2.1 Tipos de acero de refuerzo.

Varillas
Varillas

El acero es una aleación de diversos elementos entre ellos: carbono, manganeso, silicio, cromo,níquel y vanadio. El carbono es el más importante y el que determina sus propiedades mecánicas. A mayor contenido de carbono, la dureza, la resistencia a la tracción y el límite elástico aumentan. Por el contrario, disminuye la ductilidad y la tenacidad. El manganeso es adicionado en forma de ferro-manganeso. Aumenta la forjabilidad del acero, su templabilidad y resistencia al impacto. Así mismo, disminuye su ductilidad. El silicio se adiciona en proporciones que varían de 0.05% a 0.50%. Se le incluye en la aleación para propósitos de desoxidación pues se combina con el oxígeno disuelto en la mezcla. El cromo incrementa la resistencia a la abrasión y la templabilidad; el níquel, por su parte, mejora la resistencia al impacto y la calidad superficial. Finalmente, el vanadio mejora la temperabilidad. Algunos tipos de acero son:


Varillas corrugadas y alambres.

Las varillas corrugadas son de sección circular y, como su nombre lo indica, presentan corrugaciones en su superficie para favorecer la adherencia con el concreto. Estas corrugaciones deben satisfacer requisitos mínimos para ser tomadas en cuenta en el diseño.

 

Mallas electrosoldadas.

Las mallas electrosoldadas se usan en elementos como losas, pavimentos, estructuras laminares y muros en los cuales se tiene un patrón regular de distribución del refuerzo. Están constituidas por alambres lisos o corrugados dispuestos en mallas cuadradas o rectangulares y soldados en los puntos de unión del refuerzo. Sus características están especificadas en las normas, ASTM-A-496-97a y ASTM-497-99 para alambre liso y corrugado respectivamente. En el primer caso, se requiere un esfuerzo de fluencia mínimo de 4550 kg/cm2 y un esfuerzo último de 5250 kg/cm2 y en el segundo, 4900 y 5600 kg/cm2, respectivamente. (Harmsen, 2002)

 

Malla electrosoldada
Malla electrosoldada

El tipo más común de acero de refuerzo  viene en forma de barras circulares llamadas por lo general varillas y disponibles en un amplio intervalo de diámetros aproximadamente de 3/8 hasta 1 3/8; de pulgada para aplicaciones normales y en dos tamaños de barra pesados de aproximadamente 1 ¾ Y 2 ¼.

Estas barras vienen corrugadas para aumentar la resistencia al deslizamiento entre el acero y el concreto. Los requisitos mínimos para los resaltes superficiales (espaciamiento, proyección). Se han determinado mediante investigación experimental. Diferentes fabricantes de barras utilizan diversos patrones, todos los cuales satisfacen estos requisitos.

Los tamaños de las barras se denominan mediante números, siendo los más usados los números3 a 11 y 14 y 18 que representan dos barras de tamaño especial tal como se mencionó previamente. La denominación mediante el número en lugar del diámetro se ha adoptado debido a que las estrías superficiales hacen imposible definir un solo valor medido del diámetro. Los números se han organizado de manera que el número de la denominación corresponde muy cercanamente al número de diámetros de 1/8 de pulgada. Por ejemplo, una barra No. 5 tiene un diámetro nominal de 5/8 de pulgada.

Además de las barras de refuerzo simples se utilizan las mallas electrosoldadas de alambrón para reforzar losas y otras superficies, tales como cascarones, y para reforzar a cortante el alma de vigas delgadas, particularmente en vigas preesforzadas. El refuerzo con alambrones soldados consta de un conjunto de alambrones de acero estruidos en frío, longitudinales y transversales a ángulos rectos el uno del otro, y soldados entre sí en todos los puntos de intersección. El tamaño y espaciamiento de los alambrones puede ser el mismo en las dos direcciones o puede ser diferente dependiendo de los requisitos del diseño. (Nilson, 1999)


Varilla grado 42
Varilla grado 42

El concreto es resistente a la compresión, pero débil a la tensión, por lo que se necesita de un elemento que lo ayude a resistir los esfuerzos de tensión resultantes de la aplicación de las cargas. Este material adicional es el acero.

El acero que comúnmente se emplea para reforzar el concreto tiene forma de barra o varilla redonda corrugada. Estas dos presentaciones se fabrican tanto de acero laminado en caliente como de acero trabajado en frio. Se entiende por varilla corrugada aquella barra de acero especialmente fabricada para usarse como refuerzo del concreto y cuya superficie está provista de rebordes o salientes llamados corrugaciones, los cuales inhiben el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea.

El acero que se emplea para la fabricación de estas barras o varillas se obtienen de algunos procesos establecidos en las normas oficiales mexicanas, de las que hay que respetar íntegramente las características químicas, mecánicas y dimensionales, además de los requisitos para las corrugaciones. En general el tipo de acero se clasifica en grados de acuerdo con su límite de fluencia mínimo, es decir, de 30, 42 y 52 kg/mm2, los que se designan respectivamente de grado 30, 42 y 52. (Gallo, et al, 2005)


Varilla corrugada
Varilla corrugada

El refuerzo usado en estructuras de concreto puede ser en forma de barras o de malla soldada de alambre. Las barras pueden ser lisas o corrugadas. Las barras corrugadas, que tienen protuberancias laminadas en sus superficies para aumentar la adherencia del concreto y el acero, se usan en casi todos los casos. El alambre corrugado es dentado, y no con protuberancias corrugadas. Las barras lisas no se usan con frecuencia, excepto para rodear las barras longitudinales, sobre todo en columnas. Estas barras se usan en columnas como estribos y espirales.

Las barras lisas redondas se identifican por sus diámetros en fracciones de una pulgada como 3/8” ϕ, ½” ϕ, Y 5/8” ϕ. Las barras corrugadas son redondas y varían en tamaños del #3 al #11, con dos tamaños muy grandes, el #14 y el #18, también disponibles, para barras de hasta el #8 inclusive, el número de la barra coincide con el diámetro de la barra en octavos de pulgada. Antes las barras se fabricaban con secciones redondas y cuadradas, pero actualmente todas las barras son redondas.

Las mallas soldadas de alambre se usan con frecuencia como refuerzo de losas, pavimentos y cascarones, en lugares donde no se tiene suficiente espacio para proporcionar el recubrimiento necesario de concreto que se requiere para las barras regulares de refuerzo. La malla se hace con alambres estirados en frio, colocados en dos direcciones ortogonales y soldadas en los puntos de intersección. Los tamaños y separación del alambre pueden ser los mismos en ambas direcciones o pueden ser diferentes, dependiendo de los requisitos del diseño.  (McCormac, 2002)

Instituto Tecnológico de Villahermosa.

Alumno: Jesús Ezequiel Méndez Reyes

Ciudad: Villahermosa, Tabasco, México.

Carrera: Ingeniería Civil