Mostrando entradas con la etiqueta HORMIGON. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta HORMIGON. Mostrar todas las entradas

Control del hormigón fresco.



Debe controlarse el hormigón fresco con objeto de asegurar que la colocación en obra podrá efectuarse correctamente (buena compacidad y ausencia de coqueras). Para ello se controlarán dos características: la consistencia y el tamaño máximo del árido.

A veces resulta interesante controlar también el peso específico del hormigón fresco, que constituye un índice tanto de la calidad como de la uniformidad del mismo.

La consistencia debe ser adecuada al procedimiento de compactación, tamaño de la pieza cantidad de armaduras. A estos efectos puede consultarse el apartado la tabla 3.7. 


Una vez establecida la consistencia óptima para cada zona de obra y época del año, el control se efectúa mediante el cono de Abrams  varias veces a lo largo del dia como una comprobación de rutina. Con objeto de tener en cuenta las modificaciones experimentadas durante el transporte, el ensayo debe realizarse pie de tajo de colocación.

En cuanto al tamaño máximo del árido, su control se efectúa por tamizado del hormigón fresco, con ayuda de un chorro de agua. Se admite una tolerancia del 6 por 100 en peso del árido grueso (tamaño superior a 4 mm). Basta con realizar un ensayo por semana.

Hormigón Armado: Control del acero.



Por tratarse de un material procedente de factoría, podría pensarse que su control en obra no es necesario. Esto no es así, porque el acero experimenta variaciones de unas coladas a otras, así como durante el proceso de elaboración; y aun cuando los fabricantes lleven su propio control de calidad, las comprobaciones en obra son siempre convenientes.

Aun en el caso de que el acero posea marca de calidad, es conveniente efectuar algún  ensayo en obra, dada la gran responsabilidad del acero en la seguridad estructural. En españa
existe como marca de calidad del acero el Sello CIETSID, que puede considerarse de absoluta garantía.

A continuación se definen los dos niveles de control que fija la instrucción Española cual prescribe también que no deben utilizarse partidas de acero que no vayan acompañadas un certificado de garantía del fabricante.

l.° CONTROL A NIVEL REDUCIDO

Este nivel es de aplicación en obras cuyo consumo de acero es muy reducido, o bien e aquellos casos en los que, por cualquier circunstancia., resulta difícil realizar ensayos completos. En estos casos, es obligado utilizar aceros certificados (es decir, en posesión del Sello CIETSID o análogo de otro país comunitario) y en el cálculo se utilizará un valor característico del límite elástico no mayor del 75% del valor nominal garantizado.

El control consiste en comprobar, sobre cada diámetro:

a) que la sección equivalente es igual o superior al 95,5 por 100 de la nominal. Se realizar dos comprobaciones por cada partida de acero que llegue a obra;
b) que no se forman grietas ni fisuras en las zonas de doblado y ganchos de anclaje, mediante inspección en obra.

Si las dos comprobaciones de sección equivalente resultan negativas, la partida debe rechazarse; si resulta una negativa y otra positiva, se efectuará un contraensayo sobre cuatro muestras, y si alguna de estas cuatro resulta negativa, la partida será rechazada. En cuanto al criterio b), la aparición de grietas o fisuras en zonas de doblado de cualquier barra obligará a rechazar toda la partida correspondiente. 

2.° CONTROL A NIVEL NORMAL

Si el acero está en posesión del Sello CJETSID o análogo de otro país comunitario, su control consiste en tomar dos probetas por cada diámetro y partida de 40 toneladas o fracción y, sobre ellas, comprobar:

a) que la sección equivalente es igual o superior al 95,5 por 100 de la nominal;
b) que las características geométricas de los resaltos están comprendidas entre los límites admisibles establecidos en el certificado de homologación de adherencia
c) que cumplen el ensayo de doblado-desdoblado.

Además de lo anterior y al menos en dos ocasiones durante la realización de la obra, se comprobarán el límite elástico, la carga de rotura y el alargamiento de rotura, como mínimo en una probeta por cada diámetro empleado.

Si el acero no posee el Sello CIETSID o análogo, se trata de un producto no certificado y su control se efectúa como en el caso anterior pero aumentando el número de ensayos a), b) y c), ya que en este caso deben tomarse dos probetas por cada diámetro y partida de 20 toneladas o fracción. Ademas, en este caso se utilizará en el cálculo un valor característico del límite elástico no mayor del 95% del valor nominal garantizado. 

En ambos casos se aplicarán los siguientes criterios de aceptación o rechazo:
Si las dos comprobaciones de sección equivalente resultan negativas, la partida debe rechazarse, si resulta una negativa y otra positiva, se efectuará un contraensayo sobre cuatro muestras, y i alguna de estas cuatro resulta negativa, la partida será rechazada. 

• Si se Incumple alguno de los limites admisibles establecidos en el certificado de homologación de adherencia, la partida será rechazada.

• Si alguno de los dos ensayos de doblado-desdoblado resulta negativo, se someterán a ensayo cuatro nuevas probetas de la misma partida; s 4iiguno de estos ensayos resulta negativ0 la partida será rechazada.

En cuanto a la decisión relativa a los ensayos de tracción (en los que se comprueba el límite elástico, la carga de rotura y el alargamiento de rotura), en ambos casos se aplicarán los siguientes criterios:

• Si se registra algún fallo, todas las armaduras de ese mismo diámetro se considerarán como sospechosas Y deberán clasificarse en lotes, uno (o más) por cada partida diferente de las ya suministradas (y también de las que posteriormente se reciban), sin que cada lote pueda
exceder de 20 toneladas.

• Cada uno de estos lotes será controlado ensayando dos probetas. Serán aceptados aquellos lotes en los que ambos ensayos resulten positivos, y rechazados aquellos en los que ambos resulten negativos.

• Cada uno de los lotes restantes se juzgará ensayando 16 probetas. Si alguno de los resultados obtenidos en los ensayos es inferior al 95% de su valor nominal, el lote será rechazado. En caso contrario, se determinará la media aritmética de los dos resultados más bajos. Si esta media iguala o supera el valor nominal, el lote será aceptado; y será rechazado en caso contrario.

3.º APTITUD AL SOLDEO

Cuando existan empalmes por soldadura será necesario comprobar que el acero es apto para soldeo, lo cual requiere que su composición química cumpla las condiciones exigidas en ¡a Norma UNE 36.068:94.

Además, deben realizarse ensayos de comprobación, los cuales dependen del método de soldeo en cuestión.

Control de componentes del hormigón.



El control consta de dos fases: en la primera, al comienzo de Ja obra, se efectúan unos ensayos de aptitud para comprobar la validez del origen de suministro escogido; en la segunda, a lo largo de la obra, se efectúan periódicamente unos ensayos de control para comprobar que las características continúan sjeido adecuadas. Cuando se trate de hormigón preparado, será la central la obligada a efectuar estos ensayos.
 
1.º CEMENTO
Los ensayos de aptitud deben efectuarse sobre la totalidad de las característiças que prescribe la Instrucción RC97 , para lo cual déberáenviarse una muestra de 8 kg al laboratorio, con suficiente antelación respecto al comienzo de la obra. El laboratorio debe determinar también el contenido en ión cloro, valor éste que, sumado a los contenidos que aporten los restantes componentes del hormigón, no debe exceder del 0,4%  del peso del cemento, por razones de durabilidad.

Una vez aprobado el origen de suministro, se debe efectuar un ensayo de control cada tres meses de obra en casos normales, tomando una muestra de 8 kg formada por mezcla intima de tres porciones por lo menos. Estas porciones se tomarán de diferentes sacos o a distintas profundidades del silo si el cemento se suministra a granel.

La muestra debe corresponder a una misma partida de cemento, no debiendo mezcla porciones procedentes de diferentes partidas.

Las determinaciones que deben efectuarse en cada ensayo de control son:

a) Si el cemento posee Sello o Marca de Conformidad:

• en este caso los ensayos podrán sustituirse por un Certificado, expedido por el fabricante correspondiente a la producción de la jornada a la que pertenezca la partida servida.

b) Si el cemento no posee Sello o Marca de Conformidad:

• componentes del cemento;
• principio y fin de fraguado;
• resistencia a compresión;
• estabilidad de volumen.

Un resultado negativo en cualquiera de las determinaciones, confirmado por el oportuno contraensayo, debe dar origen al rechazo de la partida correspondiente, salvo demostración de que no supone riesgo apreciable para la resistencia y durabilidad del hormigón.

Con independencia de lo anterior, cuando el cemento experimente un almacenamiento superior a tres semanas, conviene efectuar los ensayos de principio y fin de fraguado y de pérdida al fuego, para comprobar que no ha experimentado alteraciones (meteorización).

Respecto a las condiciones de almacenamiento y conservación del cemento.

2.° AGUA

Los ensayos de aptitud deben efectuarse sobre la totalidad de características que prescriben las normas, para lo cual deberá enviarse una muestra de 2 litros al laboratorio, con suficiente anticipación al comienzo de la obra.

Una vez aprobado el origen de suministro, no es necesario realizar nuevos ensayos durante la obra si, como es frecuente, se está seguro de que no variarán las características del agua. En caso contrario (corno sucede cuando el agua viene de pozos cuyo nivel freático varía a lo largo del año; o de ríos cuyas aportaciones experimentan variación apreciable), deberán efectuarse nuevos análisis en las ocasiones oportunas.
Es fundamental la absoluta limpieza del recipiente en que se recoja la muestra.

3.° ÁRIDOS

Los ensayos de aptitud deben efectuarse sobre la totalidad de las características que prescriben las normas, para lo cual deberá enviarse al laboratorio una muestra de 15 litros de arena y 50 litros de grava.

Si se desea que el laboratorio realice también ensayos de dosificación, la muestra deberá ser de 200 litros de arena y 400 litros de grava.

Una vez aprobado el origen de suministro, no es necesario realizar nuevos ensayos durante la obra si no varían las fuentes de origen. Pero si éstas varían (caso de canteras con diferentes vetas) o si alguna característica se encuentra cerca de su límite admisible, conviene repetir los ensayos periódicamente de manera que durante toda la obra se hayan efectuado por lo menos cuatro controles.

Independientemente de lo anterior, que se refiere a ensayos de aptitud de los áridos para fabricar hormigones  deben efectuarse durante la obra controles de granulometría (prestando una especial atención al tamaño máximo del árido) y de contenido de humedad, con la frecuencia adecuada a las variaciones esperables.

Conviene conservar muestras de los áridos, en especial de la arena, hasta un año después de finalizada la obra. Bastan las mismas cantidades indicadas como necesarias para los ensayos de aptitud

4.º ADITIVOS

Es difícil controlar la calidad de los aditivos en sí, debido a que son productos amparados por patentes Y no suele haber información suficiente acerca de su composición.

Los ensayos iniciales de aptitud pueden efectuarse realizando cinco series comparativas de seis probetas una serie sin aditivo Y las otras cuatro con diferentes dosis del mismo (iguales a 0,5; 1; 2 y 3 veces la dosis recomendada por el fabricante), con objeto de conocer su efecto sobre el hormigón. EL parámetro que debe medirse es el modificado por el aditivo (resistencia a tres días; contenido en aire ocluido; principio y fin de fraguado, etc., según el caso).

No deben utilizarse aditivos que no vayan correctamente etiquetados y acompañados de un certificado de garantía del fabricante.

5.º ADICIONES

Si se emplea humo de sílice o cenizas volantes, debe exigirse un certificado de garantía, emitido por un laboratorio acreditado, relativo al cumplimiento de las prescripciones correspondientes.
 
Los ensayos de aptitud deben efectuarse sobre la totalidad de características que prescriben las normas. Para la determinación del índice de actividad debe emplearse el mismo cemento que vaya a utilizarse en la obra.

Una vez aprobado el origen de suministro, se debe efectuar un ensayo de control cada tres
meses de obra, efectuando las siguientes determinaciones:

• Para las cenizas volantes: trióxido de azufre, pérdida por calcinación y finura.
• Para el humo de sílice: pérdida por calcinación y contenido de cloruros.

El incumplimiento de alguna de las especificaciones será razón suficiente de rechazo.

El control y la seguridad - Obras de Hormigón.


Toda estructura de hormigón armado, una vez construida, ofrece multitud de características, más o menos significativas, que difieren de las proyectadas: las armaduras no están exactamente en la posición definida en los planos; el hormigón no tiene exactamente la resistencia especificada; las dimensiones de las piezas no coinciden con las previstas, etc.

El grado de concordancia de la estructura real con la proyectada es un índice de la calidad de ejecución de aquélla. Cuanto más alto sea el control, mayor será dicho índice, más fielmente se cumplirán las hipótesis supuestas por el proyectista, y, por consiguiente, los coeficientes de’ seguridad reales que presente la estructura se aproximarán más a los teóricos. Por el coñtrario, en una obra poco controlada las desviaciones serán grandes y, en consecuencia, se verán mermados los márgenes reales de seguridad.

Existe por consiguiente una relación entre la seguridad real de una estructura y el control ejercido durante la construcción de la misma. Si el proyectista impone para la ejecución un control cuidadoso y sistemático, podrá utilizar en sus cálculos valores más afinados para los coeficientes parciales de seguridad, γ; contrariamente, el proyectista podrá tolerar controles de ejecución menos cuidados si, habiéndolo previsto en sus cálculos, se ha cubierto mediante el oportuno aumento de los coeficientes γ. En ambos casos, el margen de seguridad real de la estructura construida será aproximadamente el mismo.

En aplicación de esta filosofía, la Instrucción española prescribe diferentes valores del coeficiente de mayoración de acciones, γf, en función del nivel de control de la ejecución.

TABLA 11.4

Control de calidad de las obras de hormigón - Introducción.



Hasta épocas no muy lejanas, el control de calidad se confiaba a la pericia y vigilancia del técnico director de la obra, actuando con arreglo a su buen sentido y criterio personal. Hoy día, en que las técnicas estadísticas de control de calidad han alcanzado gran desarrollo en otros sectores industriales, la construcción ha sabido asimilar dichas técnicas y adaptarlas a sus problemas propios.

Se entiende por control de calidad un conjunto de acciones y decisiones que se toman, bien para cumplir las especificaciones, bien para comprobar que éstas han sido cumplidas. Un estudio completo del tema requiere analizar por separado las distintas fases de! proceso constructivo y los sujetos responsables de las mismas, según el esquema simplificado de la figura 10.1.

Figura 10.1 Modelización del control de calidad en construcción 
 
Dentro de cada fase debe existir un control de producción a cargo de quien realiza la actividad cuyo objeto es obtener una segundad razonable de que se están cumpliendo las especificaciones. Y en la transmisión de productos entre fases debe existir un control de recepción, a cargo de quien recibe el producto, cuyo objeto es comprobar que se han cumplido las especificaciones mediante reglas de conformidad aceptadas previamente. Al conjunto de ambos controles se denomih1 control de calidad.

Conviene advertir que la mecánica de control puede admitir muchas variantes, ya que los sistemas de control que pueden imaginarse son muy variados. Lo que verdaderamente importa es efectuar un control de acuerdo con un cierto sistema previamente establecido, siendo menos importante cuál sea este último, dentro de ciertos límites. En este sentido, a lo largo del presente capítulo se expone una forma de operar suficientemente sencilla y que cubre la mayor parte de las necesidades de la práctica.

Hormigón Armado: Vida útil de una estructura.


De lo dicho hasta aquí se desprende que toda estructura se irá degradando inevitablemente con el paso del tiempo, hasta alcanzar el final de su vida útil de servicio. Esto no significa que, una vez alcanzado tal punto, la estructura deba ser demolida, sino que ya no coznpensa proceder a nuevas reparaciones, debido al alto costo de las mismas. 


Figura 9.26 Influencia del curado en la permeabilidad del hormigón. Fuente: CEB, 1986

Salvo alguna rara excepción, las normas no especifican la vida útil qucedeben tener las estructuras (vida proyectada en servicio), pero suelen admitirse, como valores implícitos en las normas, los de 100-120 años para puentes y 60-80 para estructuras de edificación.

La Guía de Durabilidad del CEB ofrece la denominada Ley de De Sitter o Ley de los cinco, que ilustra bien la influencia que cada una de las fases del proceso constructivo ejerce sobre la vida útil de una estructura. Como indica la figura 9.27, el proceso de degradación puede dividirse en cuatro fases:
 
A. Fase de buen comportamiento, que será tanto mas dilatada cuanto más correctamente se haya
proyectado y construido la estructura.

B. Fase de precorrosión, en la que la carbonatación y los iones cloruro comienzan a llegar al acero. Si se identifica el problema, puede intervenirse con carácter preventivo, por ejemplo, aplicando recubrimientos superficiales adecuados.

C. Fase de corrosión local activa, en la que aparecen fisuras, manchas de óxido, etc. Son necesarios trabajos de reparación y mantenimiento.

D. Fase de corrosión generalizada, en la que las reparaciones necesarias son de una gran envergadura. 

Figura 9.27 La “Ley de los cinco”, Fuente: CEB, 1986

Pues bien, según De Sitter, un euro gastado en proyectar y construir correctamente la estructura (fase 1) es tan eficaz como 5 gastados en la fase 2, o como 25 en la fase 3, o como 125 en la fase 4. Ya se comprende que ésta no es ninguna regla exacta, pero lo que viene a significar sí es exacto: La forma más económica de Conseguir una prolongada vida útil es proyectar la estructura correctamente desde el principio, y ejecutarla correctamente después. 

Para alcanzar este objetivo deberá tenerse en cuenta lo dicho en este apartado, así como en los apartados 5.7 Y 11.11. 





Hórmigon Armado: Factores influyentes corrosión del acero.



Todos los procesos descritos descansan en fenómenos de difusión. La carbonatación se produce por difusión del CO2 en los poros llenos de aire (como todo gas, el CO2 requiere un medio aéreo para poder progresar si el hormigón está completamente sumergido en agua, no se carbonata). La penetración de cloruros se produce por difusión de cloruros en los poros llenos Je agua (el cloruro requiere un medio húmedo para su transporte). En fin, la corrosión se produce mediante un proceso electrolítico de transporte de iones hierro con aportación de oxígenos es decir, por difusión deI O, en los poros llenos de aire (en forma análoga al CO2).

En definitiva: la corrosión no se produce en hormigón totalmente seco (por estar impedido el proceso electrolítico de transporte de iones) ni en hormigón totalmente saturado de agua (por falta de oxígeno), incluso habiendo quedado destruida la capa pasiva que protege a las armaduras. En condiciones medias de humedad la corrosión es posible/probable, especialmente en ormig0nes carbonatados. Y el caso más desfavorable corresponde a ciclos de sequedad— humedad (caso de canales, muelles marítimos, etc.) en combinación con altas temperaturas, ya que al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de todos los procesos implicados. 

La influencia de las fisuras de pequeña anchura que puedan presentar las piezas (por flexión u otras causas) no es tan grande como podría parecer, por tratarse de zonas muy localizadas cuyo efecto en los fenómenos de penetración, que acabamos de estudiar, es menos importante que el de la totalidad de la superficie expuesta al ambiente. Por otro lado, las fisuras menores de 0,4 mm de anchura suelen colmatarse (autocicatrización) con los depósitos cálcicos, suciedad, etc. Lo que tiene verdadera importancia es la compacidad del hormigón del recubrimiento y el espesor del mismo, pudiendo retenerse la idea de que la durabilidad de la pieza varía con el cuadrado del recubrimiento: a un recubrimiento doble, corresponde un tiempo cuatro veces mayor de aparición del riesgo de corrosión.

Como es natural, las condiciones ambientales de la estructura constituyen otro factor determinante de su durabilidad, razón por la que, tanto la relación AJC como el contenido de cemento, aparecen convenientemente limitados en todas las Instrucciones, en función de tales condiciones del ambiente. Véase al efecto la tabla 3.3.



En lo que respecta al curado, debe tenerse en cuenta la diferente influencia que ejerce sobre la permeabilidad del hormigón, en función del tipo de cemento. Como muestra la figura 9.26, en los cementos portland puros la diferencia entre curar bien y curar mal no es tan grande como en los cementos de adición. Ahora bien, si el curado se efectúa correctamente, los cementos de adición presentan ventajas sobre los portland puros. La idea que debe retenerse es la siguiente: on un buen curado, a mayor cantidad de adiciones en el cemento corresponde una mayor impermeabilidad del hormigón; y con un mal curado, a mayor cantidad de adiciones corresponde una mayor permeabilidad. 


De todo lo dicho se deduce la necesidad de emplear:
 
• Una relación agua/cemento lo más baja posible
• Una dosis de cemento lo más alta posible
• Un recubrimiento generoso, y
• Un curado prolongado e ininterrumpido.

Hormigón Armado: Causas que originan la corrosión del acero.



En condiciones normales, el agua contenida en los poros del hormigón está cargada de hidróxido cálcico, con valores de pH superiores a 12,5. Gracias a esta gran alcalinidad del hormigón, el acero se encuentra protegido contra la corrosión, al formarse en su superficie una capa microscópica de óxido, denominada capa pasiva, que impide la disolución del hierro. Se dice por ello que el acero recubierto de hormigón está protegido por pasivación.

Ahora bien, el CO2 del aire penetra desde la superficie de la pieza, a través de los poros, hacia el interior del hormigón (tanto más rápidamente cuanto mayores sean los poros) y se combina con el hidróxido cálcico, según la reacción: 
Esto significa que el hidróxido cálcico va desapareciendo paulatinamente de la red capilar para transformarse en carbonato cálcico, el cual forma una costra cuyo espesor aumenta con el tiempo y cuya dureza es superior a la del interior de la pieza (de ahí que no pueda utilizarse el esclerómetro en hormigones viejos, ya que la costra carbonatada arroja valores superiores a los del hormigón sin carbonatar, lo que falsea el resultado por el lado de la inseguridad). La disminución de hidróxido cálcico origina una disminución del pH del hormigón y, cuando el valor de éste queda por debajo de 9 en la zona de contacto con las armaduras, la capa pasiva se destruye y el acero pierde su protección frente a la corrosión.

El fenómeno descrito se clenomína carbonatación del hormigón. El proceso de carbonatación avanza lentamente de la superficie al interior de las piezas y, antes o después, alcanza el nivel de la armadura. El parámetro decisivo es la permeabilidad del hormigón, junto con el espesor del recubrimiento.

Otra causa por la que puede perderse la capa protectora del acero es la presencia de iones cloruro con una concentración mayor de un determinado valor. En este caso, un parámetro importante es la cantidad de cemento, porque este material es capaz de combinarse con los iones cloruro (sal de Frideli) y actúa así de freno en el proceso, ya que únicamente los iones cloruro libres en la fase acuosa de los poros son dañinos para el acero. Por esta razón, la Instruccion española limita el contenido en ión cloro en el hormigón a valores que son función del contenido en cemento.

El tercer elemento dañino para el acero es el oxígeno del aire, auténtico responsable de la oxidación del acero. Al oxidarse, las barras aumentan de volumen en más de seis veces, provocando la rotura del hormigón con aparición de fisuras longitudinales en la dirección de la barra; y van perdiendo sección útil, hasta absorber, si no se actúa a tiempo, todo el margen de seguridad de la pieza.

Durabilidad del hormigón armado.



Los procesos de degradación de las estructuras de hormigón armado son inevitables, debido paso del tiempo. Ahora bien, si se adoptan las medidas adecuadas en las distintas fases del proceso constructivo (diseño, proyecto, elección de materiales, construcción, uso y mantenimiento), es posible conseguir una prolongada vida útil de la estructura. Para ello es imprescindible conocer, aunque sólo sea a grandes rasgos, el comportamiento del hormigón armad0 frente a las acciones impuestas por el medio ambiente.

Ya se estudio la durabilidad del material hormigón. En este articulo nos ocuparemos de la durabilidad del hormigón armado y, en particular, de los mecanismos que provocan la corrosión del acero, que presentaremos de forma simplificada. Para concluir, harem algunas consideraciones en torno al concepto de vida útil, que cada día alcanza mayor importancia.

Armadura - Hórmigon: Anclaje de barras corrugadas aisladas.



La longitud cte anclaje por prolongación recta, Ib  para barras corrugadas, tanto en tracción como en compresión, viene dada por las fórmulas:

• Barras en posición I: 

• Barras en posición II: 

con los siguientes significados: 

La terminación en patilla, gancho o gancho en U de las barras corrugadas que trabajen a tracción, permite reducir la longitud de anclaje por prolongación recta al valor 0,7 . Ib no debiendo adoptarse valores menores de 10 Ø ni de 15 cm. Si las barras trabajan a compresión, tales terminaciones no son eficaces, por lo que no reducen la longitud Ib.

La barra transversal soldada permite la misma reducción anterior (0,7 . Ib,) tanto en barras trabajando a tracción como trabajando a compresión.

Conviene advertir que si se dobla una barra en su zona de anclaje por prolongación recta, esta circunstancia no autoriza a disminuir Ja longitud Ib de anclaje, la cual debe disponerse completa. En efecto, la experimentación demuestra que la eficacia de la longitud Ib  es prácticamente independiente de que el trazado de la barra sea recto o curvo.

En la figura 9.8 se indican las longitudes prácticas de anclaje de barras corrugadas, con los valores de los coeficientes m que se dan en la tabla 9.5. 

Fig. 9.8 Longitudes de anclaje en centímetros (Ø en centímetros.)

 
TABLA 9.5 LONGITUDES DE ANCLAJE PARA BARRAS CORRUGADAS AISLADAS VALORES DE LOS COEFICIENTES m

Como en el caso de empalmes de armaduras (véase 9.6-2.°), en las zonas de anclaje debe disponerse armadura transversal para evitar una posible fisuración longitudinal provocada por las tracciones transversales que aparecen junto a los anclajes. Generalmente, la armadura transversal existente para esfuerzos cortantes es suficiente para absorber dichas tracciones.

Hormigón - Armaduras: Longitudes de anclaje.



En los apartados 5.°, 6.° y 7.° a continuación se ofrecen las longitudes de anclaje que deben utilizarse en la práctica. Al aplicarlas deben tenerse presentes los siguientes puntos.
 
a) A efectos de anclaje de barras en tracción, para tener en cuenta el efecto de la fisuración oblicua debida al esfuerzo cortante, debe suponerse la envolvente de momentos flectores trasladada paralelamente al eje de la pieza, en el sentido más desfavorable (figura 9.7), en una magnitud igual al canto útil.

b) Cuando puedan existir efectos dinámicos (por ejemplo, en zonas sísmicas), las longitudes de anclaje deben aumentarse en 10 Ø.
 
c) Si la armadura real existente, es mayor que la estrictamente necesaria, Asreal, las longitudes de anclaje Ib indicadas en los puntos siguientes pueden reducirse al valor: 
La limitación 0,33 Ib es aplicable a barras en tracción y debe elevarse a 0,66 Ib para barras en compresión.
 
d) En el caso de vigas, debe llevarse hasta los apoyos extremos al menos un tercio de la armadura necesita resistir el máximo momento positivo; y debe haber al menos un cuarto en los apoyos intermedios.
 
e) En las zonas de anclaje de barras de gran diámetro (Ø 40), éstas deben quedar situadas en esquinas de estribos; y si existen más de dos capas, las barras situadas junto a los paramentos deben llevar estribos adicionales.

Hormigón - Armaduras: Ganchos y Patillas normales.



En los anclajes, los extremos de las barras pueden terminar en prolongación recta, en gancho o en patilla; también pueden anclarse las barras mediante ganchos en U o disponiendo barras transversales soldadas. 

Todos estos dispositivos se ilustran en la figura 9.6 con sus correspondientes características geométricas mínimas. En cuanto a los diámetros de doblado, deben ajustarse a lo indicado en la tabla 9.3

 
Figura 9.6  Diversos tipos de anclaje de barras.

Como más adelante se indica (punto 5. estos dispositivos permiten reducir la longitud de anclaje por prolongación recta. Ahora bien, para que sean eficaces es necesario que se encuentren recubiertos de un espesor suficiente de hormigón (al menos, tres diámetros).

Hormigón - Armaduras: Posiciones de las barras.



Las longitudes de anclaje dependen de la posición que ocupan las barras en la pieza con respecto a la dirección del hormigonado. En efecto, las barras superiores están en peores condiciones de adherencia que las inferiores, debido a que el hormigón que las circunda es genera1mr1te de calidad algo más baja, a causa del efecto de refluxión de aire y lechada hacia lo alto durante la compactación. Por ello, a efectos de adherencia, La Instrucción española distingue dos posiciones de las barras, la ¡ y la II, que se definen como indica la tabla 9.4.

TABLA 9.4  POSICIONES DE BARRAS, A EFECTOS DE ANCLAJE

Por su parte, el Eurocódigo 2 es más preciso al definir las posiciones de las barras a efectos de adherencia, introduciendo como nueva variable el canto total h de la pieza y distinguiendo los tres casos siguientes:

• Si h <= 25 cm, todas las barras están en posición 1.
• Si 25 <h <= 60 cm, están en posición ¡ las barras colocadas en la mitad inferior de la pieza.
• Si h > 60 cm, están en posición 1 las barras colocadas a una distancia igual o mayor que 30 cm de la cara superior de la pieza.

 Esta forma de definir la posición 1 se explica porque, en las piezas de pequeño espesor (h <= 25 cm), el efecto de refluxión anteriormente mencionado es inapreciable.

Anclaje de las armaduras - Hormigón Armado.



GENERALIDADES

Los anclajes extremos de las barras deben asegurar la transmisión de esfuerzos al hormigón sin peligro para éste. En general, se efectúan mediante alguna de las disposiciones siguientes:
 
• por prolongación recta;
• por gancho o patilla;
• por armaduras transversales soldadas (caso de mallas, por ejemplo); 
• por dispositivos especiales.

La longitud de anclaje de una armadura es función de sus características geométricas de adherencia, de la resistencia del hormigón, de la posición de la barra con respecto a la dirección del hormigonado, del esfuerzo en la armadura y de la forma del dispositivo de anclaje. Por ello, su cálculo es complicado y, aun cuando el fallo de anclaje es un estado límite que debería dar origen, en rigor, al cálculo semiprobabilista correspondiente, en la práctica se sustituye por el empleo de longitudes de anclaje dadas por fórmulas sencillas, contrastadas que quedan del lado de la seguridad.

Es muy aconsejable, como norma general, disponer los anclajes en zonas en las que el  hormigón esté sometido a compresiones y, en todo caso, deben evitarse las zonas de fuertes tracciones. Esto conduce, en vigas, a llevar las armaduras de momento negativo, sobre apoyos intermedios, hasta Una ‘ distancia de éstos del orden del quinto de la luz; y en apoyos extremos, a bajar las armaduras dobladas a 90º, por la cara más alejada del soporte o muro.

Doblado de las Armaduras - Hormigón Armado.



Con independencia del ensayo de doblado-desdoblado de las armaduras encaminado a comprobar las características plásticas del acero, en las piezas de hormigón armado las barras deben doblarse con radios más amplios de los utilizados en dicho ensayo (tabla 8.6), para no provocar una perjudicial concentración de tensiones en el hormigón de la zona del codo. En este sentido conviene advertir que las tracciones transversales que tienden a desgarrar el hormigón suelen ser más peligrosas que las compresiones originadas directamente por el codo.

Las operaciones de doblado deben efectuarse en frío y a velocidad moderada. La Instrucción española establece que, salvo casos especiales, el doblado de las barras deberá realizarse sobre mandriles de diámetro no inferior a los valores indicados en la tabla 9.3.

TABLA 9.3  DIÁMETRO MÍNIMO DE MANDRIL PARA EL DOBLADO DE BARRAS

 
Los cercos de diámetro igual o menor de 12 mm pueden doblarse con radios menores, siempre que no se origine en el acero un principio de fisuración. Para evitar esta fisuración, los cercos y estribos no deben doblarse con diámetros interiores menores de tres diámetros ni menores de tres centímetros.

No debe admitirse el enderezamiento de codos, incluidos los de suministro, salvo cuando esta operación pueda realizarse sin daño inmediato o futuro para la barra correspondiente. 


ARMADURAS: Recubrimientos y distancia a los parámetros.


Se denomina recubrimiento geométrico de una barra, o simplemente recubrimiento, a la distancia libre entre su superficie y el paramento mas próximo de la pieza. El objeto del recubrimiento es proteger las armaduras, tanto de la corrosión corno de la posible acción del fuego. Por clic es fundamental la buena compacidad del hormigón del recubrimiento, más aun que su espesor.

Las diferentes normas establecen para los recubrirnientos unas limitaciones mas o menos coincidentes con las que recomendamos a continuación:
a) Como norma general, cualquier barra debe quedar a una distancia libre del paramento mas próximo igual o mayor a un diámetro y al tamaño máximo del árido. Según la Instrucción española, esta última limitación puede rebajarse en un 20% si ¡a di5posición de las armaduras es tal que no dificultan el paso del hormigón; por el contrario, debe aumentarse en un 25% si entorpecen dicho paso (caso de barras en cara superior, por ejemplo).

b) El valor máximo admisible para el recubrimiento de la capa exterior de armaduras es de cinco centímetros Si es, necesario disponer un mayor recubrimiento v salvo casos especiales de ambientes muy agresivos, conviene colocar una malla tina de reparto en medio del espesor del recubrimiento para sujetar el hormigón del mismo.
c) Además de lo indicado en a) y b), para cualquier clase de armaduras deben respetarse unos ciertos recubrimientos mínimos en función de las condiciones ambientales, con el objeto de pobeer al acero frente a la corrosión y asegurar la durabilidad de las piezas. Estos valores mínimos dependen del tipo de elemento estructural y de la resistencia característica del hormigón, y varían de unas normas a otras. En la tabla 9.2 se ofrecen, para los tipos de ambiente más habituales. 

Tabla 9.2  Recubrimientos Mínimos.
 

d) Cuando la superficie del hormigón va a ir tratada con martellina o chorro de arena, como sucede en ciertos casos de hormigones vistos, conviene aumentar los valores de la tabla 9.2 en un centímetro.
e) El recubrimiento de las barras levantadas y, en general, de aquellas cuyo trazado no sea totalmente rectilíneo, no debe ser inferior a dos diámetros, medido en dirección perpendicular al plano de la curva.
f) En los paramentos horizontales en contacto con el terreno, el recubrimiento mínimo será de 70 mm, salvo que se haya preparado el terreno y se haya dispuesto un hormigón de limpieza, en cuyo caso es de aplicación la tabla 9.2.

Colocación de las armaduras - Encofrados.



Las armaduras deben colocarse limpias, exentas de óxido no adherido (se admite el óxido que queda después de cepillar las barras con cepillo de alambre), así como libres de pintura, grasa, hielo o cualquier otra sustancia perjudicial. Deberán sujetarse al encofrado y entre sí, de modo que se mantengan en su posición correcta, sin experimentar movimientos, durante el vertido y compactación del hormigón, y permitan a éste envolverlas sin dejar coqueras.

Para conseguirlo, las armaduras se colocan en los encofrados apoyadas en calzos o separad01 de rigidez adecuada en Número suficiente. El empleo de separadores es impresdible para garantizar que la distancia entre la armadura y el encofrado (recubrimiento) no será inferior al mínimo que prescriben normas, lo que res1lta fundamental para la durabilidad de las piezas. tos calzos se utilizan, con la misma finalidad, para sostener la armadura supe0t en losas o para separar capas de armadura en muros. La distancia entre separadores de una misma barra suele ser del orden de 50 veces su diámetro O 100 cm, decalándose los separadores entre barras contiguas.

Los calzos Y separadores pueden ser de mortero, hormigón, fibrocemento, plástico rígido o material similar, prohibiéndose el empleo de madera, 1drillo o cascotes de obra (figura 95). Tampoco deben utilizarse calzos o separadores metalicos (salvo que sean de alambre ga1vanizado o acero inoxidable), especialmente en hormigones vistos, por el riesgo de aparición de manchas debidas a su oxidación. En casi todos los tipos, la fijación a la armadura se efectúa mediante una pinza o por atado con alambre. 


Figura 9.5  Algunos tipos de separadores y calzos (a) separadores puntuales de mortero (b)separadores puntuales de plástico (c) separadores lineales de alambre o acero galvanizados; (d) separador lineal de mortero (e) calzos lineales metálicos y calzo puntual de plástico.

Disposiciones en el Hormigón armado de las ARMADURAS.



Las armaduras que se disponen en el hormigón armado pueden clasificarse en principales y secundarias, debiendo distinguirse entre las primeras las armaduras longitudinales y las transversa les.
 
Las armaduras longitudinales tienen por objeto, bien absorber los esfuerzos de tracción originados en los elementos sometidos a flexión o a tracción directa, o bien reforzar las zonas comprimidas del hormigón. Las armaduras transversales se disponen para absorber las tensiones de tracción originadas por los esfuerzos tangenciales (cortantes y torsores), para zunchar las zonas de hormigón comprimido y para asegurar la necesaria ligadura entre armaduras principales, de forma que se impida su pandeo y la formación de fisuras localizadas.

En la figura 9.3 se ha representado un pilar de hormigón armado, cuyas armaduras longitudinales trabajan a compresión, estando constituida la armadura transversal por cercos, encargados de asegurar la ligadura entre las armaduras principales, de evitar el pandeo de las barras y de coser las eventuales fisuras inclinadas que, de no existir cercos, podrían producirse.

En la figura 9.4 se ha representado una viga de hormigón armado, en donde la armadura A trabaja a tracción y la A’ a compresión. En la misma figura pueden apreciarse unas barras levantadas a 45º y una armadura transversal constituida por cercos y estribos (fig. 9.4), encargada de absorber las tracciones originadas por los esfuerzos cortantes. Otras formas de estribos pueden verse en la figura 19.18
Figura 19.18  Diversas formas de estribos.

En cuanto a las armaduras secundarias, son aquellas que se disponen, bien por razones meramente constructivas, bien para absorber esfuerzos no preponderantes, más o menos parásitos. Su trazado puede ser longitudinal o transversal, y se incluyen entre ellas: las armaduras de montaje, cuyo fin es facilitar la organización de las labores de ferralla; las armaduras de piel, que se disponen en los paramentos de vigas de canto importante las armaduras para retracción y efectos térmicos, que se disponen en los forjados y losas en general; las armaduras de reparto, que se colocan bajo cargas concentradas  y, en general, cuando interesa repartir una carga; etc. Además de su misión específica las armaduras secundarias ayudan a impedir una fisuración excesiva y contribuyen & buen atado de los elementos estructurales, facilitando que su trabajo real responda al Supuesto en el cálculo. 
 
Figura 9.3 Disposición de armaduras en pilares.



Figura 9.4  Disposición de armaduras en vigas.
 

Capacidad mecánica de las armaduras: secciones de hormigón armado.



Con objeto de facilitar el proyecto y cálculo de las secciones de hormigón armado, que más adelante se desarrolla, se incluyen en este apartado unas tablas con las capacidades mecánicas de las armaduras.
Se llama capacidad mecánica Us de una armadura al producto del área de su sección por su resistencia de cálculo, es decir: 


En la tabla 8.8 se dan las secciones y masas de las barras para cualquier tipo de acero. Para las barras corrugadas de acero B 400 se ofrece una sola tabla de capacidades mecánicas, la 8.9, correspondiente a Ys = 1,15 (único valor admitido por la Instrucción española), válida para trabajo a tracción Y compresión. Para las barras corrugadas de acero B 500 se ofrecen dos tablas de capacidades mecánicas, las 8.10 y 8.11. La primera es válida para trabajo a tracción, con coeficiente de seguridad Ys = 1,15; y la segunda, para trabajo a compresión, caso en el que la resistencia de cálculo fyd está limitada al valor 420 N/mm2. 

TABLA 8.8  CUALQUIER TIPO DE ACERO: Secciones en cm2 y masas en kg/m


TABLA 8.9  ARMADURAS  TRACCIONADAS O COMPRIMIDAS.


TABLA 8.10 ARMADURAS TRACCIONADAS.



TABLA 8.10  ARMADURA COMPRIMIDAS.


HORMIGÓN ARMADO: Determinación de la tensión de adherencia.



Se trató en post anteriores  la adherencia entre las barras de acero y el hormigón, como del ensayo de flexión (beam test) que se emplea para medirla. Antes de la aparición de este ensayo se utilizaba otro de tracción (ensayo de arrancamiento, pull out test), más intuitivo pero mucho menos representativo que el ensayo de adherencia por flexión. En base al mismo y de forma esquemática, cabe hacer las siguientes consideraciones. 

Figura 9.2 Ensayo de arrancamiento (pull out test)

Sea una barra de acero de diámetro Ø embebida en un bloque de hormigón. Si la sometemos a un esfuerzo de tracción N creciente, para cada valor de N habrá una distribución de las tensiones τ de adherencia como la indicada en la figura 9.2a, cuyo valor medio τm valdrá:

y a este valor le corresponderá un cierto deslizamiento (expresado en mm) de la barra con respecto al hormigón. Si dibujamos el diagrama τm - deslizamientos, obtenemos unas curvas como las de la figura 9.2b.

En el ensayo descrito termina con la rotura de la barra fuera del hormigón (caso de anclaje total) o con su arrancamiento. De acuerdo con lo indicado, se define como tensión media de adherencia el valor 
es decir, la media aritmética de las tensiones correspondientes a los deslizamientos de 0,1 mm y 1,0 mm en el ensayo de flexión.

En lo sucesivo, denominamos por fb, al valor limite de la tensión de adherencia, refiriéndonos con ello al valor medio τm en las condiciones límites, y por fbd correspondiente valor de cálculo.

El valor límite de la tensión de adherencia, fb varía con la resistencia a compresión del hormigón, con las características adherentes de las barras y con la posición que ocupan en la pieza respecto a la dirección de hormigonado; también depende, según algunos autores, del diametro de las barras. El Eurocodigo 2 recomienda, como valores de cálculo de la tensión límite de adherencia,fbd, los indicados en la tabla 9.1.

Por último, las longitudes prácticas de anclaje adoptadas para las barras corrugadas, han sido determinadas a partir de valores de fb obtenidos mediante ensayos .

TABLA 9.1  VALORES DE CÁLCULO DE LA TENSIÓN DE ADHERENCIA fbd