Concreto: acero y aditivos

1. ESTRUCTURAS EN CONCRETO II
OBRAS CIVILES
SENA – C.D.A.E. VILLETA

2. ACERO DE REFUERZO
• Investigar :
– Proceso de fabricación del acero de refuerzo.
– Clasificación del acero de acuerdo a los minerales
que lo componen.
– Presentación comercial del acero
– Medidas, numeración, propiedades, usos.
– Precauciones para su almacenamiento en obra.
– Normas Técnicas Colombianas relacionadas

3. Proceso de fabricación del acero
• Existen procesos para obtener hierro que datan del
año 1200 a.C.
• Para producir hierro y acero son necesario cuatro
elementos principales: Mineral de Hierro, Coque,
Piedra Caliza y Aire, de estos surgirá un primer
componente llamado: arrabio.
• Se requiere de la eliminación de impurezas del
arrabio, lo cual se realiza en los altos hornos, donde
se manejan temperaturas aproximadamente de
1650oC.

4. • Avivado el fuego, se funden los tres componentes, se
produce monóxido de carbono que produce más calor
y extrae el mineral de hierro dejándolo puro.
• La caliza, siendo
menos densa flota
en el crisol,
combinándose con
las impurezas
sólidas, formando
la escoria, el cual
se extrae cada 10
minutos antes de
cada colada. https://tallereducacional.wordpress.com/trabajos-con-metales/

5. • Horno Bessemer: El proceso de
refinado se lleva a cabo mediante
chorros de aire a presión que se
inyectan a través del metal fundido
• Proceso Siemens-Martin o Crisol Abierto: Se calienta
previamente el gas combustible y el aire, por un
procedimiento regenerativo que permite alcanzar
temperaturas de hasta 1650oC
http://www.catedu.es/tecnologiautrillas/materiales/web3.htm

6. • Los Hornos de Hoyo Abierto se cargan con 1/3 parte
de chatarra (reciclaje) mediante grúas mecánicas, y
2/3 partes de arrabio líquido. Dentro del horno, se
refina por calor producido al quemar gas natural o
aceite diesel, alcanzando temperaturas mayores a los
1650oC. Durante 10 horas se mantiene la mezcla en
ebullición eliminando las impurezas y produciendo
así acero. Algunos otros elementos como silicio,
manganeso, carbono, etc., son controlados en la
proporción requerida según el acero a producir.

7. • Otros tipos de hornos son:
– Horno de Oxígeno Básico
– Horno Eléctrico
– Horno de Cubilote
– Horno de Arco Electrónico
– Horno de Refinación
– Horno de Inducción
– Horno de Aire o Crisol

8. • El método principal de trabajar el acero se conoce como
laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se
calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de
termodifusión y a continuación se hace pasar entre una serie
de rodillos metálicos colocados en pares (trenes de laminado)
que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La
distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se
reduce el espesor del acero.
• Si se requiere producir rieles
de ferrocarril o perfiles en H,
en T o en L, los rodillos tienen
estrías especiales que le
proporcionan al lingote la
forma adecuada.
http://www.uanl.mx/noticias/investigacion/laminado-en-caliente.html

9. • El sistema de colada continua, permite
producir barra que avanzan y se solidifican a
medida que se va vertiendo el metal líquido en
una lingotera sin fondo, que se alimenta
continuamente. Así se pueden formar
secciones semi acabadas sin tener que pasar
por etapas de recalentamiento y laminación de
desbaste.
http://spanish.billetccm.com/sale-1045762-continuous-casting-machine-steel-ccm-with-secondary-cooling-system.html

10. Proceso de fabricación del acero
https://www.google.com.co/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwionPXAi_jKAhWC1R4KHbDlDwc
QjB0IBg&url=http%3A%2F%2Fnuestrosmateriales.arq.upv.es%2FMateriales%2FVer%2520Acero%2520Galvanizado.htm&psig=AFQjCNFJL7kOC
WwKBQzfnHUqMCPHghJTwQ&ust=1455567984828305

11. • En la ejecución de estructuras, se emplean dos
tipos de acero:
– Acero en barra o chipas, para la elaboración de
concreto reforzado y
– Acero laminar o perfil, para las estructuras sin
recubrimiento.
http://www.arqhys.com/construccion/cables-barras-acero.html
http://fierros.com.co/guia/classifieds/view/id/448/Classifieds_page/3
http://www.montanstahl.com/es/productos/perfiles-estructurales-de-acero-inoxidable/

12. Clasificación del Acero
• Los aceros se clasifican en:
– Aceros al carbono
– Aceros aleados
– Aceros inoxidables
– Aceros de herramientas y
– Aceros de baja aleación ultrarresistentes.

13. Presentaciones Comerciales
• Chipas o rollos: En esta presentación encontramos los hierros y
alambres de 3/8" No.3 y %" No.2
• Barras lisas: Sólo se permiten en estribos, refuerzo de retracción
y temperatura o refuerzo en espiral; no puede usarse como
refuerzo longitudinal a flexión, excepto si hace parte de una malla
electrosoldada. Debe cumplir NTC 161de 12 a 18.
• Alambrón y alambre: Es acero
galvanizado y su función es la de
amarrar las estructuras en hierro, los
flejes a las barras o barra con barra. En
el caso de los traslapos se dan calibres
de 12 a 18. https://www.gerdau.com.co/PRODUCTOSYSERVICIOS.aspx

14. • Acero Figurado: Obtenido a partir de barras corrugadas,
dobladas y cortadas a medida que permiten obtener dimensiones,
formas y ángulos requeridos por el diseño estructural, facilitando su
uso, garantiza economía y reduce tiempo de armado.
• Juntas de Transferencia: Son barras lisas que permiten
trasmitir la carga entre losas de concreto. Se presentan en varias
longitudes y diámetros según requerimiento.
• Barras Cuadradas: Su sección transversal es cuadrada, tiene
bajo contenido de carbono, lo que garantiza su ductilidad y
soldabilidad.
• Platinas: Barras de sección transversal rectangular.
• Ángulos: Perfil con sección transversal en ángulo
recto. Laminado en caliente.
http://www.laminasyperfilesfc.com/platinas/

15. • Canal U: Perfil de sección en forma de U, laminado
en caliente.
• Perfil T: Perfil de sección en forma de T, en acero de
bajo carbono, laminado en caliente.
• Perfiles estructurales laminados vigas W:
Perfiles estructurales de sección I, H, W, de acero al
carbono de alta resistencia, laminado en caliente;
capacitado para resistir fuerzas axiales y momentos
flectores simultáneamente.
https://www.gerdau.com.co/PRODUCTOSYSERVICIOS.aspx

16. • Mallas Electrosoldadas: Armadura plana conformada por
grafiles de acero, dispuestos en forma ortogonal y soldados en
todos los puntos de intersección. Las mallas son usadas como
refuerzo del concreto en aplicaciones extensivas donde se necesite
garantizar la cuantía del refuerzo y alto rendimiento en la
construcción.
• Barras corrugadas: Con núcleo de sección
circular, longitud continua (rectas) en cuya
superficie existen salientes denominadas
corrugas, resaltes o estrias a lo largo de su eje
longitudinal, lo cual favorece su adherencia al
concreto. Los resaltes inhiben el movimiento
longitudinal relativo de la barra respecto al
concreto que la rodea.
https://www.gerdau.com.co/PRODUCTOSYSERVICIOS/Productos/LineasProductos/
MallaEstandarElectrosoldada.aspx

17. http://www.idrd.gov.co/sitio/idrd/sites/default/files/imagenes/3titulo-c-nsr-100.pdf

18. Propiedades y Usos
• De acuerdo con la Norma NSR-10, la estructura de una
edificación o proyecto de infraestructura debe diseñarse para
que posea la resistencia y rigidez adecuadas ante las cargas
mínimas de diseño, limitando la deformabilidad ante éstas, sin
que se vea afectado su funcionamiento.
• La NSR-10 define limitaciones en el empleo de los sistemas
estructurales de resistencia sísmica en función de la zona de
amenaza sísmica donde se encuentre localizada la edificación,
del tipo de material estructural empleado (concreto
estructural, estructura metálica, mampostería estructural o
madera), de la forma misma como se disponga el material en
los elementos estructurales según esté en posibilidad de
responder adecuadamente ante movimientos sísmicos como
los esperados por medio de su capacidad de disipación de
energía (rango inelástico)

19. • Así, el acero en la construcción, hace parte de miembros
estructurales, sea como parte del concreto reforzado, o como
estructura metálica, haciendo parte de: muros, columnas,
pantallas, vigas, entrepisos, que en conjunto cumplen con la
función de soportar cargas verticales y horizontales.
• Los sistemas estructurales reconocidos en la NSR-10, son:
– Sistemas de muros de carga: no disponen de pórticos completos.
– Sistema de pórticos: sistema de pórticos compuestos que resisten los
efectos de todas las cargas verticales y fuerzas horizontales.
– Sistema combinado: las cargas verticales son resistidas por un pórtico
esencialmente completo, y las fuerzas horizontales son resistidas por
muros estructurales o pórticos con diagonales.
http://estructuras.eia.edu.co/

20. Acero en Obra
• Recepción en obra: El recibo de obra debe hacerse
siguiendo la guía que establece las características de
las barras: Longitud, diámetro, figuración. Al momento
de descargar, las varillas no deben arrastrarse sobre el
pavimento. Se debe preparar con anticipación el lugar
donde se almacenarán antes de su utilización.
Preferiblemente, la descarga debe hacerse de forma
lateral al camión, colocando cuartones para resbalar
sobre ellos las barras.
https://www.gerdau.com.co/Portals/0/Manual%20Sismoresistencia%202012.pdf

21. • Almacenamiento: Las barras de acero, una vez lleguen a
la obra, se deben almacenar de manera que resulte fácil
encontrar la pieza deseada. Para tal fin se debe utilizar un
sistema de almacenamiento que facilite la clasificación y
garantice el cuidado de las barras antes de su utilización. Este
lugar debe elegirse con muy buen criterio, pues no solo debe
facilitar el almacenamiento o consumo, sino también debe
preverse que no cause efectos negativos sobre la estabilidad
de los terrenos donde se encuentre.
http://biblioteca.sena.edu.co/exlibris/aleph/u21_1/alephe/www_f_spa/icon/8830/p
rocesos_procedimientos_para_la_construccion.html
www.fao.org / construcción y mantenimiento de puertos y desembarcaderos

22. • El almacenamiento debiera ser una actividad de mucha
importancia en la obra puesto que de ello depende tener un
buen rendimiento en los procesos constructivos, a la vez que
se garantiza su calidad, con la protección de las varillas.
• Las barras deben almacenarse en anaqueles con buena
capacidad de carga, versátiles, con cubierta, suficientemente
largos y con soportes para que las barras ni sobresalgan ni se
caigan y queden en contacto con el suelo.
• Conviene que el acero tenga aireación y se encuentre bajo
techo o cubierto con material plástico para con ello evitar
ciclos de humedecimiento y secado que generan corrosión,
aún antes del uso del refuerzo.
http://www.acerosarequipa.com/acero-o-fierro-corrugado.html

23. Consideraciones
• Las barras de acero corrugado una vez dobladas no deben
enderezarse, ya que sólo se pueden doblar una vez. Si hay un error no
se podrá utilizar en el elemento (desechar).
• No se debe soldar las barras para unirlas. El calor generado en el
proceso de soldadura altera las características del acero y lo debilita
• . Si una barra se encuentra poco oxidada, puede ser usada en la
construcción. Se ha demostrado que el óxido, en poca cantidad, no
afecta la adherencia al concreto.
• Una varilla no puede ser utilizada cuando sus propiedades de
resistencia y de peso se vean disminuidas. Para determinar si es
posible su utilización, se debe tener en cuenta los siguiente pasos:
– Verificar que el óxido es superficial solamente.
– Limpiar el óxido con una grata o lija.
– Verificar si mantiene el peso mínimo que exige la norma.

24. Aditivos
• Los aditivos son sustancias químicas, (< 5% masa), distintos al
agua, los agregados, el cemento y los refuerzos, que se
agregan a la mezcla en estado fresco, durante el fraguado o en
estado endurecido, con el fin de aportar o modificar alguna de
sus propiedades físicas, proporcionando eficiencia al proceso
constructivo según las necesidades del constructor.
• Las características logradas mediante el uso de aditivos, que
en muchos casos no se pueden lograr por otros métodos o en
forma tan económica, son las siguientes:
– Reducción del costo de la construcción de concreto
– Aumentar las especificaciones del concreto
– Asegurar la calidad del concreto en condiciones ambientales severas
durante la etapa de mezclado, transporte, colocación y curado.
http://www.arqhys.com/construccion/aditivos-tipos.html

25. • Propiedades del concreto con aditivos:
Generalmente el concreto con aditivos es más durable,
resistente y tiende a agrietarse menos que un concreto que
no los incluya.
• En estado fresco:
– Aumento de la manejabilidad para el mismo contenido de
agua o disminución de la misma.
– Reducción de la segregación por mayor cohesividad de la
mezcla.
– Aumento de la bombeabilidad, lo que implica menor
presión de bombeo para un mismo flujo.
– Aumento del tiempo de manejabilidad
http://www.construdata.com/bc/construccion/noticias/el_concreto_y_su_papel_en
_la_construccion_de_espacios.asp

26. • Durante el fraguado:
– Retardo o aceleramiento del fraguado del concreto.
– Retardo o reducción en la generación de calor de
hidratación.
– Reducción o prevención de las grietas por contracción.
– Control de la exudación o sangrado.
http://www.imcyc.com/revistacyt/mar10/tecnologia.htm

27. • En estado endurecido:
– Aumento de resistencia en todas las edades
– Aumento de resistencia a compresión, flexión y torsión.
– Aumento de la durabilidad o resistencia a condiciones severas de
exposición
– Disminución de la permeabilidad.
– Control de la expansión causada por la reacción Álcali – Agregado.
Pdf Concreto impermeable www.mex.sika.com

28. Clasificación
de Aditivos
Tecnología del Concreto. Materiales,
Propiedades y Diseño de Mezclas – Tomo 1.
ASOCRETO. Tercera Edición.

29. Documentos y páginas de consulta
• http://datateca.unad.edu.co/contenidos/401548/CONTENIDO_EN_LINEA/leccin_4_hierro_y_acero.html
• http://biblioteca.sena.edu.co/exlibris/aleph/u21_1/alephe/www_f_spa/icon/8830/pdf/procesos_procedi
mientos_para_contruccion.pdf
• http://blog.360gradosenconcreto.com/resistencia-mecanica-del-concreto-y-resistencia-a-la-compresion/
• https://www.gerdau.com.co/Portals/0/Manual%20Sismoresistencia%202012.pdf
• http://www.acerosarequipa.com/acero-o-fierro-corrugado.html
• ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/geanrilo/docs/FIC%20y%20GEOTEC%20SEM%202%20de%202010/Tecn
ologia%20del%20Concreto%20-%20%20PDF%20ver.%20%202009/Cap.%2011%20-
%20Aditivos%20para%20morteros%20o%20concretos.pdf
• Tecnología del Concreto. Materiales, Propiedades y Diseño de Mezclas – Tomo 1. ASOCRETO. Tercera
Edición.