UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN

CURSO: CONCRETO ARMADO

E.A.P. ARQUITECTURA

TEMA: EL ACERO

ALUMNA : MARIELA ARRIAGA VASQUEZ

DOCENTE: ING. MARCO ARGANDOÑA MENDOZA

EL ACERO

INTRODUCCION

Para que el acero trabaje de manera efectiva es necesario que exista una fuerte adherencia entre el concreto y el acero, para asegurar que no ocurran movimientos relativos (deslizamientos) entre las barras de refuerzo y el concreto circundante. Esta unión o adherencia, proviene básicamente de tres fuentes: de la adhesión del tipo químico que existe en la interfase entre el acero y el concreto, de la rugosidad natural que tienen las superficies del refuerzo de acero laminado en caliente y de las corrugaciones (resaltes) con las cuales se fabrican las barras de refuerzo corrugadas.

El acero es una aleación de hierro y carbono (máximo 2.11% de carbono), al cual se le adicionan variados elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas especificas para su diferente utilización en la industria.

Los principales elementos de aleación son: Cromo, Tungsteno, Manganeso, Niquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre y Fósforo. Los productos ferrosos con mas de 2.11% de carbono denominan fundiciones de hierro.

DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS

CARBONO: Es el elemento que tiene más influencia en el comportamiento del acero; al aumentar el porcentaje de carbono, mejora la resistencia mecánica, la Templabilidad y disminuye la ductilidad.

BORO: El Boro que se encuentra en el acero proviene exclusivamente de las adiciones voluntarias de este elemento en el curso de su fabricación. Ejerce una gran influencia sobre la templabilidad del acero, bastando porcentajes muy pequeños, a partir de 0.0004%, para aumentarla notablemente.

AZUFRE: Aumenta la Maquinabilidad, ya que forma inclusiones no metálicas llamadas sulfuros de magnesio, discontinuidades en la matriz metálica que favorecen la formación de viruta corta.

CROMO: Es un gran formador de carburos, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, y solo reduce la ductilidad. Mejora la resistencia a la alta temperatura y a la formación de cascarilla. En cantidades mayores al 12%, hace al acero resistente a la corrosión.

ELEMENTOS DE ALEACIÓN

FÓSFORO: Incrementa la resistencia y reduce la ductilidad de la ferrita. Aumenta la brillantez. Este elemento, en cantidades superiores al 0.004%, disminuye todas las propiedades mecánicas del acero.

MOLIBDENO: Formador de carburos, reduce el crecimiento del grano, mejora la resistencia al desgaste y la capacidad de conservar la dureza a temperaturas altas.

COBALTO: Elemento que desplaza las curvas TTT hacia la izquierda, aumentando la velocidad crítica y disminuyendo la templabilidad. Aumenta la dureza, y asociado al níquel o al cromo, forman aceros de débil coeficiente de dilatación, cercano al vidrio. Aumenta la velocidad crítica de enfriamiento y en los aceros para trabajo en caliente y rápidos incrementa la disipación de temperatura.

MANGANESO: Mejora la resistencia a la tracción y al desgaste, tiene buena influencia en la forja, la soldadura y la profundidad de temple. Facilita el mecanizado.

Los diferentes tipos de acero se clasifican de acuerdo a los elementos de aleación que producen distintos efectos en el Acero:

1.-ACEROS AL CARBONOMás del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.

2.-ACEROS ALEADOSEstos aceros contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden sub-clasificar en: Estructurales Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras deedificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos ysemejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO

3.- ACEROS DE BAJA ALEACION ULTRARRESISTENTES

Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

4.-ACEROS INOXIDABLES

Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas.Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines Decorativos.

Las armaduras para el concreto serán de acero y se clasifican en:

a)Barras Lisas.- Son recomendables para aquellos casos en los que se necesita realizar fácilmente las operaciones de doblado y desdoblado, o en los que se necesite barras cilíndricas de superficie lisa.

CLASIFICACION DE ACEROS PARA ARMADURAS DE CONCRETO

Barras Corrugadas.- Se entiende como barras de acero corrugadas a las que presentan resaltes o estrías que por sus características mejoran su adherencia al concreto. El acero que se emplea en el país para concreto armado es el producido por SIDERPERU O AREQUIPA, de sección circular y corrugado de grado 60, cuyo punto de fluencia es de 4200 kg/cm2 (fy). Su longitud es de 9.00 ml.

Barras de Refuerzo Laminadas en Caliente El refuerzo de acero se distribuye normalmente en barras o varillas de sección básicamente circular, con resaltes o corrugaciones en la superficie para mejorar la adherencia con el concreto. Los aceros lisos casi no se usan como refuerzo, salvo el de 1/4” que se utiliza en nuestro medio, para el refuerzo de retracción y temperatura en los aligerados y para estribos de columnas y elementos secundarios.

Características de las varillas corrugadas.

(*) Acero de 6 mm corrugado. También se comercializa en rollos

COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN: Ventajas del acero como material estructural:

1.Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes luces. 2. Uniformidad: Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado. 3. Durabilidad: Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente. 4. Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras. 5. Tenacidad.- Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ACERO

Otras ventajas importantes del acero estructural son: A) Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches. B) Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. C) Rapidez de montaje. D) Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas. E) Resistencia a la fatiga. F) Posible reutilización después de desmontar una estructura.

Las principales ventajas del acero inoxidable son: 1.Alta resistencia a la corrosión. 2.Alta resistencia mecánica. 3.Apariencia y propiedades higiénicas. 4.Resistencia a altas y bajas temperaturas. 5.Buenas propiedades de soldabilidad, mecanizado, corte, doblado y plegado. 6.Bajo costo de mantenimiento. 7.Reciclable.

1. Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse periódicamente.

2. Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios.

3. Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. Como se indico previamente, el acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.

DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL:

La descripción más completa de las propiedades mecánicas de los aceros (propiedades utilizadas para el diseño estructural) se realiza mediante sus curvas esfuerzo – deformación bajo cargas de tracción, las mismas que varían dependiendo de la composición química del material y sus procesos de fabricación.

PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO

ESFUERZO DE FLUENCIA: Llamado también Limite de Fluencia (fy), es el nivel de tensión a partir del cual el material elástico lineal se deforma plásticamente o el valor del esfuerzo al que un material sufre gran aumento en deformación sin aumento en el esfuerzo. Grado 60 = 60 ksi = 42.2 kg/mm2 = 4200 kg/cm2 •1 ksi = 1000 lb/pulg2

a.- El Acero al momento de colocarse debe estar libre de aceite, o cualquier otra capa que pueda afectar adversamente al desarrollo de la adherencia.

b.- La cantidad normal de oxido no es perjudicial. El acero ligeramente oxidado no requiere limpiarse antes de usarlo. Cuando la oxidación es avanzada el acero tiene unas escamas que deben ser limpiadas con escobillas de acero.

c.- Cuando haya demora en el vaciado del concreto la armadura se inspeccionara nuevamente y se volverá a limpiar cuando sea necesario.

d.- El acero expuesto al aire y a un ambiente húmedo se oxidara gradual y progresivamente si es dejado sin protección.

LIMPIEZA DEL ACERO

1.- El acero se usa en la preparación de armaduras del concreto armado a fin de permitir que los elementos estructurales (vigas, zapatas, columnas, escaleras, losas, plateas de cimentación, etc.) puedan soportar los esfuerzos de tracción a los que están sometidos.

USO DEL ACERO

1.- El acero debe almacenarse en un sitio donde no reciba agua de lluvia ni humedad, con el fin de evitar deterioro por oxidación.

2.- Al almacenar aceros debe hacerse de acuerdo a su diámetro o longitud, ya que no es recomendable almacenar dos o mas diámetros diferentes en un mismo tramo porque dificulta su selección.

3.- Las piezas deben colocarse con los extremos parejos, y los diámetros mayores deben ir en la parte inferior.

Debido a que los aceros presentan asperezas o deterioro, deben utilizarse guantes para evitar posibles cortaduras.

4.- Debe depositarse sobre cuartones o en caballete (estante).

ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE

PROCESO DE PRODUCCIÓN

1.- Vía Alto Horno – Convertidor LD:

Esta vía emplea materias primas principales: Mineral de Hierro (Pellets), Coque (Carbón en bruto) y Calizas (Dolomítica y Cálcica). Estas sufren una reducción mediante la inyección de gases reductores y aire caliente, obteniéndose como producto: el Arrabio Liquido, el cual en enviado a acería para ser afinado mediante la inyección de oxigeno en los convertidores LD (Hornos Básicos al Oxigeno) y así obtenerse el Acero Liquido.

Existen dos vías para la fabricación de Acero Liquido y para la obtención de las barras de Construcción:

2.- Vía Hornos Eléctricos: Esta vía emplea como materia principal: Carga Férrica Fría (CHATARRA), la cual se funde por medio de Arco eléctrico; de esta manera, se obtiene el Acero Liquido con un alto contenido de residuales (Son elementos químicos indeseables en la composición del Acero).

PRINCIPALES OBRAS CON ESTRUCTURAS DE ACERO EN EL PERU

Huánuco: Central Hidroeléctrica Chaglla

En total, el volumen de excavación de material superó los 878 mil m3 y se emplearon más de 3 mil toneladas de ACERO para el revestimiento de secciones críticas.

La CH Chaglla se ubica en la región Huánuco a 500 km de Lima, entre los distritos de Chaglla (Pachitea) y Chinchao (Huánuco).

Específicamente, en una zona cerrada de la cordillera a 1,196 msnm, desde donde se aprovechará las aguas del río Huallaga.

CONCLUSION