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El Hierro en la construción de bloques de concreto.


La armadura

Las armaduras de acero se  hacen de acuerdo con los planos de construcción. En posición vertical, se  utilizan para las columnas; en posición horizontal para las vigas.

Las varillas se  cortan y se  doblan cuando comienza el zanjeado en la construcción.

Construcción de la armadura

La casa de un piso utiliza varilla sin deformar (lisa) # 2,  de 6 mm (1/4")  de diámetro  y deformadas # 3, de 10 mm (3/8")  de diámetro y alambre No.18 negro.

La varilla se corta con  segueta. La  guillotina  facilita la operación pero no es  indispensable en una casa pequeña.

A veces no es suficiente cortar  la varilla. Hay que doblarla de acuerdo con  los planos.

Se  usa una grifa para doblar las varillas.

El banco de trabajo para doblar varillas es  un tablón de 5 cm x  30 cm x  3,30 m (2" x 12" x 4 vrs.) de madera semidura colocado sobre burros. Al  tablón se  le clavan los pines según las medidas para hacer los esfribos.

Se  debe calcular de antemano la cantidad de aros y ganchos que se necesitan  (ver Fig. 7).

Al  hacer el  trazado  es  importante  considerar que  la armadura debe ser  cubierta con 3  cms  de concreto como mínimo,

Para cada grueso de varilla hay un número equivalente - a saber:

Varilla de mm de diámetro = # 2 (1/4 pulg,)
Varilla de O mm de diámetro = # 3 (3/8  pulg.)
Varilla de 2  mm de diámetro = # 4 (1 /2 pulg.)
Varilla de 6 mm de  diámetro = # 5 (5/8 pulg.)


Cuando se usa varilla # 4 o mayores, se deben hacer los aros con # 3.

El gancho se usa en los extremos de la varilla (especialmente en las lisas) para evitar deslizamientos.

El  diámetro del gancho es  6 veces mayor que el de la varilla misma. El  largo del gancho, a partir del eje central debe ser  de 4 diámetros o 6,3  cm (ver Fig. 8).

Los aros en  la  canasta se distribuyen  con  la ayuda de un  escantillón  y se amarran con alambre negro (ver Fig. 9).  Todas  las uniones de varilla deben  quedar debidamente amarradas,


CONSTRUCCION CON HIERROS (EN ESPERA).

En un edificio de estructura  de hormigón armado, pero cuya cimentación corrida  se haya  resuelto con hormigón  en  masa, la unión de ésta y los pilares se  resuelve mediante  las «esperas»,cuya definición  corresponde  al argot de albañilería.


Estos hierros, embutidos en   la  cimentación  y  sobresaliendo  por  encima de la rasante de la misma, tienen como misión   la de unir  toda la estructura, por  lo que  estos  hierros  y  aun  respondiendo  al  cálculo  deberán  tener  un par de diámetros más que el  que le corresponda   al pilar.


La  situación  exacta  de  los  mismos  es  como  se  presenta  en   la  fig. 77 (planta)  y fig.  78  (sección)   o  sea  la   parte  embutida  en  hormigón   (no menos  de 69  cm)  deberá  ser   igual  a   la  que   se  eleva  por  encima  del  nivel del  mismo.


Si el  replanteo del  edificio se ha   realizado por  el sistema de camillas,  la colocación de  los esperas se realizará  fácilmente si efectuamos la colocación (cosa  que  de  otro  modo  no  sería  posible)   antes  de  que  el  hormigón se endurezca,  es decir que  el momento   justo  de su colocación  es cuando  éste comienza su  fraguado.



De camilla  a camilla  (fig. 79) se  tiran  los cordeles en  cuyo  centro se formará  un  cuadrilátero  que será el  pilar, y para  lo cual  habremos descontado los  gruesos  de  recubrimiento.  A  más   los  gruesos  de  los  hierros  del  pilar, posteriormente  será  fácil introducir los hierros en el hormigón, auxiliándose de  una  maceta  haciéndoles  pañear  con  los  cordeles  fijados  anteriormente.

Obtención del Hierro de Bajo Grado o Hierro Sucio.

La producción de los metales ferrosos inicia con la obtención del hierro de bajo grado o hierro sucio, esto se logra en un alto horno, la Figura 11.1 muestra un ejemplo del horno. Esta estructura tiene en su interior una cubierta de tabique refractario, indispensable para soportar las altas temperaturas que se requieren en la fundición de los ingredientes básicos. El horno es una estructura muy grande, con un diámetro mayor de unos 15 m y una altura aproximada a los 30 m. Los ingredientes básicos se alimentan al horno por la parte superior, formando series de capas, en cada serie se coloca el coque (carbón quemado, con este tratamiento el carbón pierde impurezas y arde a más altas temperaturas), a continuación se coloca una capa de caliza triturada o dolomita, y al último se coloca una capa del mineral de fierro de que se trate. El mineral de hierro puede ser: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), limonita (Fe2O3  + nH2O), o algún otro disponible en la región.  Se  quema  el  coque  y  se  mantiene  el  calor  inyectando  aire  caliente  al  sistema,  la temperatura  que  alcanza  los  850  °C  funde  el  mineral  de  fierro,  el  hierro  fundido  en  su movimiento hacia abajo se mezcla con la caliza fundida y en ella quedan atrapadas impurezas formando lo que se conoce como la escoria, en el proceso se desprende monóxido de carbono, éste gas en su ascenso le imparte al hierro el contenido de carbono que poseerá al final de la etapa de fundición. En la parte inferior del horno, donde las temperaturas alcanzan los 1200 °C, se recoge en el nivel más bajo el hierro en forma líquida y a un nivel ligeramente más alto se recoge la escoria, según se aprecia en la Figura 11.1.

El hierro obtenido del proceso de fundición descrito anteriormente no es puro, de ahí el nombre de hierro de bajo grado, éste metal contiene cantidades altas de carbono por lo que industrialmente es de poca utilidad, también contiene otros minerales como silicón, manganeso y azufre.  En  estas  condiciones  el  hierro  se  somete  a  una  nueva  fundición  mezclándolo  con desperdicios de hierro y de acero, y por medio de un proceso de oxidación controlado a base de un chorro de aire se le reduce el porcentaje de carbono hasta lograr de un 2 a un 4 %, el resultado se vacía en moldes de arena o metal, por esta razón se le llama hierro colado.
 Figura 11.1. Obtención del Hierro en un Alto Horno.

El hierro colado se emplea muy poco en la construcción, una de sus aplicaciones es el colado de tubería para bajadas de drenaje sanitario. El problema con este tipo de tubería es que por ser pesada, es difícil de manejar y ensamblar, además el material es frágil a los impactos y fácilmente se puede fracturar con un golpe. Por estas razones el hierro colado prácticamente ha sido desplazado por los plásticos, en este caso la mejor alternativa es el cloruro de polivinilo (PVC).

Una variedad del hierro es el hierro forjado este hierro contiene un porcentaje muy bajo de carbón, no mayor del 0.09 %, por esta razón el material es muy maleable y solo se le emplea en la construcción con propósitos de hornato, no tiene ninguna aplicación estructural.

Los Metales Ferrosos en la Construcción.

Al hierro y al acero se les considera como metales ferrosos por ser materiales derivados del procesamiento industrial de los minerales de fierro. Estos materiales, de los cuales el acero cobra especial importancia por ser el de mayor uso en la construcción, se consideran como muy homogéneos debido a su riguroso control de producción, esto permite determinar sus propiedades mecánicas con mucha confianza, otros materiales como la madera y el concreto generalmente presentan una mayor dispersión en sus propiedades.
El hierro prácticamente no se emplea para edificar estructuras, ya que su composición química (alto contenido de carbono e impurezas) lo hace muy resistente a la compresión pero poco  dúctil,  por  el  contrario,  el  acero  al  combinar  resistencia  y  ductilidad  permite  crear estructuras que se deformen antes de fallar, lo cual permite salvar la vida de los usuarios. Cada vez se hace un uso más extensivo del acero, especialmente en zonas sísmicas donde se requieren grandes factores de seguridad en las estructuras, esto se logra gracias a la gran rigidez que se puede lograr con este material. Otra de las grandes ventajas del acero es que se pueden fabricar de antemano todo tipo de formas geométricas que después se ensamblan en el lugar de la obra a base de soldadura o de remaches. Desafortunadamente el material requiere de cuidados en su manejo especialmente a la hora del ensamble y  también requiere de protección adecuada contra su enemigo número uno, la corrosión.