Ingenieria de materiales

Ingeniería de Materiales
Lesly E. Mendoza Mejía
Capitulo No II. Acero de Refuerzo
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CAPITULO II
EL ACERO DE REFUERZO.
El acero es el más importante de los metales empleados en la construcción. Está incluido en él termino
metales ferrosos clasificados como "A" en ASTM. Ellos se fabrican para llenar una amplia variedad de
especificaciones para varios usos. La composición química y la estructura interna se controlan
rigurosamente durante la fabricación. Por consiguiente la resistencia y otras propiedades mecánicas
pueden determinarse con un alto grado de confiabilidad.
Los productos ferrosos se fabrican en las plantas al tamaño y forma deseados. El producto terminado se
envía generalmente a la construcción listo para instalarse, completamente inspeccionado y ensayado.
Los materiales ferrosos se dañan muy raras veces durante el transporte debido a su resistencia y dureza,
por consiguiente, el constructor tiene poca oportunidad de controlar la calidad del hierro y el acero
comparado con los agregados, el concreto asfaltico o el concreto hidráulico, todos los cuales son
parcialmente " Manufacturados" durante su instalación en la construcción.
I. Estructura y composición
El acero parece ser liso y uniforme, pero en realidad consisten de partículas llamadas granos o cristales
que pueden distinguirse bajo del microscopio petrográfico. Los cristales se forman cuando el metal pasa
del estado, líquido al estado sólido. La estructura cristalina interna que se denomina su constitución
determina en gran parte las propiedades mecánicas del metal. Cada cristal consiste de un arreglo
simétrico de átomos que es el mismo en toda la masa del acero. Los granos o cristales no son todos
iguales porque ellos se presionan contra otros a medida que se forman, ocasionando variaciones en
tamaño, forma y arreglo, El tamaño, forma y arreglo de los cristales cuenta mucho para explicar las
diferencias de comportamiento de los diferentes aceros.
La resistencia de un metal depende de la cohesión de los átomos en cada cristal y la cohesión entre
cristales adyacentes. En este aspecto la estructura es algo semejante a los agregados por el adhesivo
(pasta) para hacer concreto. En vez de la adhesión que mantiene juntos los cristales existe una ligazón
atómica que es más fuerte. El acero por consiguiente tiene una resistencia a la tensión mucho mayor que
la combinación agregado-adhesivo.
La deformación de cualquier clase consiste en el movimiento de los átomos acercándolos en el caso de
compresión o separándolos en el caso de tensión. Los átomos arreglados muy próximos permiten más
estiramiento o en otras palabras, mas ductilidad que los arreglos atómicos menos concentrados. Hasta

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donde los átomos retienen su relación especial, aun deformados, ellos regresan a su posición original
cuando el esfuerzo cesa. Hasta donde los átomos pueden moverse y todavía volver a su posición original
es el límite de la deformación elástica. Mas allá el arreglo no puede mantenerse sin deslizamiento a lo
largo de un plano, o en planos paralelos a través de los cristales. Cualquier distorsión en este rango de
deformación es plástica o permanente.
La temperatura final y razón o rapidez de calentamiento no afectan la estructura interna al tiempo que los
materiales se funden para hacer lingotes de acero y cuando este se funde para hacer acero. El rápido
enfriamiento produce cristales grandes. Los metales con cristales grandes son más frágiles y no tienen
ductilidad o resistencia al impacto como los metales con cristales más pequeños producidos por el
enfriamiento lento.
Ningún metal ferroso es hierro puro. Todos incluyen otros elementos que tienen grandes efectos sobre las
propiedades del metal, aun si están presentes es pequeñas cantidades. El contenido químico se
determina por la mena de hierro, la forma en que el metal se calienta y los elementos adicionados. Las
menas de hierro contienen porcentajes variables de manganeso, silicio azufre y puede o no contener
fosforo. El carbón proviene del coke combustible y puede agregarse más carbón al metal fundido. El
exceso de azufre puede removerse por la adición de manganeso.
Generalmente hablando, entre más largo o más caliente es el tratamiento en el alto horno así disminuye
el porcentaje de carbón, manganeso, fosforo, silicio y azufre. Los incrementos se hacen agregando el
elemento deseado al metal en estado líquido y pueden agregarse otros elementos al metal líquido.
II. Producción del acero:
El primer paso en la fabricación del acero es producir un hierro de baja calidad en un horno de operación
continua llamado Alto Horno (existen otros procesos como el de oxigeno básico, de arco eléctrico o el de
vacío). La mena de hierro, el coke (carbón) y la piedra caliza se cargan continuamente por la parte
superior. La mena de hierro es un óxido de hierro de la naturaleza mezclado con roca o suelo llamado
ganga. El carbón (coke) se produce calentando carbón de piedra para quitarle las impurezas y así arde
con mayor calor que el carbón original. La piedra caliza es un tipo de roca que se encuentra en la
naturaleza. Quemando el coke (carbón) y apoyando la combustión con un fuerte ahorro de aire caliente
se funde el hierro y la caliza a una temperatura de alrededor de 815 ºC. El calor funde el hierro, lo libera
dl oxígeno y se forma monóxido de carbono que proporciona carbono al hierro líquido.

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La fusión permite la separación del hierro de la ganga que se combina con la caliza derretida para formar
la escoria. El hierro es mucho más pesado que la escoria de modo que hay una separación natural de los
dos a medida que se funden. El hierro se remueve por una compuerta cerca del fondo y la escoria por
una compuerta ligeramente más alta. Estas se remueven una media docena de veces por cada 24 horas
de operación. El hierro fluye hacia moldes preparados llamados lingoteras y allí se le permite que se
solidifique en formas llamadas lingotes o se coloca en un "ladle" (molde) mientras está aún en estado
líquido para ser refinado como acero. En cualquier caso el producto de los altos hornos se llama acero
primario, lingote o arrabio.
Los componentes como el fosforo y el azufre se reducen a menos del 0.05% en el acero; el contenido de
manganeso se reduce a cantidades de 0.2 al 2.0%; el silicio del 0.01 al 0.35%. Las cantidades finales
dependen de las especificaciones del acero. El carbono es el elemento básico al controlar las
propiedades del acero ordinario llamado acero al carbono. La resistencia y la dureza crecen al
incrementarse el carbón hasta alrededor del 1.2%. La fragilidad crece y la durabilidad disminuye cuando
se aumenta el carbono. Generalmente una cantidad menor que el 1.2% se especifica con el fin de
obtener un producto satisfactorio en todos los aspectos.
El acero se define como la unión química de hierro y carbono (el carbono es en realidad menos que el 2%
por peso) más otros elementos.
El acero contiene además del carbono, manganeso, silicio, fosforo y azufre. Estos se consideran
impurezas porque generalmente deben reducirse por debajo de las cantidades encontradas en la mena
de hierro. Sin embargo cada uno de ellos mejora el producto final cuando está presente en la cantidad
correcta. En algunos casos , debido a las características de la mena de hierro, hay una deficiencia en uno
o varios de tales elementos por lo que deben agregarse al acero fundido.
Cualquier elemento agregado se considera como un elemento de aleación, pero cuando sólo uno de los
cinco elementos está comprendido, el acero no se considera una aleación. Otros elementos pueden
agregarse para dar ciertas cualidades al acero. Esas son llamadas también elementos de aleación y el
acero que resulta es un acero de aleación. El acero se ensaya a intervalos durante el proceso y se hacen
los ajustes correspondientes. Los elementos de aleación se agregan justo antes de que la fusión sea
vaciada del horno a la cuba. El acero puede caer vertido directamente de la cuba a los moldes para hacer
fundiciones. El acero comparado con el hierro es más fuerte y más duro, pero más caro.
La mayor parte del acero se vierte en moldes de lingote antes de su posterior moldeo.

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Las propiedades del acero están influenciadas por la operación mecánica que cambia el lingote a una
forma utilizable; estas operaciones son las de laminado, estirado, forjado y fundido, Todas las
operaciones, excepto el fundido se hacen mientras el acero está en condición plástica a temperaturas de
alrededor de 1090ºC o tan bajas como la temperatura ambiente, La operación se llama trabajo en
caliente o trabajo en frio.
III. Clasificación del Acero
Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que producen distintos
efectos en el Acero :
ACEROS AL CARBONO
Más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de
carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos
fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las
estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.
ACEROS ALEADOS
Estos aceros contienen una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además
de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros
de aleación se pueden subclasificar en :
Estructurales Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como
engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de edificios,
construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido
de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.
Para
Herramientas
Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar
metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir
herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar.
Especiales Los Aceros de Aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un
contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y
alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de
vapor, engranajes, ejes y rodamientos.

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ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARRESISTENTES
Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son
más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los
costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia
mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros
de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo
que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja
aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos
edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su
resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.
ACEROS INOXIDABLES
Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen
brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y
gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa
resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en
arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las
tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para
cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o
sustituir huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de
preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los
alimentos y pueden limpiarse con facilidad.
IV. Acero de refuerzo:
Definición
El acero de refuerzo estructural es un material producto de la aleación de hierro, carbono y pequeñas
cantidades de silicio, fósforo, azufre y oxígeno, cuya variación en su contenido le aporta características
específicas al material. Las barras de acero estructural son piezas de acero laminado, de sección
transversal circular, hexagonal o cuadrada. Se clasifican de acuerdo a su límite de fluencia (grado) y a su
acabado (lisa o corrugada). Este material es utilizado en la construcción para agregar resistencia a otro
material, resulta ser un material excelente debido a su alta resistencia a la tensión y a las pequeñas

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cantidades que son requeridas para absorber los esfuerzos de tensión. Esto constituye una de las más
importantes funciones del acero en la industria de la construcción. Adicionalmente al uso del acero para
resistir esfuerzos de tensión en elementos estructurales, el acero también es utilizado para otras
funciones, entre las que se pueden mencionar:
a) Resistir parte de los esfuerzos de compresión. Un buen ejemplo es el caso de las columnas de
concreto sometidas a cargas axiales elevadas. Puesto que la resistencia a la compresión del
acero es mucho mayor que la del concreto, el acero es usado para reemplazar parte del concreto
y reducir las dimensiones de las columnas en áreas donde el espacio es crítico. También en
vigas, el acero es utilizado muy a menudo en las zonas de compresión.
b) Resistir el agrietamiento en el concreto, o dicho en otras palabras, permitir que las grietas en
miembros de concreto sean más numerosas y más pequeñas, en vez de la aparición de unas
pocas pero enormes grietas.
I. Clases de Acero de refuerzo.
Según las especificaciones ASTM, las varillas de refuerzo son fabricadas en tres clases de acero: de
Lingote (ASTM A615), de riel (ASTM A616) y de eje (ASTM A617)
En la actualidad en el mercado nacional se utiliza el acero de baja aleación en la industria de la
construcción, por lo que se utiliza la norma ASTM A 706/A 706M – 04b “Especificación Estándar para
Barras de Acero Lisas y Corrugadas de Baja Aleación para Refuerzo de Concreto, como referencia de
control para este tipo de acero”.
El tipo más común de acero de refuerzo está formado por varillas redondeadas. Las varillas se pueden
conseguir en un amplio rango de diámetros que van desde 3/8 de pulgada hasta 1 3/8 de pulgada, y para
casos especiales dos varillas de diámetros más grande de más o menos 1 3/4 y 2 1/4 de pulgada. Las
varillas se denominan por lo general por un número, el cual corresponde aproximadamente al número de
octavos de pulgada que tiene su diámetro nominal. Así por ejemplo, la varilla de diámetro nominal de 3/8
de pulgada se denomina por el Nº 3; la varilla de 1 pulgada se denomina Nº 8.
El diámetro nominal de una varilla corrugada es definida por la ASTM, como el diámetro de una varilla lisa
que tenga el mismo peso por unidad de longitud. En la tabla Nº1 se muestra el rango de varillas
corrugadas producidas de acuerdo a las normas ASTM A 615.

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Tabla N°1. Números de Designación, Pesos Nominales y Dimensiones Nominales para
Barras Corrugadas, ASTM A 6151
A
Los números de designación de las barras están basados en la cantidad de octavos de pulgada incluidos en el diámetro nominal
de la barra (Para los números de designación de la barrase ha aproximado el número de milímetros del diámetro nominal de la
barra).
B
Las dimensiones nominales de una barra corrugada son el equivalente a los de una barra lisa redonda con el mismo peso
[masa] por pie [metro] que el de una barra corrugada.
II. Grados del Acero.
Las varillas se pueden conseguir en cuatro diferentes grados o resistencias, grados 40, 60, 75 y 80 cuyas
resistencias especificadas a la fluencia son de 40,000, 60,000, 75,000 y 80,000 lb/pul2 respectivamente
(2,800, 4,200, 5,250 y 5, 500 kg/cm2). El ACI permite la utilización de varillas corrugadas del Nº 11, Nº14
siempre que se adecuen a las especificaciones de la norma ASTM A615, con los requisitos adicionales
de que el esfuerzo de fluencia sea el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria del 0.35%, y
1
Fuente: Norma ASTM A 615–04b,“Especificación Estándar para Barras de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas para Refuerzo
del Concreto”, para acero al carbono, y A 706/A 706M–04b,“Especificación Estándar para Barras de Acero Lisas y Corrugadas de
Baja Aleación para Refuerzo del Concreto”, para acero de baja aleación, siendo la misma Tabla para ambos aceros.
No. de
Designa
ción
de
Barra
A
Peso Nominal,
lb/pie
[Masa nominal,
kg /m]
Dimensiones Nominales
B
Requerimiento de corrugaciones, en mm (plg)
Diámetro
pulg [mm]
Área de la
sección
transversal
pulg
2
[mm
2
]
Perímetro
pulg [mm]
Espaciamiento
máximo
promedio
Altura mínima
promedio
Ancho máximo
de separación sin
corrugas (cordon
de 12.5% del
perímetro
nominal
3 [10] 0.376 [0.560] 0.375 [9.5] 0.11 [71] 1.178 [29.9] 6.7 (0.262) 0.38 (0.015) 3.6 (0.143)
4 [13] 0.668 [0.994] 0.500 [12.7] 0.20 [129] 1.571 [39.9] 8.9 (0.350) 0.51 (0.020) 4.9 (0.191)
5 [16] 1.043 [1.552] 0.625 [15.9] 0.31 [199] 1.963 [49.9] 11.1 (0.437) 0.71 (0.028) 6.1 (0.239)
6 [19] 1.502 [2.235] 0.750 [19.1] 0.44 [284] 2.356 [59.8] 13.3 (0.525) 0.97 (0.038) 7.3 (0.286)
7 [22] 2.044 [3.042] 0.875 [22.2] 0.60 [387] 2.749 [69.8] 15.5 (0.612) 1.12 (0.044) 8.5 (0.334)
8 [25] 2.670 [3.973] 1.000 [25.4] 0.79 [510] 3.142 [79.8] 17.8 (0.700) 1.27 (0.050) 9.7 (0.383)
9 [29] 3.400 [5.060] 1.128 [28.7] 1.00 [645] 3.544 [90.0] 20.1 (0.790) 1.42 (0.056) 10.9 (0.431)
10 [32] 4.303 [6.404] 1.270 [32.3] 1.27 [819] 3.990 [101.3] 22.6 (0.889) 1.63 ( 0.064) 12.4 (0.487)
11 [36] 5.313 [7.907] 1.410 [35.8] 1.56 [1006] 4.430 [112.5] 25.1 (0.987) 1.80 (0.071) 13.7 (0.540)
14 [43] 7.65 [11.38] 1.693 [43.0] 2.25 [1452] 5.32 [135.1] 30.1 (1.185) 2.16 (0.085) 16.5 (0.648)
18 [57] 13.60 [20.24] 2.257 [57.3] 4.00 [2581] 7.09 [180.1] 40.1 (1.580) 2.59 (0.102) 21.9 (0.864)

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que el refuerzo cumpla con los requisitos de las pruebas de tensión y de doblado de los requisitos
complementarios de las especificación ASTM A615. La tabla Nº2 muestra los requisitos mínimos de
resistencia a la fluencia y a la tensión, de elongación y de doblez, según las normas ASTM, para las
diferentes clases de acero
En la tabla N°3 y 4, Se muestran los requerimientos de Tensión para Barras de Acero de Baja Aleación y
la designación del Número de la Barra Deformada, Peso Nominal [Masas], Dimensiones Nominales, y
Requerimientos de Deformación, para este tipo de acero.
III. IDENTIFICACION DE LAS VARILLAS
Para que las varillas de refuerzo, de diversos grados y diámetros, sean fácilmente distinguibles, todas las
varillas corrugadas deben estar marcadas con señas especiales en la superficie de un lado de las varillas,
moldeadas durante su fabricación. Estas marcas identifican:
a) La fábrica productora (usualmente una inicial),
b) El calibre de la varilla (del Nº 3 al Nº 18),
c) El tipo de acero empleado en la fabricación (N para aceros de lingote, una riel como símbolo o I
para los aceros de riel, A para los aceros de eje), y
d) En el caso de las varillas de grado 60 ó 75, estas se identifican colocando el numero 60 ó 75, o
bien por un sistema de líneas continuas, una línea para el grado 60 y dos líneas para el grado 75,
las que deben ir en medio de las corrugaciones. Estas líneas continuas son más pequeñas que
las corrugaciones. En la figura No 1 se muestra los requisitos físicos exigidos por las normas
ASTM para la identificación del acero de refuerzo. Ver figura No 1

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Tabla N°2. Requerimientos de Tensión para Barras de Acero al Carbono
2
Grado 40 [280]
A
Grado 60 [420] Grado 75 [520]
B
Resistencia mínima a Tensión, psi [MPa]
Resistencia mínima a Fluencia, psi, [MPa]
Elongación mínima en 8 pulg [203.2mm], por
ciento:
N° de Designación de Barra
3 [10]
4, 5 [13, 16]
6 [19]
7, 8 [22, 25]
9, 10, 11 [29, 32, 36]
14, 18 [43, 57]
60 000 [420]
40 000 [280]
11
12
12
-
-
-
90 000 [620]
60 000 [420]
9
9
9
8
7
7
100 000 [690]
75 000 [520]
-
-
7
7
6
6
A
Barras Grado 40 [280] son proporcionadas solo en tamaños 3 hasta 6 [10 hasta 19].
B
Barras Grado 75 [520] son proporcionadas solo en tamaños 6 hasta 18 [19 hasta 57].
Tabla N°3. Requerimientos de Tensión para Barras de Acero de Baja Aleación
3
Resistencia a Tensión, min, psi [MPa] 80 000 [550]
A
Resistencia a Fluencia, min, psi, [MPa] 60 000 [420]
Resistencia a Fluencia, max, psi, [MPa] 78 000 [540]
Elongación en 8 pulg [203.2mm], min, %
Designación de Barra No.
3, 4, 5, 6 [10, 13, 16, 19] 14
7, 8, 9, 10, 11 [22, 25, 29, 32, 36] 12
14, 18 [43, 57] 10
A
La resistencia a la tensión no deberá ser inferior a 1.25 veces la resistencia de fluencia
actual.
2
Fuente: Norma ASTM A 615–04b, “Especificación Estándar para Barras de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas para Refuerzo
del Concreto”, Tabla N° 2.
3
Fuente: Norma ASTM A 706/A 706M–04b, “Especificación Estándar para Barras de Acero Lisas y Corrugadas de Baja Aleación
para Refuerzo del Concreto”, Tabla N° 3.

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Tabla 4 Designación del Número de la Barra Deformada, Peso Nominal [Masas], Dimensiones
Nominales, y Requerimientos de Deformación.
No.
Designación
de BarraA
Peso Nominal,
lb/pie [Masa
Nominal, kg/m]
Dimensiones NominalesB
Requerimientos de Deformación, pulg. [mm]
Diámetro, pulg
[mm]
Área de la
Sección
Transversal
pulg.2 [mm2]
Perímetro, pulg.
[mm]
Máximo
Promedio
Espaciado
Altura mínima
media
Separación
máxima
(Acorde del
12.5% del
perímetro
nominal)
3 [10] 0.376 [ 0.560] 0.3750 [ 9.5] 0.11 [ 71] 1.178 [ 29.9] 0.262 [ 6.7] 0.015 0.38] 0.143 [ 3.6]
4 [13] 0.668 [ 0.994] 0.5000 [12.7] 0.20 [ 129] 1.571 [ 39.9] 0.350 [ 8.9] 0.020 [0.51] 0.191 [ 4.9]
5 [16] 1.043 [ 1.552] 0.6250 [15.9] 0.31 [ 199] 1.963 [ 49.9] 0.437 [11.1] 0.028 [0.71] 0.239 [ 6.1]
6 [19] 1.502 [ 2.235] 0.7500 [19.1] 0.44 [ 284] 2.356 [ 59.8] 0.525 [13.3] 0.038 [0.97] 0.286 [ 7.3]
7 [22] 2.044 [ 3.042] 0.8750 [22.2] 0.60 [ 387] 2.749 [ 69.8] 0.612 [15.5] 0.044 [1.12] 0.334 [ 8.5]
8 [25] 2.670 [ 3.973] 1.0000 [25.4] 0.79 [ 510] 3.142 [ 79.8] 0.700 [17.8] 0.050 [1.27] 0.383 [ 9.7]
9 [29] 3.400 [ 5.060] 1.1280 [28.7] 1.00 [ 645] 3.544 [ 90.0] 0.790 [20.1] 0.056 [1.42] 0.431 [10.9]
10 [32] 4.303 [ 6.404] 1.2700 [32.3] 1.27 [ 819] 3.990 [101.3] 0.889 [22.6] 0.064 [1.63] 0.487 [12.4]
11 [36] 5.313 [ 7.907] 1.4100 [35.8] 1.56 [1006] 4.430 [112.5] 0.987 [25.1] 0.071 [1.80] 0.540 [13.7]
14 [43] 7.65 [11.38] 1.6930 [43.0] 2.25 [1452] 5.32 [135.1] 1.185 [30.1] 0.085 [2.16] 0.648 [16.5]
18 [57] 13.6 [20.24] 2.2570 [57.3] 4.00 [2581] 7.09 [180.1] 1.58 [40.1] 0.102 [2.59] 0.864 [21.9]
A
El número de la Barra se basa en el número de octavos de pulgada incluido en el diámetro nominal de las barras [número de la barra aproximado al
número en milímetros del diámetro nominal de la barra].
B
Las dimensiones nominales de una barra deformada es equivalente a las de una simple barra redonda
teniendo el mismo peso [masa] por pie [metro] de la barra deformada.
IV. CORRUGACIONES.
Para que la acción conjunta entre el acero y el concreto tenga su máxima eficacia, es importante que
ambos materiales se deformen juntos; esto es, que exista una adherencia suficientemente fuerte entre
ellos para que no se produzcan movimientos relativos entre el acero y el concreto que lo rodea. Esta
adherencia proviene de la adhesión química que se desarrolla en la superficie de contacto entre el acero
y el concreto, de la fricción entre el acero y el concreto, y fundamentalmente por las corrugaciones poco
espaciadas en la superficie lateral de las varillas de refuerzo. Los requisitos mínimos de estas
corrugaciones, en cuanto a sus separaciones y sus salientes, han sido determinados a través de
extensos programas de investigación experimental y están indicados en las normas ASTM. Estos
requisitos mínimos son mostrados en las tablas Nº 1 y 4.

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Figura No 1 Tipos de marcas en las varillas de refuerzo
Las varillas de poca resistencia muestran tres marcas ( no existe la marca correspondiente al grado.)
I. Fabrica productora (usualmente una inicial)
II. Calibre de la varilla (No 3 al No 18)
III. Tipo de acero ( N para lingote, A para eje, I para riel)
Las varillas de alta resistencia deben también mostrar las marcas correspondientes al grado:60 ó una línea para grado 60,75
ó dos líneas para grado 75
Las líneas que identifican el grado son más pequeñas que las corrugaciones principales de las varillas y están ubicadas en
medio de ellas
Sistema de líneas continúas
Corrugaciones
principales
Inicial que
identifica la fábrica
Calibre de la varilla
Tipo de acero,
(lingote)
Dos líneas
Una línea
Grado 60 Grado 75
60 75
Corrugaciones
principales
Inicial que
identifica la fábrica
Calibre de la varilla
Tipo de acero,
(lingote)
Marca del grado
Sistema de número

12
Los diferentes fabricantes utilizan diversas configuraciones que en general satisfacen estos requisitos. La
figura Nº2 muestra una variedad de tipos usuales de corrugaciones.
Figura No 2. Diversos tipos de corrugaciones aceptadas por ASTM
ASTM C 706 específica en el capítulo 7: Que las corrugas deberá ser espaciadas a lo largo de la barra a
distancias sustancialmente uniformes. Las corrugas en lados opuestos de la barra deberá ser similares en
tamaño, forma, y patrón.
Las corrugas deberá ser colocadas con respecto al eje de la barra a modo que el ángulo incluido no sea
menor de 45°. Donde la línea de corrugas forme un ángulo con el eje de la barra desde 45 a 70°
inclusive, las corrugas deberán revertir alternativamente su dirección en cada lado, o aquellas de un lado
deberán ser revertidas en dirección desde aquellas del lado opuesto. Donde la línea de corruga este
sobre 70°, la reversión en la dirección no deberá ser requerida.
El espacio promedio o distancia entre corrugas de cada lado de la barra no deberá exceder siete
decimas del diámetro nominal de la barra.
La longitud total de la corruga deberá ser tal que la separación entre extremos de las corrugas (medida
como una cuerda) en los lados opuestos de la barra no excedan 12½ % de perímetro nominal de la barra.
Donde los extremos terminan en una nervadura longitudinal, el ancho de la nervadura longitudinal deberá
ser considerando la brecha. Donde más de dos nervaduras longitudinales se hallen involucradas, el
ancho total de todas las nervaduras longitudinales no deberá exceder 25% del perímetro nominal de la
barra. El perímetro nominal de la barra deberá ser 3.1416 veces el diámetro nominal.
El espaciamiento, altura, y brecha de la corruga deberá ser conforme a los requerimientos prescritos en la
Tabla No 1.

13
Mediciones de Corrugas (según ASTM C 706, capitulo 8)
El espacio promedio de las corrugas deberá ser determinado midiendo la longitud de un mínimo de 10
espacios y dividiendo esa longitud por el número de espacios incluidos en esa medición. La medición
deberá comenzar de un punto en una corruga al comienzo del primer espacio hasta un punto
correspondiente en una corruga después del último espacio incluido. La medición de espacios no deberá
ser hecha sobre un área de la barra que contenga marcas de símbolos, incluyendo letras o números en la
barra.
La altura promedio de las corrugas deberá ser determinada desde mediciones hechas en no menos de
dos corrugas típicas. Las determinaciones deberán estar basadas en tres mediciones por corruga, una al
centro de la longitud total y las otras dos en los cuartos puntos de la longitud total.
Altura insuficiente, cobertura circunferencial insuficiente, o espaciamiento excesivo de corrugas no deberá
constituir causa de rechazo a menos que haya sido claramente establecido por las determinaciones, en
cada lote probado (Nota 2), que la altura típica de la corruga, brecha, o espaciamiento no sea conforme a
los requerimientos mínimos prescritos en la Sección 7. Los rechazos no deberán que ser hechos en base
a las mediciones si menos de diez corrugas adyacentes en cada lado de la barra son medidas.
Nota 2 – Como es usado en 8.3, el término “lote” deberá significar que todas las barras de un tamaño de barra y patrón de corruga
contenido en un envío u orden de envió.
V. Curva esfuerzo deformación.
La mayoría de las propiedades mecánicas del acero se obtienen directamente de las curvas esfuerzo-
deformación, las cuales se determinan de la prueba de tensión simple. Entre las características
importantes se tienen: el límite elástico proporcional, la resistencia a la fluencia, la resistencia máxima y
las propiedades de endurecimiento por deformación.
La figura Nº3 muestra curvas típicas esfuerzo-deformación para aceros grados 40, 60 y 75. La primera
porción de las curvas es lineal, con una pendiente del orden de 2X106 kg/cm2 (módulo de elasticidad). El
límite superior de esta primera porción es conocido como límite de proporcionalidad. A un nivel de
esfuerzo ligeramente más alto que este, el acero alcanza su punto de fluencia, el cual es generalmente
bien definido para los aceros grado 40 y 60, pero no para el acero grado 75. Para los casos cuando no se
presenta un punto de fluencia definido, las normas ASTM definen un punto de fluencia equivalente, como
el esfuerzo en el cual la deformación unitaria tiene un valor de 0.5%, para las varillas de grado 40 y 60. El
reglamento

14
Dnom
Angulo de resalte
de corrugas
Separación
Separación
45°
45°45°
45°
Medición de la altura de los resaltes vista
en una sección transversal de la barra
Espaciamiento de los resaltes del corrugado
Medición de la separación entre extremos de los
resaltes, vista en la sección transversal de la barra

15
ACI define la resistencia de fluencia, como el esfuerzo correspondiente a una deformación unitaria de
0.35% para el grado 75.
Figura Nº 3. Curvas Esfuerzo-Deformación del Acero.
El punto de fluencia marca el inicio de una segunda porción de la curva esfuerzo-deformación, la cual se
caracteriza por grandes incrementos de deformación sin que exista ningún incremento de esfuerzo (zona
de fluencia).
Esta zona de fluencia es mayor para el acero grado 40, en cuyo caso puede extenderse unas 10 o más
veces la deformación correspondiente al punto de fluencia.
Esta mesa de fluencia es seguida por una región de " endurecimiento por deformación", zona en donde el
acero recupera un cierto grado de rigidez, y para que se continúe deformando es necesario incrementar
el esfuerzo. La relación entre el esfuerzo y la deformación es no lineal para esta zona. El límite de
máximo esfuerzo de esta porción, de la curva es denominado como "resistencia a la tensión" y marca el
inicio de la última porción de la curva, la cual está caracterizada por un proceso de estrangulamiento que
ocurre en una pequeña zona de la probeta y que finaliza con la ruptura del material en la zona de
estrangulamiento. Esto ocurre a una deformación unitaria bastante grande, del orden del 20% para acero
A 615 Grado 75
A 615 Grado 60
A 615 Grado 40
Deformación
E
s
f
u
e
r
z
o

16
grado 40 y del 13% para acero grado 60 y 8% para acero grado 75. Esto muestra el alto grado de
ductilidad que exhibe el acero.
VI. Doblado del acero de refuerzo
DOBLADO DEL ACERO
La misión del doblado del acero es dar forma definitiva a los estribos o barras con sus ganchos que
conformaran la armadura de refuerzo en miembros de concreto reforzado. Es una operación importante
porque las tolerancias definitivas en la posición de las armaduras dentro del encofrado previo al vaciado
del concreto dependerán de la forma de los ganchos y de las barras longitudinales, así como de las
dimensiones de los estribos que las amarran, además, el doblado debe realizarse con mucha precisión y
total eficacia para no tener que realizar eventualmente, la rectificación de las formas, incluyendo el
desdoblado, que no se considera una buena práctica. Estos dobleces deben tener un diámetro adecuado
para no dañar el acero (Ver figuras 4, 5 y 6). Por esta razón, el Reglamento ACI especifica diámetros de
doblez (D) mínimos que varían según se formen dobleces a 90º, 135º ó 180º.
El gancho: estándar según lo que establece el ACI 318, cap.7, significa, un doblez de 180° más una
extensión de 4 db, pero no menos de 65 mm en su extremo libre de barra
Un doblez de 90° más una extensión de 12 db en el extremo libre de la barra, ver figura No 7 y 8, en este
reglamento todas las disposiciones relativas a los diámetros de las barra, se basan en las dimensiones
nominales del refuerzo, estas equivalen a las de un áreas circular que tiene el mismo peso metro lineal
que los tamaños de las barras. El área de las secciones transversales del refuerzo se basa en las
dimensiones nominales.
Los ganchos estándar de estribos están limitados a barras No 25 o menores, y el gancho de 90° con una
extensión de 6 db está limitado además a barras No 16 o menores, en ambos.
Figuras No 4 y 5. Dobleces en acero de refuerzo

17
Figura No 6 Procedimiento de doblado de acero de refuerzo
Figura No 7. Definición de gancho y doblez

18
Figura No 8, Ganchos y dobleces
Para estribos y ganchos de estribos, estan limitadas a barras No 25 o menores, y el gancho de 90° con
una extensión de 6 db esta limitado ademas a barras No 16 o menores, en ambos casos como resultado
de investigaciones que demuestran que los tamaños mayores de barras con ganchos de 90° y
extensiones de 6 db, tienden a salirse bajo cargas elevadas:
a) Barra No 16 y menor, doblez de 90° mas 6 db de extensión en el extremo libre de la barra
b) Barra No 25 y menores, doblez de 135° mas extensión de 6 db, en el extremo libre de la barra,
Ver figura No 9
Los dobleces estandar de las barras de refuerzo se describen en terminos del diametro interior de
doblado, ya que este resulta mas facil de medir que el radio de dicho doblez. Los factores principales
que afectan el diametro minimo de doblado son la capacidad del acero de doblarse sin romperse y la
prevención del aplastamiento del concreto dentro del dobles.
db
db
12 db
4 db o 65 mm min.
L dh

19
Figura No 9. Estribos y ganchos de amarre
Todo refuerzo debe doblarse en frio, a menos que el profesional facultado para diseñar permita otra cosa.
Ningún refuerzo parcialmente embebido en el concreto puede doblarse en la obra, excepto cuando así se
indique en los planos de diseño o lo permita el profesional facultado para diseñar.
Ensayo de doblez
El espécimen de prueba para doblez deberá resistir siendo doblado alrededor de un pin sin grietas en el
radio exterior de la porción doblada. Los requerimientos para grado de doblado y tamaños de pines son
prescritos en las Tabla No 5 y 6 se muestran los requerimientos de estas pruebas,
TABLA No 5 Requerimientos de Prueba de Doblado, (norma ASTM C 615)
Designación de Barra
No
Diámetro de pin para Prueba de Doblado
A
Grado 40 [280] Grado 60 [420] Grado 75 [520]
3, 4, 5 [10, 13, 16]
6 [19]
7, 8 [22, 25]
9, 10, 11 [29, 32, 36]
14, 18 [43, 57] (90
0
)
3½d
B
5d
-
-
-
3½d
5d
5d
7d
9d
-
5d
5d
7d
9d
A
Prueba de doblado 180° a menos que señale de otra forma.
B
d = diámetro nominal del espécimen.
12 db
6 db
Doblez a 135°Doblez a 90°

20
TABLA No 6 Requerimientos de Prueba de Doblado, (norma ASTM C 706)
Designación de Barra No Diámetro de pin para Prueba de Doblado a 180°
3, 4, 5 [10, 13, 16]
6 ,7, 8 [19,22, 25]
9, 10, 11 [29, 32, 36]
14, 18 [43, 57] (90
0
)
3
A
4d
6d
8d
A
d = diámetro nominal del espécimen.
VII. Especificaciones
Acero de refuerzo:
El acero de refuerzo deberá ser corrugado, excepto en espirales de acero de preesfuerzo en los cuales
se puede utilizar refuerzo liso, y se puede utilizar refuerzo consistente en perfiles de acero estructural o
en tubos y elementos tubulares de acero de acuerdo con las especificaciones de ACI 318. Fibras de
acero deformadas discontinuas serán permitidas solamente para resistir cortante bajo condiciones
especiales ( ACI cap. 11.4.6.3)
Las barras de refuerzo corrugadas deben cumplir con los requisitos para barras corrugadas de una de las
siguientes especificaciones:
a) ASTM A 615 M, acero al carbono
b) ASTM A 706 M, acero de baja aleación
c) ASTM A 955 M, acero inoxidable
d) ASTM A 996 M, acero tipo riel (tipo R) y acero eje
Excepto para barras con fy>420 Mpa, la resistencia a la fluencia debe tomarse como el esfuerzo
correspondiente a una deformación unitaria de 0.35%
Las soldaduras de barras de refuerzo debe realizarse de acuerdo con: “Structural Welding Code
Reirforcing Steel” ANSI/AWS D1.4 de la American Welding Society

21
Tabla No 7 Especificaciones ASTM , grado y esfuerzo minimo de fluencia
Especificación Grado/Esfuerzo minimo de fluencia
ASTM PSI Metrico(MPa)
A 615 y A615 M 40/40,000
60/60,000
75/75,000
280/280
420/420
520/520
A 955 y A 955 M 40/40,000
60/60,000
75/75,000
300/300
420/420
520/520
A 966 y A 966 M 40/40,000
50/50,000
60/60,000
280/280
350/350
420/420
A 706/A706M 30/60,000 420/420
Propiedades Físicas
Variación Permisible en la Masa de la Barra:
Barras de Acero al Carbono y Barras de Acero de Baja Aleación
Las barras corrugadas para refuerzo deberán ser evaluadas en base al peso nominal [masa]. El peso
[masa] del espécimen, determinado y redondeado en conformidad con la Practica ASTM E29, deberá ser
por lo menos un 94% del peso por unidad de longitud aplicable especificado en la Tabla N° 1 y 4
(dependiendo del tipo de acero).
Propiedades Mecánicas
Ensayo de Tensión
Requerimientos de Tensión:
El material, representado por los especímenes de ensayo, deberá cumplir los requerimientos mínimos
para Resistencia a Tensión, Resistencia a Fluencia y Porcentaje de Elongación para las barras de acero
al carbono y las barras de acero de baja aleación especificados en la Tabla N° 3 y 4 respectivamente.

22
Ensayo de Doblez
Luego de realizado el ensayo de doblez a la barra de acero, según el procedimiento descrito en la Norma
ASTM A 370, el espécimen es examinado visualmente, con el fin de detectar fallas o imperfecciones. Se
considera que el espécimen cumple el ensayo de doblez cuando no se observan grietas en el radio
exterior de la porción doblada, (ver tabla No 5 y 6 para diámetro de pin).
Aceptación y Rechazo
Barras de Acero al Carbono y Barras de Acero de Baja Aleación
Si alguna barra corrugada de la muestra presenta sobrepeso (exceso de masa), esto no será causa de
rechazo.
Las barras deberán estar libres de imperfecciones superficiales perjudiciales. Óxido, fisuras, irregularidad
superficiales o incrustaciones de laminado, no deberán constituir razón para el rechazo, siempre que el
peso, dimensiones, área de sección transversal, y propiedades de tensión de una muestra cepillada a
mano con cepillo de alambre no sean menores que los requerimientos mostrados anteriormente.
Imperfecciones superficiales o defectos diferentes de los especificados en el párrafo anterior deberán ser
considerados perjudiciales cuando las muestras que contengan tales imperfecciones no cumplan
cualquier requerimiento de tensión o doblado. Ejemplos incluyen, pero no se limitan a: astillas, pliegues,
fisuras, incrustaciones, grietas de enfriado o moldeado, y/o marcas del laminado.
El material que tenga defectos graves subsecuentes a la aprobación en la planta del fabricante deberá
ser rechazado y el fabricante deberá ser debidamente notificado.
Las barras de acero corrugadas, representadas por la muestra de ensayo, que no cumplan con las
especificaciones de tensión y doblez descritas anteriormente, deben ser rechazadas.
Repetición de Ensayos
Si alguna propiedad relativa a la tensión de cualquier espécimen de ensayo para tensión es menor que lo
especificado, y si alguna parte de la fractura se encuentra fuera del tercio medio de la longitud calibrada,
indicada por las marcas hechas en el espécimen antes del ensayo, será permitido la repetición del
ensayo.
Si los resultados de un espécimen original sometido a tensión no cumple los requerimientos mínimos
especificados y se encuentran dentro de 2000 psi (14MPa) de la resistencia a tensión requerida, dentro
de 1000 psi (7MPa) del punto de fluencia requerido, o dentro de dos unidades porcentuales de la

23
elongación requerida, se permitirá la repetición del ensayo en dos especímenes aleatorios para cada
espécimen de tensión original fallado del lote. Ambos especímenes reensayados deberán cumplir los
requerimientos de esta especificación. Si un espécimen no supera el ensayo de doblez por razones
diferentes a razones mecánicas o se presentan fallas en el espécimen, la repetición del ensayo será
permitido en dos especímenes tomados aleatoriamente del mismo lote. Ambos especímenes
reensayados deberán reunir los requerimientos de esta especificación. Los reensayos deberán ser
realizados en especímenes de ensayo que estén a temperatura ambiente, pero no a menos de 16 °C (60
°F).
Si un ensayo de peso (masa) no cumple por razones diferentes a defectos en el espécimen, el reensayo
será permitido en dos especímenes tomados aleatoriamente del mismo lote. Ambos especímenes
reensayados deberán reunir los requerimientos de esta especificación.
Si algún espécimen no supera un ensayo a causa de razones mecánicas, tales como fallas del equipo de
ensayo o preparación inadecuada del espécimen, el reemplazo del espécimen será permitido.
Si se detectan defectos en un espécimen de ensayo, ya sea antes o durante la ejecución del ensayo, el
reemplazo del espécimen será permitido de la horneada de la misma colada y del mismo tamaño de barra
que la original.
VI. PRUEBAS DE LABORATORIO QUE SE LE REALIZAN AL ACERO.
La realización de ensayos experimentales para la verificación de las propiedades de los materiales debe
estar basada en que los resultados obtenidos deben ser comparables y reproducibles. Esto quiere decir
que los resultados obtenidos en diferentes laboratorios deben ser sustancialmente similares. Por esta
razón deben seguirse los procedimientos de ensayo de una manera totalmente fiel y de acuerdo con lo
establecido en las normas técnicas que lo regulan. Debe evitarse, en lo posible, toda variación en el
procedimiento y en los equipos requeridos, pues esto invalida los resultados obtenidos.
Ensayos de laboratorio:
Al analizar el acero de refuerzo interesa determinar: peso, el diámetro, perímetro, área corrugaciones:
espaciamiento y longitud; ancho de la corruga y altura. Todas estas especificaciones deben estar
comprendidas dentro de los límites permitidos por la norma.
En el ensayo de las propiedades mecánicas se destaca determinar: el límite de fluencia, el esfuerzo
máximo, esfuerzo de ruptura, el porcentaje de reducción de área, el porcentaje de elongación.

24
Procedimiento de ensayo:
1. Determinación del peso por metro lineal: El peso por metro lineal de cualquier acero de refuerzo es
una medida del área de su sección, especialmente para el acero corrugado. El peso por metro se
obtiene pesando una longitud conocida de barra de refuerzo y luego dividiendo el peso obtenido por
su longitud. La probeta debe limpiarse con un cepillo de acero, con el fin de retirar el óxido o cualquier
otro material adherido.
2. Determinación del diámetro y área real: El diámetro y el área real de la barra se determinan
únicamente con fines ilustrativos, pues los valores obtenidos no se utilizan en los cálculos de los
esfuerzos dado que las normas exigen que estos se realicen utilizando los valores nominales. En el
caso de barras lisas y alambres lisos, la obtención del diámetro se debe llevar a cabo tomando
mediciones al menos en tres puntos. Las mediciones consisten en medir el diámetro en un sentido y
en el sentido a 90º del primero. Estas dos mediciones se promedian para obtener el valor de diámetro
en ese punto. El promedio de las tres mediciones promedio corresponde al diámetro de la barra.
En el caso de barras corrugadas el diámetro equivalente real se obtiene a partir del peso por metro
lineal y del densidad del material:
ss
ss
L
w
ddA
L
w
A
LA
w
LAV
V
w




14
4
1 2


 ;;
3. Medición de las características de las corrugas: Deben medirse cuatro características de los resaltes
del corrugado:
a) Angulo de las deformaciones.
b) Espaciamiento promedio de los resaltes.
c) Altura promedio de los resaltes.
d) Separación, o ancho de la vena, entre los extremos de los resaltes
La medición del ángulo de las corrugas se realiza aplicándole grafito o aceite y haciéndola rodar
sobre la superficie de una hoja de papel. Sobre la impresión que dejan las corrugas en el papel se
mide el ángulo con un transportador

25
Figura 10. Medición del ángulo de los resaltes del corrugado
El ángulo medido debe ser mayor de 45º. Si es menor de 70º, las deformaciones deben tener
direcciones opuestas en los dos lados de la barra.
La medición de la separación promedio de las corrugas se obtiene contando el número de corrugas que
se presentan en una longitud de barra. Es aconsejable que esta longitud sea lo mayor posible y que se
toma como referencia un punto típico de la corruga, como puede ser su intersección con la vena
longitudinal, y la distancia será, entonces, de punto típico a punto típico. Para que sea representativa, la
medición debe hacerse de tal manera que cubra más de diez corrugas. Además dentro de la distancia
de medición no debe haber marcas de diámetro, resistencia o del fabricante. Ver figura No 11
Figura No 11. Medición de la separación promedio entre corrugas
La altura promedio de los resaltes se mide utilizando un micrómetro. La base del micrómetro se coloca
sobre dos resaltes consecutivos y se mide la distancia hasta el cuerpo de la barra. La altura promedio
debe medirse en tres puntos
L
Medición de la separación promedio de corrugas
corrugasL
Angulo de corrugas
Impresión de la barra sobre el papel

26
La altura para la corruga donde se tomó la medición corresponde al promedio de tres lecturas. Esta
medición se realiza para diez corrugas consecutivos en ambas caras de la barra. El promedio de las
veinte mediciones, que a su vez son el promedio de tres lecturas, corresponde a la altura promedio de
las corrugas. La barra se considera satisfactoria si este valor es mayor o igual al valor establecido
como mínima altura promedio de las corrugas por la norma bajo la cual se fabricó el acero de refuerzo.
La separación entre extremos de los resaltes se mide utilizando un compas de puntas.
4. Ensayo de tensión: Por medio del ensayo de tensión se determinan tres características muy
importantes del acero de refuerzo:
 La resistencia a la fluencia
 La resistencia ultima
 El porcentaje de elongación
El ensayo debe hacerse con la probeta en su forma y tamaño real sin maquinar. Para el cálculo de
los esfuerzos siempre debe tenerse en cuenta el área nominal de la barra. El ensayo se inicia con la
preparación de la probeta. El tamaño de la probeta que se ensaya a tensión como lo muestra la figura
siguiente corresponde a la longitud de medición (Lo = 20 cm) más una distancia (a+b), a cada lado de
cada una de las marcas. La distancia “a” no debe ser menor de dos diámetros de barra para
minimizar el efecto de concentración de esfuerzos causado por las mordazas de la máquina de
ensayo. Además debe dejarse una distancia “b” para que las mordazas de la máquina de ensayo
puedan sujetar la barra apropiadamente, ver la figura 12:
Figura 12. Dimensiones de la probeta de ensayo.
a bab
1/3Lo 1/3Lo 1/3Lo
Longitud total de la muestra.
Tramo de calibración: 20 cm
La fractura debe ocurrir
en esta zona.

27
Luego se le hacen las marcas que fijan la distancia de medición de deformaciones. Para la gran mayoría
de los aceros de refuerzo esta distancia es 20 cm; las marcas se realizan sobre la barra, generalmente en
una de sus venas longitudinales o en la superficie de la barra entre resaltes, utilizando una plantilla que
tiene la distancia apropiada entre marcadores. Las marcas nunca deben ser colocadas en un resalte
transversal. Las marcas no deben ser muy profundas, pues unas marcas muy acentuadas indentan
gravemente la barra y pueden afectar los resultados del ensayo. En general, el marcador debe ser
esférico en su punta para evitar concentraciones de esfuerzos dentro de la probeta.
Una vez preparada la muestra, se coloca en la máquina universal, procurando que la distancia entre
marcas debe quedar en la parte central entre las dos mordazas. Es importante tomar en cuenta que la
gran mayoría de las normas que regulan la fabricación del acero de refuerzo exigen que la ruptura de la
barra ocurra dentro del tercio central de la distancia entre marcas, si no ocurre ahí, el ensayo no es
válido. La probeta debe quedar adecuadamente colocada dentro de las mordazas en forma de cuña de la
máquina universal, es usual dejar del orden de 1.5 cm de barra en la parte exterior de cada mordaza,
como se muestra en la figura No 13:
Figura 13. Asentamientos correctos e incorrectos de la barra dentro de las mordazas.
b) Incorrecto
Mordaza
Camisa
Probeta
a) Correcto

28
Cuando las mordazas no se toman de una manera adecuada la barra, se presentan concentraciones de
esfuerzo, las cuales pueden hacer que la barra falle en la mordaza, invalidando el ensayo.
Se le coloca el deformimetro, de tal manera que sus extremos de medición queden exactamente sobre
las marcas de la longitud de medición, quedando así lista la probeta y la instrumentación para el inicio del
ensayo. El deformímetro se coloca en cero o se toma la lectura inicial sin variarlo. Posteriormente se
procede a tomar valores de carga (en general es preferible hacer las lecturas de carga para valores
predeterminados de la deformación). La velocidad con que se aplique la carga a la probeta tiene un
marcado efecto en los resultados de resistencia obtenidos. Una aplicación de carga muy rápida, o muy
lenta, puede afectar las mediciones. Esta es la razón por la cual las normas de ensayo especifican rangos
de velocidad de aplicación de carga, y el ensayo debe realizarse a velocidades que estén dentro de estos
rangos. Además la velocidad debe ser tal que permita realizar las lecturas simultaneas del deformimetro y
de la carga de una manera adecuada.
- La velocidad de los ensayos no deberá ser superior a aquella en que las lecturas de carga y esfuerzo se
puedan hacer con precisión. En ensayos realizados durante el proceso de producción, la velocidad de los
ensayos es expresada comúnmente de la siguiente manera: (1) en términos de la velocidad libre de
marcha de la cruceta (velocidad del movimiento de la cruceta de la máquina de ensayo cuando no está
bajo carga), (2) en términos de la velocidad de separación de los dos cabezales de la máquina de ensayo
cuando está bajo carga, (3) en términos de la velocidad de esfuerzo en el espécimen, o (4) en términos
de la velocidad de deformación del espécimen. Las siguientes limitaciones de la velocidad de los ensayos
son recomendadas como adecuadas para la mayoría de los productos de acero:
Cualquier velocidad conveniente de ensayo puede utilizarse hasta la mitad del punto de fluencia o límite
de fluencia especificado. Cuando se alcanza este punto, el libre funcionamiento en la velocidad de
separación de las crucetas deberá ajustarse de manera que no exceda de 1/16 pulg por min, por pulgada
c) Incorrecto

29
de sección reducida, o de la distancia entre las agarraderas para los especímenes de ensayo que no
posean una sección reducida. Esta velocidad deberá mantenerse hasta alcanzar el punto de fluencia o
límite de fluencia. En la determinación de la resistencia a la tensión, el libre funcionamiento en la
velocidad de separación de los cabezales no deberá ser mayor que 1/2 pulg por min. por pulgada de
sección reducida, o de la distancia entre las agarraderas) para los especímenes de ensayo que no
posean una sección reducida. En cualquiera de los casos, la velocidad mínima del ensayo no deberá ser
menor que 1/10 de las velocidades máximas especificadas para determinar el punto de fluencia o la
resistencia a fluencia y la resistencia a la tensión.
Se deberá fijar la velocidad permisible de la máquina de ensayo mediante el ajuste del libre
funcionamiento en la velocidad de la cruceta con los valores especificados anteriormente, considerando
que el rango de separación del cabezal bajo carga, en la colocación de la máquina, es menor a los
valores especificados en el libre funcionamiento en la velocidad de la cruceta.
Como alternativa, si la máquina está equipada con un dispositivo que indique la velocidad de carga, esta
puede ser ajustada a partir de la mitad del punto de fluencia o resistencia de fluencia especificada, hasta
el punto de fluencia o resistencia de fluencia, de tal manera que pueda ajustarse para que la velocidad del
esfuerzo no exceda 100 000 psi (690 Mpa)/min. Sin embargo, la velocidad mínima del esfuerzo no deberá
ser menor que 10 000 psi (70 Mpa)/min.
Fuente: ASTM A 370
De acuerdo con las normas que rigen los ensayos, el deformímetro puede retirarse después de que se ha
superado el punto de fluencia, o se ha obtenido una deformación unitaria mayor que la que fija la norma
para determinar el esfuerzo de fluencia por el método de extensión bajo carga. Una vez se retira el
deformímetro, se lleva a la falla la probeta, hasta que ocurra la ruptura de la misma.
Utilizando los dos segmentos que quedan después de la falla, debe verificarse que la falla haya ocurrido
dentro de las zonas que prescriben las normas, generalmente en el tercio central de la distancia entre
marcas. Si la falla ocurre fuera del tramo de calibración, debe repetirse el ensayo.
Luego se procede a hacer las mediciones de porcentaje de elongación y de reducción en diámetro en la
zona de falla. El porcentaje de elongación se obtiene uniendo los dos segmentos de la probeta de una
manera tal que ajusten lo mejor posible, alineados de la manera original. Una vez unidas se mide la
distancia entre marcas.

30
Otro aspecto importante a considerar, es el tipo de falla que se generó después de la ruptura de la
probeta.
El diámetro en la zona de ruptura o zona de estricción, se mide con el mismo instrumento con que sé
midió el diámetro original de la barra. Con este nuevo diámetro se calcula el área de la sección reducida
por estricción.
La carga de fluencia, máxima y de ruptura se divide cada una entre el área nominal de la probeta y se
obtiene los correspondientes esfuerzos.
5. Ensayo de doblado: Los ensayos de doblado (de los cuales él más común es el doblado en frio)
ofrecen un medio simple, un tanto burdo, pero frecuentemente satisfactorio para obtener un índice de
ductilidad. Esencialmente el ensayo consiste en doblar bruscamente una barra a un ángulo grande y
notar si ocurre o no agrietamiento en la superficie exterior de la pieza doblada. Muchas veces se
determina el ángulo de doblado al cual el agrietamiento se inicia. La severidad del ensayo
generalmente se varia usando tamaños diferentes de pines o pernos alrededor de los cuales se hace
el doblado. El ensayo de doblado se usa también frecuentemente para ensayar la ductilidad de las
soldaduras.
El ángulo especificado de doblado y el tamaño del perno alrededor del cual la pieza se dobla sin
agrietarse depende del grado del metal y del tipo de servicio para el cual haya de usarse. En el caso
de las barras de refuerzo, para concreto, las cuales deban doblarse en frio en la obra, los
requerimientos se muestran en las tablas No 5 y 6.
En estas tablas se muestra que para realizar el ensayo se utilizan diferentes tamaños de pines para
los distintos calibres de varillas, esto se realiza así, debido a la acción flexionante sobre el material;
ya que el alargamiento de la fibra exterior varía directamente de acuerdo con el grueso de la probeta
e inversamente según el radio de curvatura. Es por esta razón que los metales de varios gruesos se
doblan alrededor de pernos de diámetros diferentes.

31
FRACTURAS TÍPICAS POR TENSIÓN DE LOS METALES
FIGURA 14
Las fracturas por tensión pueden clasificarse en cuanto a forma, textura y color. Los tipos de fractura, en lo respectivo a la forma, son simétricos: cono y
cráter, planos e irregulares. Varias descripciones de la textura son: sedosa, grano fino, grano grueso o granular, fibrosa o astillable, cristalina, vidriosa y mate.
Una descripción de la fractura debe incluirse en cada informe de ensayo, aun cuando su valor sea incidental para las fracturas normales.
Cono, cráter y sedoso
(probeta plana)
Irregular,
fibrosa
Fractura de
Estrella
Parcialmente cono,
cráter y sedoso
Cono, Cráter
y sedosa
Cortadura plana y granulosa.

32
6. Control de los resultados de pruebas de laboratorio:
 Resistencia a la tensión y Resistencia a la Fluencia
i. Si el valor de la tensión obtenida de la probeta es igual o mayor al valor nominal, el
lote del acero a que esta pertenezca será aceptado.
Aceptación o rechazo:
 Si alguna barra corrugada de la muestra presenta sobrepeso (exceso de masa), esto no
será causa de rechazo.
 Las barras deberán estar libres de imperfecciones superficiales perjudiciales. Óxido,
fisuras, irregularidad superficiales o incrustaciones de laminado, no deberán constituir
razón para el rechazo, siempre que el peso, dimensiones, área de sección transversal, y
propiedades de tensión de una muestra cepillada a mano con cepillo de alambre no sean
menores que los requerimientos mostrados anteriormente.
 Imperfecciones superficiales o defectos diferentes de los especificados en el párrafo
anterior deberán ser considerados perjudiciales cuando las muestras que contengan
tales imperfecciones no cumplan cualquier requerimiento de tensión o doblado. Ejemplos
incluyen, pero no se limitan a: astillas, pliegues, fisuras, incrustaciones, grietas de
enfriado o moldeado, y/o marcas del laminado.
 El material que tenga defectos graves subsecuentes a la aprobación en la planta del
fabricante deberá ser rechazado y el fabricante deberá ser debidamente notificado.
 Las barras de acero corrugadas, representadas por la muestra de ensayo, que no
cumplan con las especificaciones de tensión y doblez descritas anteriormente, deben ser
rechazadas.
Repetición de Ensayos
 Si alguna propiedad relativa a la tensión de cualquier espécimen de ensayo para tensión
es menor que lo especificado, y si alguna parte de la fractura se encuentra fuera del
tercio medio de la longitud calibrada, indicada por las marcas hechas en el espécimen
antes del ensayo, será permitido la repetición del ensayo.
 Si los resultados de un espécimen original sometido a tensión no cumple los
requerimientos mínimos especificados y se encuentran dentro de 2000 psi (14MPa) de la
resistencia a tensión requerida, dentro de 1000 psi (7MPa) del punto de fluencia

33
requerido, o dentro de dos unidades porcentuales de la elongación requerida, se
permitirá la repetición del ensayo en dos especímenes aleatorios para cada espécimen
de tensión original fallado del lote. Ambos especímenes reensayados deberán cumplir los
requerimientos de esta especificación. Si un espécimen no supera el ensayo de doblez
por razones diferentes a razones mecánicas o se presentan fallas en el espécimen, la
repetición del ensayo será permitido en dos especímenes tomados aleatoriamente del
mismo lote. Ambos especímenes reensayados deberán reunir los requerimientos de esta
especificación. Los reensayos deberán ser realizados en especímenes de ensayo que
estén a temperatura ambiente, pero no a menos de 16 °C (60 °F).
 Si un ensayo de peso (masa) no cumple por razones diferentes a defectos en el
espécimen, el reensayo será permitido en dos especímenes tomados aleatoriamente del
mismo lote. Ambos especímenes reensayados deberán reunir los requerimientos de esta
especificación.
 Si algún espécimen no supera un ensayo a causa de razones mecánicas, tales como
fallas del equipo de ensayo o preparación inadecuada del espécimen, el reemplazo del
espécimen será permitido.
 Si se detectan defectos en un espécimen de ensayo, ya sea antes o durante la ejecución del
ensayo, el reemplazo del espécimen será permitido de la horneada de la misma colada y del
mismo tamaño de barra que la original.
Rechazo:
a) En caso de rechazo del lote bajo estudio, se retiraran de la obra las varillas de dicho
lote, incluyendo las que hayan sido ya colocadas en obras de armaduría, y se
reemplazarán por varillas que cumplan con las especificaciones.
b) Si las varillas rechazadas del lote bajo estudio han sido ya colocadas en la obra y los
elementos estructurales de los que formen parte ya hayan sido colocados, el
inspector de zona autorizará un nuevo análisis de las estructuras, tomando en cuenta
las características técnicas del lote de acero en cuestión para comprobar si es
factible dejar en su lugar el acero ya colocado y efectuar el reforzamiento que este
análisis recomiende.

34
c) Sí el análisis estructural demuestra que los elementos bajo estudio presentan
condiciones inadecuadas de servicio, y el reforzamiento de la estructura es
impráctico ó no solucionará el problema, se procederá a la demolición de los
elementos involucrados y a su sustitución por elementos con refuerzo que satisfaga
los requisitos de la especificaciones.
Espécimen de Ensayo
 Todas las pruebas mecánicas deberán ser conducidas en conformidad con el Método de
Prueba y Definición A370 incluyendo Anexo A9.
 La prueba de tensión en los especímenes deberá ser en la sección completa de la barra
como es laminada. La determinación de esfuerzo unitario deberá ser basada en el área
nominal de la barra.
 La prueba de doblado en los especímenes deberá ser en la sección completa de la barra
como es laminada.
 Dimensiones nominales:
Si el peso por unidad de longitud de las muestras es mayor que 0.94 veces el peso
nominal por unidad de longitud, el lote será aceptado, de lo contrario el Inspector de zona
requerirá que el realizador efectué una compensación del acero de refuerzo hasta
alcanzar las áreas de acero requeridas por los planos y especificaciones de la obra.
 Requisitos de elongación:
1. Sí el porcentaje de elongación obtenido es igual o mayor que el nominal, el lote de
acero al que pertenezca será aceptado.
2. Si los resultados de elongación de cualquiera los reensayos son menores que los
valores especificados por la norma correspondiente, se rechazará el lote en cuestión.
 Requisitos de doblado:
a) El lote de acero bajo estudio será aceptado si la prueba de doblado a que fue
sometido la muestra que se tomó del mismo fue exitosa.
b) En caso que los resultados de las pruebas de doblado no llenen los requisitos de la
norma en cuestión, se permitirán dos reensayos en dos muestras tomadas al azar
del mismo lote. Si alguno de los reensayos arroja resultados insatisfactorios, el lote
será rechazado.

35
VIII SOLDADURA Y ACOPLES MECÁNICOS EN EL ACERO DE REFUERZO
En ocasiones en la construcción de obras de concreto reforzado es necesario soldar las barras de acero
de refuerzo que componen la estructura, con la finalidad de otorgarle continuidad al elemento. En nuestro
país, la barra utilizada mayormente en la preparación del concreto reforzado es la barra de acero al
carbono, la cual es fabricada de acuerdo a la Norma ASTM A615: “Especificación Estándar para Barras
de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas para Refuerzo de Concreto”. Es importante señalar que esta
norma no contempla especificaciones para una posible unión por soldadura. Sin embargo, es práctica
acostumbrada soldar las barras de acero fabricadas bajo ésta especificación, a pesar de que dicha
técnica no es recomendada en este tipo de barra debido a su baja soldabilidad, la cual es una
característica que condiciona de manera desfavorable las propiedades mecánicas de las uniones
soldadas.
Para solventar este problema estructural, cuando se requiera unir este tipo de barra durante el proceso
constructivo, usualmente se recomienda utilizar acoples mecánicos en lugar de soldaduras. El acople
mecánico asegura el mantenimiento de la distribución continúa de la carga en la barra, sin depender de
la condición o de la existencia del concreto. Los acoples mecánicos ofrecen una integridad estructural
mayor que la soldadura, y ofrecen resistencia y solidez en caso de eventos sísmicos, naturales o de otro
tipo. Ver figura No 15
Ensayos de control
El ensayo de laboratorio considerado en el presente documento para este material es el siguiente:4
 Tensión en Barras de Acero Soldadas o con Acoples Mecánicos
(Norma ASTM A370)5.
Especificaciones de calidad
A continuación se presentan las especificaciones correspondientes al ensayo de tensión en barras de
acero unidas por soldadura o acoples mecánicos. La información fue tomada de la Norma Técnica para
Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto de El Salvador.
4
Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se le realizan a este
material.
5
Aunque el procedimiento para el ensayo de tensión a barras de acero soldadas no se contempla como tal en la norma citada,
el procedimiento desarrollado en este documento es una adopción del ensayo de tensión descrito en la norma ASTM A 370,
"Método de Ensayo Estándar y Definiciones para Ensayos Mecánicos de Productos de Acero".

36
 Tensión en Barras de Acero Soldadas o Con Acoples Mecánicos
Según la Norma Técnica para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto de El Salvador, para las
Uniones Soldadas o Mecánicas, las varillas de acero de refuerzo para elementos de concreto pueden
unirse por medio de soldaduras o dispositivos mecánicos, siempre que dichas uniones cumplan con los
requisitos estipulados a continuación:
 Toda unión soldada o con dispositivo mecánico, debe ser capaz de transferir al menos el 125%
de la fuerza de fluencia de tensión en las barras unidas, sin que sea necesario que exceda la
resistencia máxima de estas.
 En cualquier sección de todo el elemento, se podrá unir únicamente 1/3 de la soldadura del acero
de refuerzo máximo. Dos secciones consecutivas con uniones deberán estar separadas no
menos de 60 cm.
 Las uniones soldadas se harán de acuerdo a la “Norma Técnica para Control de Calidad de
Materiales Estructurales”.
 El diseño de las uniones soldadas o con dispositivos mecánicos debe permitir la correcta
colocación final del refuerzo y el concreto en el elemento.
Aceptación y Rechazo
Para uniones soldadas o mecánicas en las varillas de acero de refuerzo, se deberá cumplir a cabalidad lo
establecido en la Norma Técnica para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto de El Salvador.
Procedimientos de soldadura
De acuerdo con las especificaciones de los códigos ANSI/AWS D1.4-98 y AWS D1.1-04, , se han
elaborado procedimientos de soldadura para junta directa a tope en posiciones 1G y 3G. Estas
posiciones se han escogido en base a recomendaciones de ingenieros civiles . En la Figura No 16 y en
la Figura No 17 se muestra la disposición de los elementos a unir para las posiciones 1G y 3G
En la Figura No 18 se muestra la disposición de los elementos a soldar, la técnica y secuencia utilizadas
para esta posición.
Procedimiento de soldadura para la junta en posición 3G

37
Figura No 15 Tipos de acoples
Figura No .16: Disposición de la junta directa a tope en posición 1G
Figura No 17: Disposición de la junta directa a tope en posición 3G

38
En la Figura No 19 se muestra la disposición de los elementos a soldar, la técnica y secuencia utilizadas
para esta posición.
Figura No 18 detalle geométrico y técnica de soldado (posición 1G)
Figura No 19 detalle geométrico y técnica de soldado (posición 3G)

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