2.1.  Importancia  del  acero  de  alta  resistencia  2.2.  Aceros  de  presfuerzo  2.3.  Propiedades  del  concreto  

Ing.  Luis  Diego  Salas  

•  El  fracaso  de  los  primeros  intentos  por  presforzar  el  concreto  se  produjo  porque  no  se  emplearon  aceros  tensados  a  esfuerzos  y  deformaciones  unitarias  lo  suficientemente  altas.  

•  Los  cambios  de  longitud  de  los  elementos,  producto  del  flujo  plás>co  del  concreto  y  de  la  contracción  terminaban  por  liberar  de  esfuerzos  a  los  aceros  convencionales.  

•  Existen  múl>ples  >pos  de  aceros  de  preesfuerzo,  entre  los  que  están:  –   alambres  de  5,  6,  7  y  8  mm  de  diámetro  ;      

–  torones  de  7  hilos  de  6.3,  9.5,  11.1,  12.7  y  15.2  mm  de  diámetro      

–  torones  de  tres  hilos  –  torones  de  alambres  indentados  –  barras  deformadas  de  acero  de  alta  resistencia  

Diagrama  esfuerzo  deformación  para  aceros  de  presfuerzo  y  acero  dulce  

Diagrama  esfuerzo  deformación  para  aceros  de  presfuerzo.  

•  Para  para  todo  >po  de  acero,  independientemente  de  su  contenido  de  carbono  o  resistencia,  el  módulo  de  elas>cidad  estará  en  el  siguiente  rango:  

•  En  el  caso  del  acero  de  presfuerzo  no  existe  una  plataforma  de  fluencia  definida  tan  claramente  como  en  los  aceros  dulces  (G40-­‐G60)  

Es = 2.1×106 kg cm2

Es = 1.98 ×106 kg cm2

•  La  relajación  en  el  acero  de  presfuerzo  es  la  disminución  del  esfuerzo  bajo  deformación  constante  –  Para  alambres  o  torones  libres  de  esfuerzo:  

–  Para  acero  de  baja  relajación:  

 t:  >empo  transcurrido  (horas)  

ΔfR = fpilog t45

fpifpy

− 0.55⎛

⎝

⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟

ΔfR = fpilog t10

fpifpy

− 0.55⎛

⎝

⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟

¿Cual  módulo  de  elas>cidad  usar?  

•  Para  concretos  de  hasta  420  kg/cm2,  el  módulo  de  elas>cidad  puede  relacionarse  con  f’c  (ACI  318-­‐08):  

•  Para  concretos  con  peso  normal:  

Ec = 15200 ʹ′f c

Ec = 0.14wc1.5 ʹ′f c

•  Para  concretos  de  hasta  840  kg/cm2,  la  siguiente  expresión  desarrollada  en  la  Universidad  de  Cornell  es  más  apropiada:  

– Ec:  módulo  de  elas>cidad  (kg/cm2)  –  f’c:  resistencia  a  la  compresión  (kg/cm2)  – wc:  peso  unitario  del  concreto  (kg/m3)  

Ec = 10600 ʹ′f c + 70000( ) wc

2320⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

1.5

•  Expresiones  para  determinar  aproximadamente  la  resistencia  del  concreto  para  una  edad  dada  (medida  en  horas).  –  Para  cemento  >po  I,  con  cura  húmeda:  

–  Para  cemento  >po  I,  con  cura  a  vapor:  

ʹ′fc,t =t

4 + 0.85tʹ′fc,28

ʹ′fc,t =t

1+ 0.95tʹ′fc,28

El  flujo  plás>co  se  define  como  el  incremento  de  la  deformación  en  el  >empo  ante  carga  constante    

•  En  general  la  magnitud  del  flujo  plás>co  esta  relacionado  con  la  hidratación  de  la  pasta  de  cemento  y  esta  influenciado  por:  

– La  composición  del  concreto  

– Las  condiciones  ambientales  – El  tamaño  del  elemento  – La  carga  como  función  del  >empo  

•  Expresiones  para  determinar  la  deformación  por  flujo  plás>co  (Branson)  –  Coeficiente  de  flujo  plás>co  para  condiciones  estándar  (6”  de  espesor,  RH  =  40%,  carga  a  los  7  días,  10  cm  rev):  

–  El  coeficiente  de  flujo  plás>co  a  una  edad  t  en  horas:  

Ct =t 0.6

10 + t 0.6Cu

Cu =εcuεe

Evolución  del  flujo  plás>co  con  el  >empo  

Valores  hpicos  del  coeficiente  de  flujo  plás>co  

Corrección  del  coeficiente  de  flujo  plás>co  con  la  edad  de  carga  

Corrección  del  coeficiente  de  flujo  plás>co  con  la  humedad  rela>va  

Recuperación  del  flujo  plás>co  con  la  descarga  y  en  el  >empo    

•  Básicamente  hay  dos  >pos  de  deformación  por  pérdida  de  humedad:  

– La  deformación  plás>ca  que  ocurre  en  las  primeras  horas  después  de  colado  el  elemento  y  está  relacionada  con  la  hidratación  de  la  pasta  de  cemento.    

– La  deformación  por  secado  ocurre  después  de  que  el  concreto  ha  fraguado  y  buena  parte  del  proceso  de  hidratación  de  la  pasta  de  cemento  ha  concluido  

•  Los  principales  factores  que  afectan  la  magnitud  de  la  deformación  por  pérdida  de  humedad  son:  –  El  agregado  –  La  relación  agua  cemento  

–  El  tamaño  del  elemento  –  Las  condiciones  ambientales  

–  La  can>dad  de  refuerzo  – Adiciones  –  El  >po  de  cemento  –  Carbonatación  

•  Deformación  unitaria  por  contracción  como  función  del  >empo  (RH  =  40%,  Branson)  –  Para  cura  húmeda  después  de  7  días  de  edad,  con  εsh,u  =  800x10-­‐6  cm/cm  

–  Para  cura  con  vapor  después  de  1  a  3  días  de  edad,  con  εsh,u  =  730x10-­‐6  cm/cm:  

εSH( )t =t

35 + tεSH( )u

εSH( )t =t

55 + tεSH( )u

•  Variación  de  la  deformación  por  contracción  con  el  >empo  

•  Para  condiciones  no  estándar  de  humedad  se  introducen  los  siguientes  factores  de  modificación:  

–  Para  40%  <  RH  <  80%:  

–  Para  80%  <  RH  <  100%:  

Fsh,h = 1.4 − 0.010H

Fsh,h = 3− 0.030H