UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)
FACULTAD DE GEOLOGIA, MINAS, METALURGIA, GEOGRAGICA Y CIVIL
Alumna: Dueñas Romero, Brenda Xiomara
Código: 11160260
E.A.P.: Ingeniería Civil
Docente: Dra. Marilú Calderón
Ciudad universitaria, 23 de agosto de 2012
ACERO CORRUGADO EN LA CONSTRUCCIÓN
FACULTAD DE GEOLOGIA, MINAS, METALURGIA, GEOGRAGICA Y CIVIL
1
HISTORIA DEL ACERO ......................................................................................................................... 4 DEFINICIÓN ......................................................................................................................................... 5 DESCRIPCIÓN ...................................................................................................................................... 5 TIPOS DE ACERO CORRUGADO ......................................................................................................... 6 COMPOSICIÓN QUÍMICA .................................................................................................................... 6 TABLA DE CQ. ........................................................................................................................................... 6 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS ......................................................................................................... 7 IDENTIFICACIÓN DE BARRAS CORRUGADAS .................................................................................. 7 CALIDAD B 400 S. ....................................................................................................................................... 8 CALIDAD B 500 S. ....................................................................................................................................... 8 CALIDAD B 400 SD. .................................................................................................................................... 8 CALIDAD B 500 SD. .................................................................................................................................... 9 ENSAYO DE DOBLADO Y DESDOBLADO .......................................................................................... 9 Cualidades para la flexión (doblado/desdoblado). ............................................................ .................. 9
ADHERENCIA..................................................................................................................................... 10 SOLDABILIDAD .................................................................................................................................. 10 RESISTENCIA A LA FATIGA ............................................................................................................... 11 RESISTENCIA A LA CARGA CÍCLICA ................................................................................................. 11 EL ACERO CORRUGADO EN LAS CONSTRUCCIONES .................................................................... 12 1.
FIERROCORRUGADOASTMA615-GRADO60 .............................................................. ........................... 12
2.
NORMASTECNICAS........................................................................................................................... 12 USOS............................................................................................................................................ 12 PRESENTACIÓN ............................................................................................................................ 12 PROPIEDADES MECÁNICAS ............................................................ ................................................ 12 FIERROCORRUGADOASTMA706-GRADO 60 ............................................................. ........................... 13
3.
USOS............................................................................................................................................ 13 PRESENTACIÓN ............................................................................................................................ 13 PROPIEDADES MECÁNICAS ............................................................ ................................................ 13 CORRUGADO4.7MM.............................................................................................................................. 14
NORMASTÉCNICAS........................................................................................................................... 14 USOS............................................................................................................................................ 14 PRESENTACIÓN ............................................................................................................................ 14 PROPIEDADES MECÁNICAS (JIS G3532, Grado SWM - R)....................................................... ................ 14
IMPORTANCIA Y USO DEL ACERO CORRUGADO EN LAS OBRAS PÚBLICAS Y CIVILES ............. 15 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................................... 20
Historia del Acero No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3000 a.C., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico. Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y soldar y consolidar el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico. Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero. La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de material de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.
Definición Es utilizado para armar hormigón armado y cimentaciones de obra pública y civil, es un acero laminado, está formado por barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón, estas barras permite que no sufra daños al momento de cortarlo y doblarlo. Posee una gran ductibilidad y soldabilidad, estas barras de acero son de varios diámetros que van desde 6 a 40 mm. Las que son inferiores a 16 mm aparecen en barras o rollos, mientras que para los de diámetro se mas de 16 mm se suministran en forma de barras.
Descripción Corrugas: Las corrugas son estrías, resaltos o nervaduras discontinuas y no paralelas al eje longitudinal de la barra.
Aletas: Las aletas son resaltos continuos, paralelos al eje longitudinal de la barra y diametralmente opuestos.
Núcleo: Es la parte de la barra no afectada por las corrugas ni por las aletas. Diámetro nominal: Número convencional, indicado en la siguiente tabla, respecto al cual se establecen las tolerancias. A partir del diámetro nominal, se determinan los valores nominales del área de la sección recta transversal y de la masa por metro lineal, adoptando convencionalmente, como masa específica del acero, el valor 7,85 kg/dm3.
Diámetro nominal (mm)
Área de la sección transversal (mm2)
Masa (kg/m)
6
28.3
0.222
8
50.3
0.395
10 12
78.5
0.617
113
0.888
14
154
1.21
16
201
1.58
20
314
2.47
25
491
3.85
32
804
6.31
40
1260
9.86
Tipos de acero corrugado Los tipos de acero normalizados son los siguientes: I.
B400S y B500S según UNE 36068
II.
B400SD y B500SD según UNE 36065 Estos aceros tienen características especiales de ductilidad.
Composición química Los límites especificados para la composición química, referida al análisis de colada, y los valores admisibles en el análisis de producto se indican en la siguiente tabla. El fabricante debe comprobar la composición química sobre producto, cuando se solicite expresamente en el pedido.
Tabla de CQ. Carbono* (máx.)
Azufre (máx.)
Fósforo (máx.)
Nitrógeno** (máx.)
Cobre (máx.)
Carbono equivalente (máx.)
Análisis de colada
0,22
0,050
0,050
0,012
0,80
0,50
Análisis de producto
0,24
0,055
0,055
0,014
0,85
0,52
* Se permite superar los valores máximos para el carbono en un 0,03 % en masa, si el valor del carbono equivalente decrece en un 0,02% en masa. **Se permiten contenidos superiores de nitrógeno si existen elementos fijadores del nitrógeno en cantidad suficiente.
Características mecánicas Estas barras deben de cumplir varias características técnicas que son: carga unitaria, el límite elástico y el alargamiento que aseguran el cálculo correspondiente de las estructuras de hormigón armado. Siempre se realiza un ensayo de acero corrugado para determinar las características geométricas del corrugado, la sección media equivalente, el límite elástico, el doblado simple, la adherencia, la identificación del fabricante, etc.
Identificación de barras corrugadas (UNE 36068:1994 - UNE 36065:2000 EX - UNE 36811:1996) Se normalizan y certifican los siguientes tipos de aceros, que se pueden distinguir por la disposición de las corrugas:
Calidad B 400 S. Las corrugas de cada uno de los dos sectores opuestos presentan diferente separación. Todas las corrugas tienen la misma inclinación.
Calidad B 500 S. Las corrugas de un sector presentan una misma inclinación y están uniformemente separadas. Las corrugas del sector opuesto están agrupadas en dos series de corrugas, de igual separación pero de distinta inclinación.
Calidad B 400 SD . En el acero B 400 SD la disposición de corrugas es la misma en los dos sectores de la barra. Todas las corrugas tienen la misma inclinación (b = 70: 1 10:) e igual separación.
Calidad B 500 SD. En el acero B 500 SD la disposición de corrugas es la misma en los dos sectores de la barra. Las corrugas forman, en cada uno de los sectores, dos series de igual separación pero distinta inclinación. La inclinación de una de las series de corrugas b 1 # 75 y la de la otra es b 2 3 45. La diferencia b 1 - b 2 será siempre igual o mayor de 10:
Ensayo de doblado y desdoblado Cualidades para la flexión (doblado/desdoblado). El acero corrugado es un acero para armar, dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar, estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético. Un gran número de ensayos han demostrado que no se producen roturas o fisuras cuando el acero se somete a doblados con rodillos/mandriles.
Diámetro del mandril (d) Y1=90 Y2 =20 Tipo de acero
d<=12
12
16
25
B400S
5d
6d
8d
10d
B500S
6d
8d
10d
12d
B400SD
5d
6d
8d
10d
B500SD
6d
8d
10d
12d
Adherencia El fabricante de las barras tiene que tener un certificado de homologación de la adherencia emitido por un laboratorio de ensayo acreditado por una entidad de acreditación designada. El ensayo de adherencia se debe efectuar según la Norma UNE 36740. Los valores mínimos de las tensiones de adherencia se incluyen en la siguiente tabla:
Diámetro nominal (mm)
Tensión media (MPa)
Tensión de rotura (MPa)
inferior a 8
6,88
11,22
de 8 a 32
7,84 – 0,12 d
12,74 – 0,19 d
superior a 32
4,00
6,66
Soldabilidad La soldabilidad del acero para armaduras de hormigón armado está determinada por dos características:
El carbono equivalente debe calcularse utilizando la siguiente fórmula: Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Limitaciones en el contenido de ciertos elementos. Estas limitaciones se recogen en la tabla de CQ., donde se refleja la composición química (% en masa).
Las modernas técnicas, tanto de producción como de Control de Calidad, permiten en la actualidad la obtención de aceros corrugados soldables. Esta característica, viene recogida en la actual Norma Española UNE 36.068-88, de barras corrugadas soldables para armaduras de hormigón armado.
Resistencia a la fatiga En el caso de los aceros con características especiales de ductilidad como son el B400SD y el B500SD, es necesario que cumplan con las exigencias requeridas por la norma UNE EN 36065, referentes a la resistencia a fatiga, que indica que: “las barras sometidas a un esfuerzo axial, cíclico y controlado, entre un valor máximo y uno mínimo siguiendo el procedimiento indicado en el apartado 10.7 de la norma UNE EN 36065, deben soportar un número de ciclos igual o superior a 2E+06.
Resistencia a la carga cíclica En el caso de los aceros con características especiales de ductilidad como son el B400SD y el B500SD, es necesario que cumplan con las exigencias requeridas por la norma UNE EN 36065, referentes a la resistencia a la carga cíclica, que indica que: “las barras sometidas a un ensayo de carga cíclica, según el apartado 10.8 de la norma UNE EN 36065, cumplen las exigencias en lo referente a la resistencia a la carga cíclica, si no se produce la rotura parcial o total de la probeta por la aparición de grietas transversales apreciables a simple vista, producidas como consecuencia de la realización del ensayo. La presencia de fisuras longitudinales, debidas al proceso de fabricación, no se considera defectos atribuibles a la fragilidad del material.
El acero corrugado en las construcciones 1. FIERRO CORRUGADO ASTM A615-Grado 60
NORMAS TECNICAS: Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias Dimensionales: ASTM A615 Grado60 / NTP 341.031 Grado 60 (Norma Técnica Peruana)/ Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú.
USOS: Se utiliza en la construcción de edificaciones de concreto armado de todo tipo: en viviendas, edificios, puentes, obras industriales, etc.
PRESENTACIÓN: Se produce en barras de 9 metros de longitud en los siguientes diámetros: 6 mm, 8 mm, 3/8",12 mm, 1/2", 5/8", 3/4", 1" y 1 3/8". Previo acuerdo, se puede producir en otros diámetros y longitudes requeridos por los clientes. Se suministra en paquetes de 2 toneladas y en varillas. Las barras de 6 mm también se comercializan en rollos de 550 kg.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia (fy) = 4,280 kg/cm2 mínimo. Resistencia a la Tracción (R) = 6,320 kg/cm2 mínimo. Relación R/fy > 1.25. Alargamiento en 200 mm. Diámetros: 6 mm, 8 mm, 3/8", 12 mm, 1/2", 5/8" y 3/4".........= 9% mínimo 1".......................................................................................= 8% mínimo1 3/8"...................................................................................= 7% mínimo Doblado a 180° = Bueno en todos los diámetros.
2. FIERRO CORRUGADO ASTM A706-Grado 60
NORMASTÉCNICAS: Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias Dimensionales: ASTM A706 Grado60 y NTP 339.186 Grado 60
USOS: Se usa como refuerzo para concreto armado, en estructuras sismo resistente y donde se requiera el soldado de las estructuras.
PRESENTACIÓN: Se produce en barras de 9 metros de longitud en los siguientes diámetros:3/8", 1/2", 5/8", 3/4", 1" y 1 3/8". Previo acuerdo, se puede producir en otros diámetros y longitudes requeridos por los clientes. Se suministra en paquetes de 2 toneladas y en varillas. Por su bajo contenido de carbono, es un material con mayor soldabilidad que el fierro corrugado ASTM A615 Grado 60.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia (fy) = 4,280 -5,510 kg/cm2 mínimo Resistencia a la Tracción (R) = 5,610 kg/cm2 mínimo Alargamiento en 203.2 mm: Diámetros:3/8", 1/2", 5/8" y 3/4"...........................................= 14% mínimo 1" y 1 3/8"..............................................................= 12% mínimo Doblado a 180° = Bueno en todos los diámetros.
3. CORRUGADO4.7mm
NORMASTÉCNICAS: JIS G3532 - 1993 / ASTM A496-95a USOS: Para refuerzo de concreto armado y como refuerzo de temperatura en techos aligerados y muros.
PRESENTACIÓN: Se suministra en paquetes de 50 varillas y en paquetones de 2 TM aproximadamente, formados por 34 paquetes de 50 varillas cada uno.
PROPIEDADES MECÁNICAS (JIS G3532, Grado SWM - R): Límite de Fluencia (fy) = 44.9 kg/mm² (440 MPa) Resistencia a la Tracción (R) = 55.1 kg/mm² mínimo (540 MPa) Alargamiento en 23.5 mm = 8% mínimo Doblado a 180° = Bueno a temperatura ambiente *.
*Doblado con pin de 9.4 mm de diámetro.
Importancia y uso del acero corrugado en las obras públicas y civiles:
Referencias Bibliográficas:
http://www.sider.com.pe/sidernet/principal.html
http://www.construaprende.com/t/05/T5p01.php#Introducción
http://www.arqhys.com/arquitectura/acero-corrugado.html
http://www.atareao.es/ingenieria/ferralla/caracteristicas-mecanicas-yquimicas-del-acero-corrugado/
http://www.arrakis.es/~ferros/texcorruga.htm
http://www.arrakis.es/~ferros/Productos/Caracacero.htm#cacacacero
http://www.vivienda.gob.pe/dnc/archivos/difusion/eventos/lima/05_aceros_a requipa_02.pdf
http://es.scribd.com/doc/56110662/FIERROS-DE-CONSTRUCCION
http://www.acerosarequipa.com/construccion
