1.- Pretensado o sistema de pretensión en planta.
El sistema de concreto prefabricado requiere de una planta especializada. Estas generalmente son fijas o provisionales, cuya finalidad consiste en fabricar piezas que, al final del proceso se montan en obra, por lo que poseen un equipo y personal especializado para elaborar, bajo estrictas normas de calidad. Hay distintos productos en la actual industria de la construcción, entre ellos los prefabricados de concreto. Hay ocasiones en las que los productos prefabricados debido a su gran tamaño tienen que ser elaborados en la misma obra. Cuando iniciamos un nuevo proyecto para la construcción de una instalación de pretensados, tenemos que analizar aspectos básicos como: - Producción diaria requerida de material, ya sean viguetas pretensadas o losas alveolares pretensadas. - Espacio disponible. - Personal que tenemos para trabajar en la planta de pretensados de concreto. En muchas ocasiones una vez dispuestos estos aspectos básicos, tenemos que especificar dónde vamos a colocar la central concretera o como colocaremos los raíles para las pistas de pretensado. Las plantas de pretensado son por lo general plantas fijas de producción, las cuales cuentan con el equipo y personal especializado para elaborar, bajo estrictas normas de calidad, diferentes productos de amplio uso en la actual industria de la construcción.
2.- Anclaje por adherencia.
Es la resistencia a deslizarse desarrolladamente entre el concreto y las varillas. El esfuerzo de adherencia se expresa en kg/cm², del área superficial de contacto de varillas lisas, redondas. El lograr evitar el deslizamiento entre las varillas de refuerzo y el concreto es de gran importancia en toda construcción de concreto armado y la resistencia al deslizamiento, puede ser la resultante de la fricción y/o resistencia adhesiva al deslizamiento para lograr el equivalente de resistencia se emplean a veces anclajes en los extremos, extensiones y varillas con gancho. La adherencia barra-concreto se consigue por tres mecanismos: reacción química en la inter-fase concreto-acero, retracción del concreto y corrugas. Años atrás bastaba sólo con los dos primeros procesos para asegurar la adherencia y por eso se empleaban barras lisas. Debido a la mejor calidad de los aceros (que pueden resistir mayores tracciones) fue necesario mejorar la adherencia introduciendo las corrugas. 2.1.- Pérdida de tensión
La fuerza de preesfuerzo inicial Pe, es menor inmediatamente después de la transferencia, que la fuerza aplicada con el gato Pi como consecuencia del acortamiento elástico del concreto, del deslizamiento en los anclajes y de las pérdidas por fricción a lo largo de los tendones. La fuerza se reduce aún más después de un periodo de varios meses o aun de años, por los cambios de longitud que resultan de la retracción de fraguado, del flujo plástico del concreto y de la relajación del acero sometido a altos esfuerzos; con el tiempo, éste alcanza su valor efectivo P e.
La estimación de las pérdidas se realiza a diferentes niveles. En la mayor parte de los casos, para el diseño práctico, no es necesario adelantar cálculos detallados de las pérdidas. Es posible suponer un valor de R, basado en la experiencia o en cualquiera de varias expresiones empíricas que se utilizan en forma amplia. Para casos en que se requiere mayor precisión, resulta necesario estimar las pérdidas por separado, teniendo en cuenta las condiciones especiales de geometría del elemento, propiedades del material y los métodos de construcción pertinentes. La precisión en la estimación de las pérdidas puede mejorarse aún más si se tiene en cuenta la interdependencia de las pérdidas dependientes del tiempo, utilizando la sumatoria de las pérdidas en una secuencia de intervalos discretos de tiempo.
3.- Relajamiento del Acero.
Cuando al acero de los pres fuerzo se le esfuerza hasta los niveles que son usuales durante el tensado inicial y al actuar las cargas de servicio, se presenta una propiedad que se conoce como relajamiento. El relajamiento se define como la pérdida de esfuerzo en un material esforzado mantenido con longitud constante. En los miembros de concreto pres forzado, el flujo plástico y la contracción del concreto así como las fluctuaciones de las cargas aplicadas producen cambios en la longitud del tendón. Sin embargo, cuando se calcula la pérdida en el esfuerzo del acero debida al relajamiento, se puede considerar la longitud constante. El relajamiento continúa indefinidamente, aunque a una velocidad decreciente. Debe de tomarse en cuenta en el diseño ya que produce una pérdida significativa en la fuerza pretensora.
La magnitud del relajamiento varía dependiendo del tipo y del grado del acero, pero los parámetros más significativos son el tiempo y la intensidad del esfuerzo inicial. 4.- Acortamiento elástico fluencia.
En el caso de armaduras constituidas por varios tendones que se van tesando sucesivamente, al tesar cada tendón se produce un nuevo acortamiento elástico del concreto que descarga, en la parte proporcional correspondiente a este acortamiento, a los anteriormente anclados. Cuando las tensiones de compresión al nivel del baricentro de la armadura activa en fase de tesado sean apreciables, el valor de estas pérdidas,
ΔP3,
se
podrá calcular, si los tendones se tesan sucesivamente en una sola operación, admitiendo que todos los tendones experimentan un acortamiento uniforme, función del número n de los mismos que se tesan sucesivamente. Cuando la fuerza pretensora se transfiere a un miembro, existirá un acortamiento elástico en el concreto a medida en que se comprime. Éste puede determinarse fácilmente por la propia relación esfuerzo-deformación del concreto. La cantidad de acortamiento elástico que contribuye a las pérdidas depende en el método de pres forzado. Para miembros pretensados, en los cuales el tendón se encuentra adherido al concreto al momento de la transferencia, el cambio en la deformación del acero es el mismo que el de la deformación de compresión del concreto al nivel del centroide del acero. Para los miembros pos tensados en los cuales se tensan al mismo tiempo a todos los tendones, la deformación elástica del concreto ocurre cuando se aplica la fuerza en el gato, y existe un acortamiento inmediato por lo que no existen pérdidas. No será este el caso si los diversos tendones se tensan consecutivamente.
5.- Fluencia.
Es la deformación adicional obtenida como consecuencia de aplicar una carga y mantenerla en el tiempo. Cuando se aplica una carga constante a una probeta de concreto de 28 días de edad (punto A) se obtiene una deformación instantánea. Según avanza el tiempo, si se mantiene la carga, se observa que la deformación sigue creciendo. Esa deformación adicional es la fluencia. En un instante cualquiera (por Ej. a los 7 meses) se puede optar por continuar con la carga o por retirarla. Si se elige la segunda opción y se retira la carga se produce una recuperación instantánea, con el tiempo, se produce una recuperación diferida.
6.- Retracción.
Es necesario amasar el concreto con exceso de agua. Este exceso de agua, que se añade a la masa de concreto para que sea manejable durante el hormigonado, no formará parte de la estructura cristalina del concreto endurecido y saldrá al exterior, a menos que se mantenga el ambiente en un 100% de humedad. Durante ese proceso, denominado retracción, el concreto pierde humedad y retrae. Si el concreto esté sumergido en agua experimentará lo que se denomina entumecimiento e incrementará de volumen. 7.- Las pérdidas de pretensado.
El valor de P0, transmitido por el gato a los tendones, disminuye desde el primer instante debido a varios factores (pérdidas). Estas pérdidas se pueden dividir en pérdidas instantáneas y pérdidas diferidas.
8.- Pérdidas por rozamiento.
Las pérdidas por rozamiento a lo largo del tendón sólo afectan a las armaduras postensas. En la figura 4 se representa un trozo de tendón de longitud dx cuyo trazado, en esa longitud, varía un ángulo d α. El tendón está sometido en sus extremos a unas fuerzas de pretensado P y P-dP lo que produce una acción normal de valor 2·P·sen(d α /2). A su vez la vaina ejerce sobre el tendón una fuerza vertical igual y
de sentido contrario, N . Si el coeficiente de rozamiento entre el tendón y la vaina que lo aloja es μ , la pérdida por rozamiento será μ N . Si el ángulo α es pequeño se
puede tomar la aproximación sen(d α /2)≈d α /2 y la pérdida por rozamiento debido a la variación de ángulo será μPd α, siendo μ el coeficiente de rozamiento en ángulo.
9.- Pérdidas por penetración en cuña.
En armadura postensas se suele emplear anclaje mediante cuñas (figura 6). En este tipo de armaduras, una vez que el gato ha aplicado la fuerza de tesado al tendón, hay que proceder a anclar el tendón y extraer el gato. Éste proceso conlleva una nueva pérdida en la fuerza de pretensado. La pérdida en la fuerza de pretensado por penetración en cuña ( ΔP2 ) afecta sólo a una longitud del tendón denominada longitud de influencia ( X ). El valor de X depende del rozamiento ( p) entre el tendón y la vaina, que se supone de valor constante por unidad de longitud. El valor de p no depende de hacia
dónde se mueva el cable en la vaina (hacia dentro o hacia afuera) de ahí que la línea continua AB y la discontinua CB tengan pendientes iguales y opuestas.
10.- Pérdidas por acortamiento elástico.
En elementos pretensos se procede a la fase de destensado cuando el cable está tesado y el concreto endurecido y carente de tensiones. En esta fase se transmiten las tensiones al concreto. Estas tensiones provocan un acortamiento del elemento estructural n a que la fuerza de tesado comprime el concreto.
A
su vez, el acortamiento de la viga de concreto afecta al tendón ya que éste experimenta una disminución de su longitud, lo que produce una nueva pérdida en la fuerza de tesado, ΔP3, denominada pérdida por acortamiento elástico.
11.- Pérdidas diferidas
Una vez anclada la armadura activa y después de haberse producido las pérdidas instantáneas, aparecen unas nuevas pérdidas a lo largo del tiempo. Estas pérdidas se deben esencialmente al acortamiento de concreto (retracción y fluencia) y a la relajación del acero de las armaduras activas. Los fenómenos de fluencia y de relajación dependen a su vez del valor de las pérdidas diferidas, por lo que sería necesario realizar un proceso iterativo.
