Concreto-Presforzado

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

CONCRETO PRETENSADO Y POSTENSADO

CURSO: TECNOLODÍA DE LOS MATERIALES EN LA CONSTRUCCIÓN

DOCENTE: YARLAQUE CABRERA MARCO ANTONIO

INTEGRANTES: CUEVA RODRIGUEZ YENY PERES ALARCON GABY VILCHEZ ROJAS MARJORY PABLO VALLEJOS HUANCAS

GRUPO: ‘’D’’.

FECHA: 24 DE SETIEMBRE DEL 2015.

INDICE

Introducción………………………………………………… Objetivos……………………………………………………..

Objetivos generales Objetivos específicos específicos Capítulo I: Marco Teórico ……………………………………. Capitulo II: Concreto Preesforzado…………………………. 2.1 Concreto Pretensado 2.2 Concreto Postensado Capitulo III: Aplicaciones del concreto preesforzado preesforzado ……………….. Conclusiones ……………………………………………………………. Bibliografías……………………………………………………………..  Anexos…………………………  Anexos…………………………………………… …………………………………… ……………………... …...

INTRODUCCION

 A lo largo de la historia, el hombre siempre ha buscado de una u otra forma el progresar optimizando los materiales como la mano de obra, por lo que han surgido diferentes tipos de procesos constructivos. Por lo cual la prefabricación, desde el pasado, es el resultado de las necesidades socioeconómicas del país.

OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES:

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

CAPITULO I: MARCO TEORICO CAPITULO II:

CONCRETO PRESFORZADO 2.1 CONCEPTOS BÁSICOS 2.1.1 DEFINICIÓN DE PRESFUERZO El presfuerzo significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una estructura o conjunto despiezas, con el propósito de mejorar su comportamiento y resistencia bajo condiciones de servicio y de resistencia. Los principios y técnicas del presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y materiales, la aplicación más común ha tenido lugar en el diseño del concreto estructural. El concepto original del concreto presforzado consiste en introducir en vigas suficiente pre compresión axial para que se eliminaran todos los esfuerzos de tensión que actuarán en el concreto. Con la práctica y el avance en conocimiento, se ha visto que e sta idea es innecesariamente restrictiva, pues pueden permitirse esfuerzos de tensión en el concreto y un cierto ancho de grietas. El ACI propone la siguiente definición: Concreto presforzado: Concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes debido a cargas externas son contrarrestados a un grado deseado En elementos de concreto reforzado el presfuerzo es introducido comúnmente tensando el acero de refuerzo. Dos conceptos o características diferentes pueden ser aplicados para explicar y analizar el comportamiento básico del concreto presforzado. Es importante que el diseñador entienda los dos conceptos para que pueda proporcionar y diseñar estructuras de concreto presforzado con inteligencia y eficacia.

Primer concepto - Pres forzar para mejorar el comportamiento elástico del concreto. Este concepto trata al concreto como un material elástico y probablemente es todavía el criterio de diseño más común entre ingenieros. El concreto es comprimido (generalmente por medio de acero con tensión elevada) de tal forma que sea capaz de resistir los esfuerzos de tensión. Desde este punto de vista el concreto está sujeto a dos sistemas de fuerzas: presfuerzo interno y carga externa, con los esfuerzos de tensión debido a la carga externa contrarrestados por los esfuerzos descompresión debido al presfuerzo. Similarmente, el agrietamiento del co ncreto debido a la carga es contrarrestado por la pre compresión producida por los tendones. Mientras que no haya grietas, los esfuerzos, deformaciones y deflexiones del concreto debido a los dos sistemas de fuerzas pueden ser considerados por separado y superpuestos si es ne cesario.

En su forma más simple, consideremos una viga rectangular con carga externa y presforzada por un tendón a través de su eje centroidal. (Figura 1).

Figura 1. Distribución de esfuerzos a través de una sección de concreto presforzada concéntricamente 2.2 METODOS PRESFORZADO 2.2.1 CONCRETO PRETENSADO 2.2.1.1 DEFINICION El término pretensado se usa para describir cualquier método de presforzado en el cual los tendones se tensan antes de colocar el concreto.

Los tendones, que generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se re-estiran o tensan entre apoyos que forman parte permanente de las instalaciones de la planta. Se mide el alargamiento de los tendones, así como la fuerza de tensión aplicada por los gatos. Con la cimbra en su lugar, se vacía el concreto en torno al tendón esforzado. A menudo se usa concreto de alta resistencia a corto tiempo, a la vez que curado con vapor de agua, para acelerar el endurecimiento del concreto. Después de haberse logrado suficiente resistencia, se alivia la presión en los gatos, los torones tienden a acortarse, pero no lo hacen por estar ligados por adherencia al concreto. En esta forma, la forma de presfuerzo es transferida al concreto por adherencia, en su mayor parte cerca de los extremos de la viga, y no se necesita de ningún anclaje especial.

Figura 2. Fabricación de un elemento pretensado 2.2.1.2 CARACTERISTICAS 1.-Pieza prefabricada 2.- El presfuerzo se aplica antes que las cargas 3.-El anclaje se da por adherencia 4.-La acción del presfuerzo es interna 5.-El acero tiene trayectorias rectas 6.-Las piezas son generalmente simplemente apoyadas (elemento estático) 2.2.1.3 VENTAJAS DEL CONCRETRO PRETENSADO 1.-Brinda un mejor comportamiento bajo cargas de servicio.

2.-Los elementos pretensados logran ser eficientes y esbeltos utilizando menos material que otros procesos constructivos. 3.-Su producción en serie, al ser industrializados, brinda mayor ajuste en tiempo. 4.-Cuando se usa adecuadamente y en los elementos que corresponde, se consigue disminuir los costos de la obra. 5.- Aligera la construcción.

2.2.1.4 DESVENTAJAS DEL CONCRETRO PRETENSADO

1.-La pérdida de presfuerzo es mayor. 2.-Requiere una inversión inicial. 3.-El diseño de los elementos estructurales es más complejo y especializado. 4.-Es necesario contar con operarios especializados, tanto para la construcción de los elementos postensados como el montaje de los elementos pretensados. 5.-Si no se emplea adecuadamente y en los elementos que corresponde, se pueden incrementar los costos de la obra. 2.2.1.5 MATERIALES Los componentes básicos del Concreto Pretensado son dos: el Hormigón y el Acero. Ambos con características específicas que lo distinguen de otros procesos constructivos. Hormigón Las resistencias generalmente usadas son de 35, 40, 45, 50 y 55 MPa (350, 400, 450, 500 y 550 kg/cm2) Acero Los tres principales tipos de acero son: 1.-Alambres. 2.-Alambres trenzados (torones). 3.-Barras.

Las resistencias generalmente usadas de los aceros de pretensar varían de 1570 a 1860 MPa (del orden de 15000 a 18000 kg/cm2) 2.2.1.6 USOS El concreto pretensado es el material predominante en puentes de vigas, en puentes construidos "in situ" de largos tramos entre pilas, o construidos por métodos especiales como voladizos, empuje, etc. También es muy empleado en pisos de rascacielos, en cámaras de reactores nucleares, así como en los pilares y núcleos resistentes de edificios preparados para resistir un alto grado de terremoto y protección contra explosiones.

2.2.2 CONCRETO POSTENSADO 2.2.2.1 DEFINICION

Contrario al pretensado el postensado es un método de presforzado en el cual el tendón que va dentro de unos conductos es tensado después de que el concreto ha fraguado. Así el presfuerzo es casi siempre ejecutado externamente contra el concreto endurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamente después del presforzado. Esté método puede aplicarse tanto para elementos prefabricados como colados en sitio. Generalmente se colocan en los moldes de la viga conductos huecos que contienen a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto, como se ilustra en la siguiente figura:

Figura 7. Fabricación de un elemento postensado

2.2.2.2 CARACTERISITICAS 1.-Piezas prefabricadas o coladas en sitio. 2.-Se aplica el presfuerzo después del colado. 3.-El anclaje requiere de dispositivos mecánicos. 4.-La acción del presfuerzo es externa. 5.-La trayectoria de los cables puede ser recta o curva. 6.-La pieza permite continuidad en los apoyos (elemento hiperestático).

2.2.2.3 VENTAJAS DEL CONCRETRO POSTENSADO 1.-El uso de hormigón postensado permite reducir el canto de los elementos de hormigón, ya que por un lado aumenta su capacidad resistente, y por otro reduce las deformaciones. 2.-Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso total de la estructura. 3.-Disminuye la fisuración del hormigón, aumentando su vida útil. 2.2.2.4 DESVENTAJAS DEL CONCRETRO POSTENSADO 1.-Requiere de maquinaria y mano de obra más especializada que el hormigón sin postensar. 2.-El cálculo es más complejo

2.2.2.5 USOS El empleo de hormigón postensado suele reducirse a estructuras sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos, en las cuales la reducción del coste de los materiales compensa el aumento de la complejidad de ejecución. La técnica del postensado se utiliza generalmente in situ, es decir, en el mismo emplazamiento de la obra.

CAPITULO III: APLICACIONES 3.1

Concreto Presforzado En 1866 en California se obtuvo una patente del concreto presforzado pero fue hasta finales de la década de los cuarentas cuando realmente se empezó a desarrollar debido a la gran escasez de acero que presentó Europa para ser reconstruida al finalizar la II guerra mundial. Se considera a Eugene Freyssinet como el padre del concreto presforzado. Él pensó que el presfuerzo podría ser muy útil al tener disponibilidad de acero de alta resistencia con concreto de alta calidad. Estos materiales fueron progresando lentamente y fue hasta 1928 cuando logró conseguir una patente de estos y publicar el libro “Una revolución en el arte de la construcción” pero, los ingenieros de

esa época supusieron que era una idea novelesca ya que nunca alcanzaría éxito. Sin embargo, hubo algunos como Mangel en Bélgica y Hoyer en  Alemania que reconocieron su futuro haciendo surgir ideas básicas de los sistemas de presforzados, ya que en su época hacían falta. Se contaba con nuevas herramientas y materiales, por lo que fueron los ingenieros europeos quienes encabezaron el nuevo método de construcción que acaparó la atención del resto del mundo. Algunos ejemplos se dan en Estados Unidos debido a que se había anticipado el uso de este material tuberías, pilotes, depósitos para agua, etc. Pero no fue hasta 1951 que realmente se utilizó el verdadero concreto presforzado al hacer el primer puente vehicular de este material. En 1952 se creó una sociedad internacional bajo el nombre de Fédération Internationale de la Précontrainte (FIP) en Cambridge. Su objetivo era diseminar el uso de este material que en ese entonces no era muy conocido. Esto hizo que en varias partes del mundo se crearan otras sociedades y se fomentó a un intercambio de información.

Por lo general, la labor del FIP se realiza calladamente por comisiones técnicas, quienes investigan los aspectos especiales de la tecnología del concreto presforzado proporcionando recomendaciones para métodos de diseño y construcción, ya que cada 4 años se celebra un congreso que atrae a la mayoría de las autoridades mundiales más relevantes en la materia. El presforzado ha hecho posible la creación de estructuras que sin este método no se hubieran podido lograr. Sin embargo, existe un número limitado de medios con los cuales se puede tensar y anclar las varillas y los cables, por lo que el panorama de innovación tiene que ser lento por ahora. Existe todavía mucho por hacer en el trabajo detallado de refinar el presfuerzo y aún más para extender su uso. Dos de las aplicaciones más importantes que tiene el presforzado se han realizado y desarrollado al construir grandes estructuras marítimas (puertos, terminales fuera de la costa, plataformas fijas y flotantes para la producción del petróleo) y estaciones de energía nuclear.  Asimismo, es posible que el concreto presforzado incremente su participación en la construcción de puentes y los defensores del concreto de alta resistencia compitan con los defensores del concreto aligerado sobre la mejor forma de construcción.  Al concreto presforzado también se le conoce como precomprimido; esto significa que antes de empezar su vida de trabajo se le aplican esfuerzos de compresión en aquellas zonas donde se desarrollarán esfuerzos de tensión bajo cargas bajo cargas de trabajo. El concreto es muy resistente ante la compresión, pero débil en tensión, considérese una viga de concreto simple soportando una carga:

 Al incrementar la carga, la viga se deflexiona ligeramente y después falla repentinamente. Bajo la carga, los esfuerzos en la viga serán de compresión en las fibras superiores, y de tensión en las inferiores. Es probable que la viga se agriete en su parte inferior y sufra rupturas, aún con cargas relativamente pequeñas, debido a la baja resistencia del concreto a la tensión. Existen dos formas de contrarrestarla: con al empleo de refuerzos o presforzando. En el concreto reforzado, en las zonas donde se desarrollarán esfuerzos de tensión bajo la carga, debe de colocarse refuerzo en forma de varillas de acero. El refuerzo absorbe toda la tensión y si se limita el esfuerzo con el acero, el agrietamiento en el concreto se mantendrá dentro de los límites permisibles. En el concreto presforzado los esfuerzos de compresión introducidos en las zonas donde se desarrollan los esfuerzos de tensión bajo la carga, resistirán o anularán estos esfuerzos de tensión. En este caso, el concreto reacciona como si tuviese una alta resistencia a la tensión propia y en tanto que los esfuerzos de tensión no excedan a los esfuerzos de precompresión, no podrán presentarse agrietamientos en la parte inferior de la viga. Un ejemplo sería el tratar de alzar un montículo de ladrillos acomodados verticalmente, si la fuerza de compresión se aplica en un punto que esté por encima de la mitad de los ladrillos, este tenderá a separarse por debajo, en cambio, si la fuerza se le aplica por debajo de la mitad del montículo no tenderá a separarse y se le podrá poner más peso encima aplicando más compresión al montículo. Este ejemplo se aplica cuando necesitamos salvar un claro grande, se detienen las piezas de concreto prefabricado con una obra falsa, esta

se quita al terminar y si se tiene compresión en el concreto este es capaz de resistir cargas encima. La flexión es tan solo una de las condiciones que se deben de tomar en cuenta, otra de estas condiciones es la fuerza cortante, esta se desarrolla en la viga debido a fuerzas de tensión diagonales y provocarán grietas en la viga, especialmente cerca de los puntos de apoyo. Con el concreto presforzado se puede calcular esta tensión diagonal y hacer que la fuerza de compresión sea mayor que la tensión diagonal. Una viga presforzada sujeta a carga experimenta una flexión y la compresión interna disminuye gradualmente. Al retirar la carga se restituye la compresión y la viga regresa a su condición original, demostrando la resiliencia del concreto presforzado. Más aún. Las pruebas han demostrado que puede efectuarse un número virtualmente ilimitado de dichas inversiones de carga, sin afectar la capacidad de la viga para soportar la carga de trabajo o reducir su capacidad de carga última. En otras palabras, el presforzado dota a la viga de una gran resistencia a la fatiga. Como ya se ha mencionado, si la carga de trabajos de los esfuerzos de tensión ocasionados por la misma no exceden del presfuerzo el concreto no se agrietará en la zona de tensión, pero si sobrepasa la carga de trabajo y los esfuerzos de tensión resultan mayores que el presfuerzo, surgirán grietas. Sin embargo, si esta carga se retira el concreto presforzado tiende a desaparecer estas grietas, las cuales no aparecen bajo las cargas de trabajo. Esta precompresión se logra mediante el empleo de gatos aplicados externamente, los cuales después de comprimir la mayor parte de la losa entre dos apoyos fijos, se pueden substituir por el resto de la losa. Lo anterior no es un método de aplicación práctica en la mayoría de los elementos estructurales, ya que el método usual consiste en

emplear “tendones” de hacer tensados que se incorporan

permanentemente al elemento. Por lo general los tendones se forman de alambre de alta resistencia, torones o varillas, que se colocan aisladamente o formando cables. Existen dos métodos básicos para usar tendones: pretensado y postensado. CLASES DE PRESFORZADO 1._ PRETENSADO: El término pretensado se usa para describir cualquier método de presforzado en el cual los tendones se tensan antes de colocar el concreto. Los tendones, que generalmente son de cable torcido con varios torones de varios alambres cada uno, se re-estiran o tensan entre apoyos que forman parte permanente de las instalaciones de la planta. 2._ POSTENSADO En el postensado, primero se coloca al concreto fresco dentro del molde y se deja endurecer previo a la aplicación del presfuerzo. El acero puede colocarse en posición con un determinado perfil, quedando ahogado en el concreto, para evitar la adherencia se introduce el acero dentro de una camisa metálica protectora; o bien puede dejarse ductos en el concreto, pasando el acero a través de ellos una vez que ha tenido lugar el endurecimiento. En cuanto se ha alcanzado la resistencia requerida del concreto, se tensa el acero contra los extremos del elemento y se ancla, quedando así el concreto en compresión. El perfil curvo del acero permite la distribución efectiva del presfuerzo dentro de la sección, de acuerdo con lo dispuesto por el proyectista.

CONCRETO PRETENSADO El pretensado puede usarse en la obra cuando se requiera de un gran número de unidades similares prefabricadas, pero normalmente se lleva acabo en la planta donde ya han sido previamente construidas mesas permanentes de tensado. El método más efectivo es el de producción a gran escala, en la que un cierto número de unidades análogas se producen simultáneamente. Los tendones de acero se tensan entre las placas de anclaje situadas en cada extremo de una mesa larga de tensado. Dichas placas se encuentran soportadas por grandes secciones de acero ahogadas en un macizo de concreto (muerto de anclaje) en cada extremo de la superficie de colado. En uno de los extremos, la placa de anclaje se apoya directamente en las viguetas de acero soportantes, denominadas apoyo fijo. En el otro extremo, el de tensado, se introducen puntales de acero temporales entre la placa de anclaje y las viguetas de apoyo. Las placas de anclaje son placas gruesas de acero con agujeros por donde los alambres o torones pueden introducirse y anclarse. Los extremos de cada unidad tienen un tope que se taladra de acuerdo con la colocación de los tendones requeridos y del diámetro de los alambres o torones utilizados. Los torones o alambres se arrastran a todo lo largo de la mesa de tensado, enhebrándose en los topes y en las placas de anclaje que finalmente se sujetan al apoyo fijo. En el otro extremo de la mesa, el tensado se inicia una vez que hayan sido colocados todos los alambres. Los cables se estiran para levantarlos de la mesa y aplicar la carga. Puede tomarse lectura de la extensión y compararse con el valor calculado, pero como, de hecho, los tendones tienen libertad de movimiento es la fuerza en el cable la que reviste una importancia primordial. En seguida se ancla el alambre y se descarga el gato. La secuencia del tensado no es muy importante en el pretensado, pero es esencial un tensado preciso.

En el pretensado, la adherencia entre el acero tensado y el concreto es de vital importancia y en ésta debe preverse que el acero quede libre de cualquier material, tal como el aceite o grasa de los moldes, que interfiera con la adherencia. Para obtener una comparación completa del concreto, se deben de emplear vibradores, ya sean internos ó externos. Como ocurre con cualquier concreto, el curado es necesario y es un proceso que se acelera mediante la introducción de vapor bajo una cubierta apropiada. Cuando el concreto ha adquirido suficiente resistencia, los puntales provisionales son sustituidos por los gatos que pueden irse aflojando lentamente. Como el acero tensado tiende a regresar a su longitud original, la adherencia entre el concreto y el acero evita que suceda esto, de tal manera que el concreto queda sometido a compresión. La fuerza en cada tendón se transfiere al concreto en una cierta longitud denominada “longitud de transmisión”. Esta longitud se afecta

considerablemente por las condiciones de la superficie con respecto a los alambres. En los procedimientos descritos hasta ahora, todos los tendones se han mantenido rectos, continuamente adheridos al concreto. Aun cuando la mayoría de las unidades pretensadas se construyen de esta manera no proporciona el uso más eficiente de la fuerza de presfuerzo, en lo que respecta a miembros a flexión de sección constante. CARACTERISTICAS 1. Piezas Prefabricada 2. El Presfuerzo se aplica antes que las cargas 3. El anclaje se da por adherencia

 4. La acción del pre esfuerzo es interna 5. El acero tiene trayectorias rectas 6. Las piezas son generalmente simplemente apoyadas (elemento estático). VENTAJAS  

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Mejora el comportamiento estructural. Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso y el costo total de la estructura. Mayor resistencia frente a fenómenos de fatiga.  Menores deformaciones.  Disminuye las fisuras del Concreto, aumentando su vida útil. Permite el uso óptimo de materiales de alta resistencia. Importancia de luces que salvan.  Se utiliza una baja cuantía de acero, sobretodo una baja cuantía de armadura pasiva. Se obtienen elementos más eficientes y esbeltos, con menos empleo de material. En vigas, por ejemplo, se utilizan alturas del orden de L/20 a L/23, donde L es la luz de la viga, a diferencia de L/10 utilizado en el Concreto armado. Disminuyen las alturas y secciones de los elementos.  Menos peso para pilares y fundaciones. Rapidez de ejecución. Poco personal en obra

DESVENTAJAS La falta de coordinación en el transporte de los elementos pretensados o de los materiales y herramientas para el postensado, puede encarecer el montaje. En general, la inversión inicial es mayor por la disminución en los tiempos de construcción. En ocasiones, se requiere también de un diseño relativamente especializado de armaduras, uniones y apoyos.

Se debe planear y ejecutar cuidadosamente el proceso constructivo, sobre todo en las etapas de montaje y colados en sitio. El cálculo suele ser más complejo. MATERIALES DEL CONCRETO PRETENSADO Tipos de acero Acero de presfuerzo: El acero de presfuerzo es el material que va a provocar de manera activa momentos y esfuerzos que contrarresten a los causados por las cargas. Existen tres formas comunes de emplear el acero de presfuerzo: alambres paralelos atados en haces, cables torcidos en torones, o varillas de acero. 1. Alambres: Se fabrican individualmente laminando en caliente lingotes de acero hasta obtener alambres redondos que, después del enfriamiento, pasan a través de troqueles para reducir su diámetro hasta su tamaño requerido. El proceso de estirado se ejecuta en frío, lo que modifica notablemente sus propiedades mecánicas e incrementa su resistencia. Posteriormente se les libera de esfuerzos residuales mediante un tratamiento continuo de calentamiento hasta obtener las propiedades mecánicas prescritas. Los alambres se fabrican en diámetros de 3, 4, 5, 6, 7, 9.4 y 10 mm y las resistencias varían desde 16.000 hasta 19.000 kg/cm2. Los alambres de 5, 6 y 7 mm pueden tener acabado liso, dentado y tridentado.

2. Torón. El torón se fabrica con siete alambres firmemente torcidos cuyas características se mencionaron en el párrafo anterior; sin embargo, las propiedades mecánicas comparadas con las de los alambres mejoran notablemente, sobre todo la adherencia. El paso de la espiral o hélice de torcido es de 12 a 16 veces el diámetro nominal del cable. Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde 3/8” hasta 0.6” de diámetro, siendo los más comunes los de 3/8” y de 1/2" con áreas nominales de 54.8 y 98.7 mm2,

respectivamente.

3. Varillas de acero de aleación . La alta resistencia en varillas de acero se obtiene mediante la introducción de algunos minerales de ligazón durante su fabricación. Adicionalmente se efectúa trabajo en frío en las varillas para incrementar aún más su resistencia. Después de estirarlas en frío se les libera de esfuerzos para obtener las propiedades requeridas. Las varillas de acero de aleación se producen en diámetros que varían de 1/2" hasta 13/8”.

El uso del acero de refuerzo ordinario es común en elementos de Concreto pretensionado. La resistencia nominal de este acero es Fy = 4,200 kg/cm2. Este acero es muy útil para:     

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Aumentar Ductilidad. Aumentar Resistencia. Resistir Esfuerzos de Tensión y Compresión. Resistir Cortante y Torsión. Restringir agrietamiento por maniobras y cambios de temperatura. Reducir Deformaciones a largo plazo. Confinar al Concreto.

Generalmente se requiere un Concreto de mayor resistencia para el trabajo de pretensionado que para el Concreto Armado. Un factor por el que es determinante la necesidad de Concretos más resistente, es que el Concreto de alta resistencia está menos expuesto a las grietas por contracción que aparecen frecuentemente en el concreto de baja resistencia antes de la aplicación del presfuerzo. Es importante seguir todas las recomendaciones y especificaciones de cada proyecto a fin de cumplir con las solicitaciones requeridas. Puesto que con una cantidad excesiva de cemento se tiende a aumentar la contracción, es deseable siempre un factor bajo de cemento. Con este fin, se recomienda un buen vibrado siempre que sea posible, y para aumentar la maniobrabilidad pueden emplearse ventajosamente aditivos apropiados.

CONCRETO POSTENSADO DEFINICIÓN El postensado es un método d presfuerzo en el cual los cables de acero son tensados después de que el concreto ha fraguado.  Además el postensado puede usarse en la producción industrial para grandes unidades prefabricadas con propósitos especiales, tanto en la obra como fuera de ella. El uso de tendones rectos no es muy conveniente por que no se aplica todo el presfuerzo al hablar de grandes unidades. En aquellos puntos donde ocurre el momento máximo se requiere de la máxima fuerza efectiva de presfuerzo y la mínima fuerza es necesaria donde ocurre el mínimo momento flexionante. Ello puede lograrse para una fuerza constante de presfuerzo variando la excentricidad de la fuerza, de tal manera que, el efecto del presfuerzo neutralizará el efecto de la carga. Si los tendones se localizan dentro de la sección del concreto, se colocarán con un perfil curvo, por lo que el encamisado debe quedar sujeto son el perfil necesario, estos ductos deben colocarse en formas precisas y sujetarse al acero de refuerzo, que para entonces ya debe haberse puesto sobre la mesa que contiene los moldes. El anclaje permanente en los extremos de los ductos se fija en el extremo del molde. El concreto se vaciará una vez que los moldes se encuentren ensamblados. Una vez que el concreto ha adquirido resistencia suficiente, se tensan los tendones, anclándolos por un extremo y tensándolos con los gatos contra la cara del anclaje en el otro extremo, o tirando de ellos simultáneamente. Los tendones dentro de cada ducto pueden tensarse individualmente, enganchando un gato de barra o de un solo torón a cada tendón a la vez o conectando también un gato de torón o de múltiples alambres a todos los tendones al mismo tiempo.

En cuanto se haya alcanzado la carga de diseño, se registrará la extensión y, si ésta ha alcanzado el valor calculado podrá anclarse el tendón. Una vez que los tendones han sido tensados y anclados, generalmente se llenan los ductos de una lechada coloidal de cemento introducida a presión. El objeto principal de la lechada endurecida es el de evitar que la corrosión de los tendones, así como proporcionar adherencia entre los tendones y el concreto. En los extremos de las unidades postensadas, los tendones transmiten una gran fuerza al anclaje en cual es de un área relativamente pequeña. El efecto que se produce es similar al de introducir una cuña en un bloque de madera y, a menos de que pueda contenerse esta fuerza de “estallamiento” hasta que se disperse la

sección en el extremo de la unidad se presentará fractura. En los cálculos de diseño se ha prestado especial atención a esto, que por lo general, resulta en concentrar refuerzo en las zonas extremas. También el concreto en esta área deberá de ser de buena calidad con una compactación adecuada, a pesar del congestionamiento del refuerzo, ductos y anclajes. En algunos casos, el bloque de extremo será prefabricado, girándolo 90° para darle mejor acceso al concreto en el momento de vaciarlo y posteriormente incorporarlo a la estructura durante la construcción. VENTAJAS 

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Ahorro en hormigón, acero, maño de obra y encofrados, ya que el sistema disminuye en forma considerable cada uno de ellos. Integridad estructural superior proporcionada por la continuidad de la losa y cables, con un buen desempeño sísmico. Livianas estructuras que permiten disminuir la altura del edificio, reducir las cargas de fundación y aumentar las luces.

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Uniones sencillas y eficientes entre losas, vigas, muros y columnas, que eliminan problemas de juntas entre dichos elementos. En losas y vigas estas uniones son aún más sencillas ya que al no existir las vigas no hay que ser tan cuidadoso en el plomo de la viga que coincidieran con el plomo del muro. Bajos requerimientos de mantenimiento. Disminuye la figuración del hormigón, aumentando su vida útil. Mayor firmeza, durabilidad y resistencia al fuego. Más eficiente que el hormigón pretensado porque e le da la forma al cable según los momentos, de forma de contrarrestarlos en toda la extensión de la pieza. Mayor flexibilidad en el diseño que el hormigón pretensado. DESVENTAJAS Requiere de maquinaria más especializada que el hormigón sin postesar. Requiere de más de obra más especializada que el hormigón sin postesar. El cálculo es más complejo y por lo tanto más caro. El sistema es más caro que el de hormigón pretensado. Los anclajes no se recuperan y quedan perdidos en el hormigón. Precisa una vaina (ducto metálico corrugado) e inyección posterior de gran complejidad de ejecución en el caso de no utilizarse el acero engrasado (que ya viene envainado y engrasado de fábrica y es más caro aún). El acero es un acero especial de “baja relajación” más bajo que el acero común.

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Los códigos sísmicos de algunos no permiten su uso en zonas sísmicas, por la transmisión de fuerzas producidas por la excitación dinámica. Es lo que se conoce como sistema de losas planas. MATERIALES DEL CONCRETO POSTENSADO Concreto

El concreto utilizado en los elementos postensados debe cumplir con la resistencia requerida para que en las diferentes etapas de carga no se sobrepasen los esfuerzos admisibles, tanto de tensión como de compresión. Los límites de esfuerzo se pueden encontrar en el capítulo 18 del ACI 318 o en el manual de La Asociación Americana de Carreteras del estado y funcionarios de transporte (AASTHO) en el capítulo de Diseño de concreto presforzado. El concreto que se usa para presforzar se caracteriza por tener mayor calidad resistencia con respecto al utilizado en construcciones ordinarias.  Acero Los cables de postensión consisten usualmente de conjuntos de torones de acero de alta resistencia. Esta es una característica importante pues el uso de aceros de resistencias de fluencia menores lleva a altos porcentajes de pérdida de fuerza. Los alambres individuales se fabrican laminando en caliente lingotes de acero hasta obtener alambres redondos que, después del enfriamiento, pasan a través de troqueles para reducir su diámetro hasta su tamaño requerido. El proceso de estirado, se ejecuta en frio lo que modifica notablemente sus propiedades mecánicas e incrementan su resistencia. Cable: Grupo de tendones. Tendón: Elemento estirado que se usa para transmitir presfuerzos en un elemento de concreto. Los tendones pueden consistir de alambres individuales estirados en frío, varillas o torones.  Alambre: Refuerzo de sección entera que cumple con los requisitos de la norma británica BS4486:1969 y que común mente se suministra en longitudes rectas.

Torón: Grupo de alambres torcidos en forma de hélice alrededor de un eje longitudinal común, el cual se forma mediante un alambre recto, y que cumple con los requisitos de las normas británicas BS3617:1971 para torones con 7 alambres y BS4757:1771 para torones con 19 alambres. Los alambres en su diámetro, desde 2 hasta 8 mm, pero el diámetro más pequeño de uso general para elementos estructurales es de 4 mm y puede suministrarse ya sea “como se extrae” o “prestirado”. La

primera condición consistirá de rollos provenientes del laminado con una curvatura natural. El alambre que ha sido “prenderezado mediante un proceso que comprende un tratamiento de calentamiento “reductor de esfuerzos”, provoca una mejoría en las propiedades elásticas  y

conduce a lo que se denomina un comportamiento de relajamiento “normal” o bien un tratamiento “estiramiento en caliente”, que

igualmente induce altas propiedades elásticas, pero que provoca lo que clasifica como un comportamiento de relajamiento “bajo”. Los términos relajamiento “normal o bajo” se aplican lo mismo a los

torones que a los alambres. El relajamiento se denomina como la pérdida en el esfuerzo después de un cierto periodo de tiempo en el que un tendón de presfuerzo se tensa para una carga determinada, bajo condiciones de longitud y temperatura constante. Un alambre o torón de relajamiento “bajo” tendrá menor pérdida en el esfuerzo inicial que el de relajamiento “normal”.

Con objeto de asegurar la máxima adherencia entre el acero y el concreto debe suministrarse el alambre en condiciones desengrasadas. Además del desengrasado, a menudo el alambre está indentado para lograr mejores propiedades de adherencia. El “esfuerzo de pruebas” se define como el esfuerzo para el cual la carga

aplicada produce una elongación permanente. Para alambres de presfuerzo, se usa una elongación del 0.2% en el “esfuerzo de pruebas”.

Existen 2 tipos básicos de torón para presfuerzo, con 7 o 19 alambres. Su elección depende del grado de flexibilidad y resistencia requeridas. El más popular es el de 7 alambres y se usa generalmente en tamaños desde 6.4 hasta 18mm de diámetro exterior. El acero de alta resistencia y el concreto de alta calidad con esenciales para obtener un comportamiento satisfactorio en este tipo de construcción, y que provoca una pérdida de presfuerzo que es inherente a las propiedades de los materiales mismos. También debe tenerse presente que no todas las pérdidas señaladas ocurren de igual forma en los elementos pretensados que los postensados. Es conveniente exponer en esta etapa un resumen de las pérdidas que pueden presentarse a pesar de que algunas no han sido comentadas Ductos Los ductos en los cuales se enhebran los cables pueden ser diversos materiales. La Asociación Americana de Carreteras del Estado y Funcionarios de Transporte (AASTHO por sus siglas en inglés) tienen requerimientos básicos para ductos de algunos materiales, como los metálicos y los plásticos. En productos de concreto S.A. se utilizan ductos de fleje metálico en diversos diámetros según así lo requiera el cable a enhebrar. Lechada de Inyección Esta se utiliza para completar los ductos una vez que ha concluido la operación de tensado. La lechada debe ser lo suficientemente fluida como para garantizar el correcto llenado de toda a longitud del ducto. Normalmente la lechada se compone de cemento más agua y se suele incluir un plastificante retardante, sin embrago si el ducto es muy grande puede emplearse un material de relleno como arena fina.

 Anclajes

Los anclajes tienen la función de transferir la fuerza de tensado de los cables a la superficie de concreto endurecido. Estos pueden ser de dos tipos, anclajes muertos o fijos y anclajes vivos o activos. Los anclajes vivos son aquellos que quedan embebidos en la pieza de concreto y no permiten la operación de tensado a través de ellos. El tamaño de los anclajes va a depender del número de torones por cable.

Equipo Pretensado El aspecto más importante del equipo en el pretensado consiste básicamente en la mordaza temporal que retienen a los alambres o torones durante y después del tensado. El método de tensado podrá variar pero la mordaza no, ya que aún está constituida por un barril y una cuña. Generalmente, la cuña consta de 2 a 3 piezas con un collar y una grapa de alambre que mantiene a ambos en la misma posición relativa. Es importante que la cuña quede fija alrededor del alambre o torón y dentro del barril en una posición concéntrica, para que todos los segmentos de la cuña se introduzcan a la misma distancia dentro del barril. En el anclaje fijo, las mordazas se presionan sobre los tendones no tensados cerca de la placa de anclaje. En el extremo de tensado, donde los tendones son tensados en forma individual, debe colocarse la mordaza sobre el tendón no tensado, contra la placa de anclaje. Se coloca ahora el gato con el tendón y se inicia el tensado, en el tendón

se jala a través de la mordaza. Cuando se han alcanzado la carga y extensión requeridas, se introduce la cuña con fuerza sobre el tendón, se afloja la carga en el gato y al tratar el tendón de jalar a través de la cuña, la obliga a correrse sobre él quedando firmemente sujeto. Si los tendones se estiran en forma individual, los gatos son relativamente pequeños y operan a base de electricidad. Postensado El equipo que se requiere para el postensado depende del sistema que se utilice. En Inglaterra existen varios sistemas en operación, cuya lista es orden alfabético proporciona el nombre comercial del sistema y el tipo de tendón empleado.  Aún cuando podrían elegirse otros métodos para la clasificación, es conveniente agrupar los sistemas mediante el método que se adopta para el anclaje de los tendones, y aquí tenemos ya sea un sistema de tuerca enroscada o a base de cuña. En la primera categoría, se encuentran BBRV, Dividag y Macalloy. Todos los demás sistemas emplean cuñas. BBRV Este sistema está clasificado como de tuerca roscada debido a que, en la parte media baja del rango de fuerzas disponibles, es una contratuerca la que se apoya en una placa de acero y que transmite la compresión al concreto. En la parte media superior del rango de fuerzas, el esfuerzo se transmite por medio de calzas metálicas que se insertan entre el ancla de tensado y la placa de apoyo. En todos los casos el elemento básico consiste en un cilindro de acero con un cierto número de agujero axiales taladrados que acomodan los alambres por separado. El anclaje de cada alambre se efectúa mediante una cabeza redonda preformada.

Las cabezas redondas se forman en ambos extremos del alambre después que han pasado después que han pasado a través del cabezal del anclaje. La longitud del cable es por lo tanto fija y debe determinarse en forma precisa, de tal manera que cuando el cable ha sido tensado el cabezal de anclaje quede en posición correcta en relación a la placa de apoyo. Todo el cable, incluyendo la camisa preformada y los anclajes en ambos extremos, se deben ensamblar en el taller y ser transportados posteriormente a la obra siempre y cuando se pueda realizar, si no es posible determinar la longitud del cable, las cabezas redondas en un extremo se forman en la obra con el empleo de una máquina portátil. El numero de alambres varía entre 8 y 163, proporcionando fuerzas en el gato que pueden ser entre 37 y 790 toneladas. Dividag Este sistema utiliza como tendón a una barra de acero de aleación. Se emplean 2 tipos de barras: lisa y corrugada. En la barra lisa las roscas están laminadas en frío únicamente en los extremos de la barra; y la otra, tiene corrugaciones laminadas en los lados de su longitud. La fuerza se transmite a la placa de apoyo extrema por medio de una tuerca que se atornilla a los extremos de la barra; las fuerzas de pretensado varían desde 13 hasta 96 toneladas para tensado sencillo y desde 63 hasta 202 toneladas para tensado múltiple. Los tendones de cualquier longitud pueden ensamblarse en la obra mediante acopladores huecos de acero roscado internamente para recibir las barras lisa o corrugada. Durante la operación de tensado, la barra sea estirada por el gato, se atornilla a la tuerca en forma continua y posteriormente se transfiere la carga al anclaje una vez que se ha aflojado el gato. Macalloy

El presforzado Macalloy consiste en un sistema de barras lisas con roscas laminadas en sus extremos. La fuerza se transmite al concreto por medio de una tuerca roscada que se comprime contra roladas de acero colocadas sobre una placa sólida de acero que distribuye el esfuerzo, o sobre una camisa acostillada de hierro forjado, o una placa de acero taladrada que está situada en un anclaje muerto proporcionando fuerzas de tensado desde 23 hasta 350 toneladas. En todos los sistemas de tuercas roscadas, la carga se puede aplicar por intervalos para ajustarse a los requisitos de diseño de construcción, y las pérdidas pueden compensarse en cualquier momento antes de introducir la lechada. El anclaje es totalmente positivo sin que exista pérdida del presfuerzo en la transferencia de carga del gato a la tuerca. http://puentes.galeon.com/tipos/pontshormigonpre.htm http://www.construaprende.com/docs/tesis/293-concreto-presforzado?start=21 file:///C:/Users/Victor/Downloads/TESIS%20CONCRETO%20PRESFORZADO.pdf  https://www.google.com.pe/?gfe_rd=cr&ei=N7wOVrPcFYzJlAGz56zIDQ#q=tesis+de+concreto+pre sforzado http://es.slideshare.net/ana_0n/aplicaciones-del-concreto-presforzado-y-prefabricado?related=2