricadas livianas
transporte y montaje manuales
aprovechando la ley de la gravedad
eliminación de riesgos de deslizamientos
saneamiento ambiental
salud pública
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CONSORCIO AGUACHINA (Caracas, 1998)
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• Aceleran el cerramiento de los edificioscerramiento de los edificios, particularmente cuando ya vienen con los marcos incorporados
• Proporcionan condiciones de ocupación de los ocupación de los edificiosedificios en un tiempo menor que los cerramientos convencionales
• Posibilitan una amplia combinación de colores, colores, texturas y formastexturas y formas
Paneles ArquitectónicosPaneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos
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Pigmentos y áridos > nuevas mezclas de concreto
Colores y texturas > concreto lavado, concreto chorreado
Desarrollo TecnológicoDesarrollo TecnológicoDesarrollo Tecnológico
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Moldes más sofisticados
Formas más complejas
Desarrollo TecnológicoDesarrollo TecnológicoDesarrollo Tecnológico
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texturas y relievesAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales
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relieves y superficie lisaAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales
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texturas obtenidas con retardador de fraguadoAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales
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concreto lavadoAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales
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bajorrelievesAcabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales
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Concreto con revestimiento cerámico
Acabamientos superficialesAcabamientos superficialesAcabamientos superficiales
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BajorrelievesBajorrelievesBajorrelieves
Shopping Dom Pedro - Campinas
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Combinación de materialesCombinación Combinación de materialesde materiales
Concreto lavado y albañilería
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Canary Wharf - Londres
Combinación de materialesCombinación Combinación de materialesde materiales
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Juntas de vedaciónJuntas de Juntas de vedaciónvedación
VerticalesVerticales
HorizontalesHorizontales
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Sistemas de izamiento
Sistemas de Sistemas de izamientoizamiento
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Sistemas estructuralesSistemas estructuralesSistemas estructurales
Paneles portantesPaneles portantesPaneles portantes
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Paneles portantesPaneles portantesPaneles portantes
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Paneles ventiladosPaneles ventiladosPaneles ventilados
Fijación de la capa externa al panel
estructural
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Edificio administrativo en Londres
Edificios comercialesEdificios comerciales
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Centro Empresarial Nações Unidas- São Paulo
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Biblioteca y Fisioterapia – PUC Campinas /SP
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Vila Nova Marriott – São Paulo
Materiales compuestos – GRC (fibra-de-vidrio)Materiales compuestos Materiales compuestos –– GRC (fibraGRC (fibra--dede--vidrio)vidrio)
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• Investigación y desarrollo de soluciones con matrices de alto desempeño, asociadas a materiales con altísimo (carbono) y alto (inoxidable y vidrio) módulo de elasticidad
• Desarrollo de aplicaciones aprovechando el elevado desempeño de las matrices y armaduras de alta durabilidad
La tecnología del GRC y sus aplicaciones
La tecnología del GRC y sus La tecnología del GRC y sus aplicacionesaplicaciones
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• GRC o concreto reforzado con fibra de vidrio es la designación del composite a base de cemento, arena fina quartzosa, agua y fibra de vidrio álcali-resistente.
GRC - Glass Fiber ReinforcedConcrete
DEFINICIÓN
GRC GRC -- GlassGlass FiberFiber ReinforcedReinforcedConcrete Concrete
DEFINICIÓNDEFINICIÓN
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Centro Comercial Colombo (Lisboa)
GRC - Paneles ArquitectónicosGRC GRC -- Paneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos
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Centro Comercial Colombo (Lisboa)
GRC - Paneles ArquitectónicosGRC GRC -- Paneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos
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Centro Comercial Colombo (Lisboa)
GRC - Paneles ArquitectónicosGRC GRC -- Paneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos
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GRC - Paneles ArquitectónicosGRC GRC -- Paneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos
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GRC - Paneles ArquitectónicosGRC GRC -- Paneles ArquitectónicosPaneles Arquitectónicos
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Edificio “LIVE & LODGE”LUCIO Ingeniería(São Paulo)
PAINELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS
GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones
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Edificio “LIVE & LODGE”LUCIO Ingeniería(São Paulo)
PANELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS
GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones
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Hotel “IBIS -Paulista”INPAR(São Paulo)
PANELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS
GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones
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Hotel “IBIS -Paulista”INPAR(São Paulo)
PANELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS
GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones
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“Vila Nova Marriott”R. YAZBEK(São Paulo)
PANELES DE CERRAMIENTO Y BAÑOS PRONTOS
GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones
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Vila Nova Marriott – São Paulo
PPF / E10
GRC - AplicacionesGRC GRC -- AplicacionesAplicaciones
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GRC
Conector
Lana de vidrio
Paneles de GRC - Corte EsquemáticoPaneles de GRC Paneles de GRC -- Corte EsquemáticoCorte Esquemático
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ALBAÑILERÍA DE BLOQUES 200 A 250 kg/m²
PANELES DE CONCRETO 300 A 400 kg/m²
PANELES DE GRC 50 A 70 kg/m²
Soluciones para Cerramiento:Masa por m²
Soluciones para Cerramiento:Soluciones para Cerramiento:Masa por Masa por m²m²
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•• Liviandad Liviandad -- facilidad de transporte y montajefacilidad de transporte y montaje•• LigacionesLigaciones -- accesorios fabricados en acero inoxidable o accesorios fabricados en acero inoxidable o
galvanizados a fuegogalvanizados a fuego•• FijacionesFijaciones -- pernos e buchaspernos e buchas•• AislamientoAislamiento -- térmico y acústicotérmico y acústico•• CADCAD -- resistencia y durabilidadresistencia y durabilidad•• IncombustibilidadIncombustibilidad•• MoldabilidadMoldabilidad -- facilidad para se obtener detalles arquitectónicos facilidad para se obtener detalles arquitectónicos
de mayor complejidadde mayor complejidad
•• TerminaciónTerminación -- externa e interna, con marcos incorporadosexterna e interna, con marcos incorporados
Paneles de GRC - CaracterísticasPaneles de GRC Paneles de GRC -- CaracterísticasCaracterísticas
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Paneles de GRC - ProducciónPaneles de GRC Paneles de GRC -- ProducciónProducción
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Paneles de GRC - ProducciónPaneles de GRC Paneles de GRC -- ProducciónProducción
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TELECOMUNICACIONESTELECOMUNICACIONES
Integración de equipamientos en el shelter de GRC
GRC – Otras aplicacionesGRC GRC –– Otras aplicacionesOtras aplicaciones
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GRC – Producción de monobloquesGRC GRC –– Producción de monobloquesProducción de monobloques
Fabricación a través de proyección de GRC sobre armadura de fibra
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GRC – Producción de baños prontosGRC GRC –– Producción de baños prontosProducción de baños prontos
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GRC – Línea de producción de bañosGRC GRC –– Línea de producción de bañosLínea de producción de baños
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GRC – Transporte de baños terminadosGRC GRC –– Transporte de baños terminadosTransporte de baños terminados
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Hotel “CAESAR BUSINESS Paulista”
INPAR(São Paulo)
BAÑOS PRONTOS
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GRC – Baños prontos: detallesGRC GRC –– Baños prontos: detallesBaños prontos: detalles
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GRC – Baños prontos: detallesGRC GRC –– Baños prontos: detallesBaños prontos: detalles
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GRC – Baños prontos: montajeGRC GRC –– Baños prontos: montajeBaños prontos: montaje
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GRC – Baños prontos: instalacionesGRC GRC –– Baños prontos: instalacionesBaños prontos: instalaciones
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GRC – Baños prontos: detallesGRC GRC –– Baños prontos: detallesBaños prontos: detalles
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GRC –Baños prontos instaladosGRC GRC ––Baños prontos instaladosBaños prontos instalados
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GRC – Baños prontos y cocina integradaGRC GRC –– Baños prontos y cocina integradaBaños prontos y cocina integrada
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Liviandad Liviandad -- facilidad de transporte y montajefacilidad de transporte y montajeInstalacionesInstalaciones -- PEX con ligaciones puntoPEX con ligaciones punto--aa--punto punto (cuadro general)(cuadro general)FijacionesFijaciones -- pernos e buchas expansiblespernos e buchas expansiblesAislamientoAislamiento -- térmico y acústico (poliuretano)térmico y acústico (poliuretano)CADCAD -- resistencia y durabilidad (reformas)resistencia y durabilidad (reformas)IncombustibilidadIncombustibilidadTerminación totalTerminación total -- externa e interna, externa e interna, de acuerdo de acuerdo con el proyecto arquitectónicocon el proyecto arquitectónico
Baños Prontos de GRC - CaracterísticasBaños Prontos de GRC Baños Prontos de GRC -- CaracterísticasCaracterísticas
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Masa específica 1900 a 2100 kg/m3
Módulo de elasticidad 15 a 25 GPa
Resistencia a compresión 60 a 80 MPa
Resistencia a flexión 21 a 31 MPa
Resistencia a tracción (ruptura) 8 a 11 MPa
Características mecánicas de la matriz del GRC
Características mecánicas de la matriz del Características mecánicas de la matriz del GRCGRC
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La baja relación agua/aglomerante y el proceso de curado controlado disminuyen la porosidad capilar, sea en términos del volumen total, sea en relación a la continuidad de los poros capilares.
El composite de GRC presenta, en comparación con el concreto usual, una mayor resistencia química a los agentes agresivos tales como ácidos, dióxido de carbono y sulfatos.
Permeabilidad y resistencia químicaPermeabilidad y resistencia químicaPermeabilidad y resistencia química
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La presencia de la fibra de vidrio incrementa fuertemente la resistencia al impacto.Además de la fibra de vidrio descontinúa existente en el composite, puede ser acrecentada una malla de fibra de vidrio, de modo a mejorar substancialmente la resistencia a choques.El comportamiento en relación al impacto es de tipo dúctil, las fisuras no se propagan para fuera de la zona de choque, por lo que los daños son siempre localizados.
Resistencia al impactoResistencia al impactoResistencia al impacto
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El GRC es incombustible de acuerdo con la norma ASTM E136.Pruebas de incombustibilidad, propagación al fuego, extensión del fuego hechos de acuerdo con la norma británica BS 476 presentan los siguientes resultados:
Material incombustiblePropagación del fuego - Clase 0Extensión del fuego - nulaNo emisión de humo tóxico
Comportamiento frente al fuegoComportamiento frente al fuegoComportamiento frente al fuego
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“El futuro de la prefabricación ya llegó”““El futuro de la prefabricación ya llegó”El futuro de la prefabricación ya llegó”• El desarrollo creciente de productos con un alto valor
agregado• La industrialización sutil a base de componentes
prefabricados
• El CAD-Concreto de Alto Desempeño o Concreto de Altas Prestaciones aplicado a los prefabricados
• Los materiales compuestos
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• CPR - Concreto de Polvos Reactivos (CAD)• AÇO• Concreto Pretensado• Concreto Armado