Concreto reforzadoConcreto reforzado es concreto en qué refuerzo barra (“rebars“) o las fibras se han incorporado para consolidar un material que estaría de otra manera frágil. En países industrializados, el concreto usado en la construcción es casi todo concreto reforzado.

Historia

El uso del concreto reforzado es una invención relativamente reciente, atribuida generalmente a José-Louis Lambot en 1848. José Monier, un jardinero francés, patentó un diseño para las tinas reforzadas del jardín adentro 1867, y vigas y postes concretos reforzados más adelante patentados para las barandillas del ferrocarril y del camino. El primer uso del concreto reforzado como material para la construcción de edificios ocurrió en 1864 cuando Guillermo Boutland Wilkinson construyó una casa en Newcastle-Sobre-Tyne, Reino Unido. [1] La patente para este material de construcción fue obtenida desde 1854. [2]

El concreto temprano reforzado seguía siendo un producto patentado más bien que genérico, con diversas firmas desarrollando sistemas competentes. La compañía alemana Wayss y Freitag fue formada adentro 1875, con A.G. Wayss que publica un libro en el concreto reforzado adentro 1887. Su competidor importante en Europa era la firma de Francois Hennebique, instale adentro 1892. Hennebique terminó sobre 7.000 estructuras en concreto reforzado en el plazo de los primeros diez años de su firma.[3]

Un sistema concreto reforzado fue patentado en los Estados Unidos por Thaddeus Hyatt adentro 1878. El edificio concreto primero reforzado construido en los Estados Unidos era Costa pacífica Borax Company'refinería de s adentro Alameda, California, construido adentro 1893.

Los progresos principales del concreto reforzado han ocurrido desde el año 1900; y a partir del último vigésimo siglo, los ingenieros han desarrollado suficiente confianza en un nuevo método de reforzar el concreto, llamado concreto prestressed, para hacer el uso rutinario de él.

Uso en la construcción

El concreto se refuerza para darle fuerza extensible adicional; sin el refuerzo, muchos edificios concretos no habrían sido posibles.

El concreto reforzado puede abarcar muchos tipos de estructuras y de componentes, incluyendo losas, paredes, vigas, columnas, fundaciones, marcos y más.

El concreto reforzado se puede clasificar como concreto prefabricado y concreto "in-situ" del molde.

Mucho del foco en reforzar el concreto se coloca encendido piso sistemas. Diseñar y poner el sistema más eficiente del piso en ejecución es dominantes a crear las estructuras de edificio óptimas. Los cambios pequeños en el diseño de un sistema del piso pueden tener impacto significativo en costes materiales, horario de la construcción, última fuerza, gastos de explotación, niveles de ocupación y uso final de un edificio.

Comportamiento del concreto reforzado

Materiales

El concreto es una mezcla del cemento (generalmente Cemento de Portland) y piedra agregado. Cuando está mezclado con una cantidad pequeña de agua, el cemento hidratos para formar un enrejado cristalino opaco microscópico estructure el encapsulado y la fijación del agregado en su estructura rígida. Las mezclas de hormigón típicas tienen alta resistencia a compresivo tensiones (cerca de 4.000 PSI (27.5 MPa)); sin embargo, apreciable tensión (e.g. debido a flexión) romperá el enrejado rígido microscópico dando por resultado agrietarse y la separación del concreto. Por esta razón, el concreto no-reforzado típico se debe apoyar bien para prevenir el desarrollo de la tensión.

Si un material con de alta resistencia en la tensión, por ejemplo acero, se coloca en el concreto, entonces el material compuesto, concreto reforzado, resiste la compresión pero también la flexión, y otras acciones extensibles directas. Una sección concreta reforzada donde el concreto resiste la compresión y el acero resiste la tensión se puede hacer en casi cualquier forma y tamaño para la industria de construcción.

Dependiendo del tipo de mezcla y de acero de hormigón empleados, las estructuras concretas reforzadas pueden apoyar 300 a 500 veces su peso combinado y comportarse, según mecánicos generales, como sola entidad estructural. Aunque el concreto y el acero aparecerían tener una desventaja del peso, este cociente de la ayuda es competitivo con los puentes de la balsa-madera del estudiante.

Características dominantes

Tres características físicas dan a concreto reforzado sus características especiales. Primero, coeficiente de extensión termal del concreto es similar a el del acero, eliminando las tensiones internas debido a las diferencias adentro termal extensión o contracción. En segundo lugar, cuando la goma del cemento dentro del concreto endurece esto se conforma con los detalles superficiales del acero, permitiendo que cualquier tensión sea transmitida eficientemente entre los diversos materiales. Las barras generalmente de acero se ponen ásperas o se acanalan para mejorar más lejos enlace o cohesión entre el concreto y el acero. Tercero, alcalino el ambiente químico proporcionó cerca carbonato de calcio (cal) causa a apaciguamiento película a formar en la superficie del acero, haciéndola mucho más resistente a corrosión que él esté en condiciones neutrales o ácidas.

Las barras que refuerzan generalmente bien-se enlazan suficientemente al concreto para resistir la mayoría de las fuerzas de la tensión. Sin embargo, donde no está el caso éste, el

ancladero del acero puede ser aumentado doblando el acero, por ejemplo en una curva de 90 grados o el gancho de 180 grados.

En algunos miembros estructurales donde se desea una sección representativa pequeña, el acero se puede utilizar para llevar algo de la carga compresiva así como carga extensible. Esto ocurre, por ejemplo, en columnas. Emite generalmente y las losas tienen reforzar el acero en todas las caras, si o no están en la tensión, mientras que ésta ayuda a atar el concreto junto y evita el agrietarse de otras causas, tales como la contracción termal temprana que ocurre como las curaciones concretas. En el caso de las vigas continuas donde la tensión extensible se alterna entre la tapa y el fondo del miembro, los funcionamientos múltiples (capas) del acero pueden ser utilizados o el acero se puede doblar en una forma del zigzag dentro de la viga.

El pariente seccionado transversalmente área del acero requerido para el concreto reforzado típico es generalmente absolutamente pequeño y varía a partir de la 1% para la mayoría de las vigas y de las losas hasta el 6% para algunas columnas. Las barras que refuerzan están normalmente alrededor en la sección representativa y varían en diámetro (véase rebar para más información). En los Estados Unidos, rebar viene en dos grados de contenido del carbón, califica 60 y el grado 40, que venden típicamente para el mismo precio. El grado 60 tiene un contenido más alto del carbón y, por lo tanto, una fuerza extensible más alta, pero su tiesura puede hacerla difícil de doblarse y de cortar. Galvanizado, de epoxy- revestido, y acero inoxidable rebar esté también disponible para el uso en ambientes corrosivos.

Las estructuras concretas reforzadas tienen a veces provisiones tales como corazones huecos ventilados de controlar su humedad y humedad.

Medidas anticorrosión

En los climas mojados y fríos, el concreto reforzado para los caminos, los puentes, las estructuras que parquean y otras estructuras a los cuales puede ser expuesto el deicing la sal puede beneficiar de uso de la inmersión epoxy-coated, caliente galvanizada o del acero inoxidable rebar, aunque el buen diseño y una mezcla bien-elegida del cemento pueden proporcionar la suficiente protección para muchos usos. La poder rebar revestida de epoxy sea identificada fácilmente por el color verde claro de su capa de epoxy. Rebar galvanizada inmersión caliente puede ser gris brillante o embotado dependiendo de la longitud de la exposición, y objetos expuestos rebar inoxidables un brillo metálico blanco típico que sea fácilmente distinguible de barra que refuerza del acero de carbón. Especificaciones del estándar de la referencia ASTM A767 Especificación estándar para las barras que refuerzan galvanizadas inmersión caliente, A775 Especificación estándar para las barras que refuerzan de acero revestidas de epoxy y A955 Especificación estándar para las barras inoxidables deformidas y llanas para Reinforcment concreto

Los sellantes penetrantes se deben aplicar típicamente una cierta hora después de curar. Los sellantes incluyen la pintura, plástica hacen espuma, las películas y papel de aluminio, fieltros o esteras de la tela selladas con alquitrán, y capas de bentonita arcilla, usada a veces para sellar capas de balasto.

Modos de fallo comunes del concreto reforzado acero

El concreto reforzado puede fallar debido a la fuerza inadecuada, conduciendo a la falta mecánica, o debido a una reducción en su durabilidad. La corrosión y la helada/los ciclos del deshielo pueden dañar concreto reforzado mal diseñado o construido. Cuando es rebar corroe, los productos de la oxidación (moho) amplíese y tiende para formar escamas, agrietando el concreto y unbonding el rebar del concreto. Los mecanismos típicos que conducen a los problemas de la durabilidad se discuten abajo.

Falta mecánica

El concreto reforzado se puede considerar para fallar cuando ocurren las grietas significativas. El agrietarse de la sección concreta no se puede prevenir sin embargo el tamaño de las grietas puede ser limitado y controlado por el reinforcemnet. Los defectos que se agrietan pueden permitir que la humedad penetre y que corroa el refuerzo. Ésta es a utilidad falta adentro diseño del estado del límite. El agrietarse es normalmente el resultado de una cantidad inadecuada de rebar, o de rebar espaciada en una distancia demasiado grande. El concreto entonces se agrieta o bajo exceso de cargamento, o debido a los efectos internos por ejemplo contracción termal temprana cuando cura.

La última falta que conduce para derrumbarse puede ser causada machacando de la matriz concreta, cuando las tensiones exceden su fuerza; por rendimiento del rebar; o por falta en enlace entre el concreto y el rebar.

Carbonatación/carbonatación

El agua en los poros del cemento está normalmente alcalino. Este ambiente alcalino es uno en el cual el acero está pasivo y no corroe. Según diagrama del pourbaix para el hierro, el metal es pasivo cuando el pH está sobre 9.5.[4] bióxido de carbono de aire reacciona con álcali en el cemento y las marcas el agua de poro más ácida, así bajando el pH. El bióxido de carbono comenzará a carbonatar el cemento en el concreto a partir del momento que se hace el objeto. Esto carbonatación proceso (en Gran Bretaña, llamada carbonatación) empiezan la superficie, después mueven lentamente más profundo y más profundo en el concreto. Si el objeto es agrietado, el bióxido de carbono del aire podrá mejor penetrar en el concreto. Al diseñar una estructura concreta, es normal indicar cubierta concreta para el rebar (la profundidad dentro del objeto que el rebar será). La cubierta concreta mínima es regulada normalmente por diseño o códigos de edificio. Si el refuerzo está también cerca de la superficie, la falta temprana debido a la corrosión puede ocurrir.

Un método de probar una estructura para la carbonatación está a taladro un agujero fresco en la superficie y entonces trata la superficie con phenolphthalein. Esto dará vuelta color de rosa cuando en contacto con el cemento alcalino, permitiendo ver la profundidad de la carbonatación. Un agujero existente no es ningún bueno porque la superficie expuesta será ya carbónica.

Cloruros

Cloruros, incluyendo cloruro de sodio, promueva la corrosión de rebar de acero. Por esta razón, en agua del concreto que se mezcla solamente, el cemento y los agregados con un contenido bajo del cloruro pueden ser utilizados, y el uso de la sal para deicing los pavimentos concretos se evita en lo posible.

Reacción de la silicona del álcali

Para el artículo completo, vea: Reacción de la silicona del álcali

Se encuentra esto cuando el cemento es demasiado alcalino, debido a una reacción del silicona en los agregados con el álcali. La silicona (SiO2) reacciona con el álcali a la forma a silicato en Reacción de la silicona del álcali (ASR), este las causas localizaron la hinchazón que causa agrietarse. Las condiciones para la reacción de la silicona del álcali son: (1) agregado que contiene un componente reactivo del álcali, (alcalinidad 2) suficientemente altos, y (3) suficiente humedad, sobre 75%RH dentro del concreto. [5][6] Este fenómeno se ha referido popular como “cáncer concreto".

Conversión del cemento alto del alúmina

Resistente a los ácidos y especialmente a los sulfatos débiles, este cemento cura rápidamente y alcanza durabilidad y fuerza muy altas. Fue utilizado grandemente después Segunda Guerra Mundial para hacer objetos del concreto prefabricado. Sin embargo, puede perder fuerza con el calor o el tiempo (conversión), especialmente cuando está curado no correctamente. Con el derrumbamiento de tres azoteas hechas de vigas concretas prestressed usando el cemento alto del alúmina, este cemento estaba prohibido en Reino Unido en 1976. Las investigaciones subsecuentes en la materia demostraron que las vigas fueron fabricadas incorrectamente, pero seguía habiendo la interdicción.[7]

Sulfatos

Sulfatos en suelo o agua subterránea puede reaccionar con el cemento de Portland causar productos expansivos, e.g ettringite o thaumasite, que puede conducir a la falta temprana.

Concreto Fiber-reinforcedArtículo principal: Concreto reforzado fibra

el Fibra-refuerzo se utiliza principalmente adentro shotcrete, pero puede también ser utilizado en concreto normal. El concreto normal Fiber-reinforced se utiliza sobre todo para los pisos y los pavimentos de la en-tierra, pero se puede considerar para una amplia gama de las piezas de la construcción (vigas, pilars, fundaciones etc) solamente o con los rebars mano-atados.

Concreto reforzado con las fibras (que son generalmente de acero, cristal o fibras “plásticas”) es menos costoso que rebar mano-atado, mientras que todavía aumenta la

fuerza extensible muchas veces. La forma, la dimensión y la longitud de la fibra es importantes. Una fibra fina y corta, por ejemplo fibra de vidrio pelo-formada corta, será solamente eficaz las primeras horas después de verter el concreto (reduce el agrietarse mientras que el concreto se está atiesando) pero no aumentará la fuerza extensible concreta. Una fibra normal del tamaño para el shotcrete europeo (diámetro de 1 milímetro, 45 milímetros de longitud-acero o “plástico”) aumentará la fuerza extensible concreta.

El acero es la fibra común-disponible más fuerte, y venido en diversas longitudes (30 a 80 milímetros en Europa) y formas (extremo-ganchos). Las fibras de acero se pueden utilizar solamente en las superficies que pueden tolerar o evitar la corrosión y manchas del moho. En algunos casos, una superficie de la acero-fibra se hace frente con otros materiales.

La fibra de vidrio es barata y resistente a la corrosión, pero tan dúctil como el acero. Recientemente, hecho girar fibra del basalto, disponible largo adentro Europa Oriental, ha llegado a estar disponible en los E.E.U.U. y Europa occidental. La fibra del basalto es más fuerte y menos costosa que el cristal, pero históricamente, no ha resistido el ambiente alcalino de cemento de Portland pozo bastante que se utilizará como refuerzo directo. Los nuevos materiales utilizan carpetas plásticas para aislar la fibra del basalto del cemento.

Las fibras superiores son grafito fibras plásticas reforzadas, que son casi tan fuertes como el acero, el ligero-peso y resistente a la corrosión. Algunos experimeters han tenido resultados tempranos de promesa con nanotubes del carbón, solamente el material sigue siendo demasiado costoso lejano para cualquier edificio.

refuerzo del No-aceroUna cierta construcción no puede tolerar el uso del acero. Por ejemplo, MRI las máquinas tienen imanes enormes, y requieren edificios no magnéticos. Otro ejemplo es las peaje-cabinas que leen las etiquetas de radio, y necesita el concreto reforzado a el cual es transparente radio.

A veces, el curso de la vida de la estructura concreta es más importante que su fuerza. Puesto que la corrosión es la causa principal de la falta del concreto reforzado, un refuerzo resistente a la corrosión puede ampliar la vida de una estructura substancialmente.

Para estos propósitos algunas estructuras han sido el usar construido plástico fiber-reinforced rebar, rejillas o fibras. El refuerzo “plástico” puede ser tan fuerte como el acero. Porque resiste la corrosión, no necesita una cubierta concreta protectora de 30 a 50 milímetros o más como lo hace el refuerzo de acero. Esto significa que las estructuras FRP-reforzadas pueden ser más ligeras, hace que un curso de la vida más largo y para algunos usos sea price-competitive al concreto acero-reforzado.

La cañería barrera al uso de FRP el refuerzo es el hecho de que es ni dúctil ni resistente al fuego. Las estructuras que emplean rebars de FRP pueden por lo tanto exhibir una respuesta estructural menos dúctil, y resistencia de fuego disminuida.

Sin embargo, la adición de las fibras cortas del polypropylene del monofilamento al concreto durante mezclarse puede tener el efecto beneficioso de la reducción el romper con almádena

durante un fuego. En un fuego severo, tal como Fuego del túnel de canal, el concreto convencionalmente reforzado puede sufrir conducir que rompe con almádena severo a la falta. Esto está en la parte debido al agua de poro restante dentro del concreto que hierve explosivo; la presión del vapor entonces causa romper con almádena. La acción de fibras dentro del concreto es debido a su capacidad de derretir, formando caminos hacia fuera con el concreto, permitiendo la presión del vapor de disiparse.

EL CONCRETO REFORZADO

INTRODUCCION

El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural.Para resistir tensiones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocado en zonas donde se prevé que se desarrollaran tensiones bajo las acciones de servicio. El acero restringe la aparición de grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.El uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior, también se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión.

La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama CONCRETO REFORZADO.

El concreto pre esforzado es una modalidad de concreto reforzado, en la que se crea un estado de esfuerzos de compresión en el concreto antes de la aplicación de las acciones. De este modo, los esfuerzos de tensión producidos por las acciones quedan contrarrestados o reducidos. La manera más común de pre esforzar consiste en tensar el acero de refuerzo y anclarlo en los extremos del elemento.