74

CONDICIONES AMBIENTALES DE HORMIGONADO Frente a las condiciones climáticas son imprescindibles criterios previos de programación, considerando incluso los ciclos estacionales. Consideraciones frente a la humedad.- - Nunca hormigonar bajo lluvia o en amenaza próxima de ésta. - En zonas inundables, proteger con ataguías o diques. - Uso de aditivos acelerantes de fragua, cuando se detecte riesgo. - Uso de aditivos incorporadores de aire si existe ciclos de hielo y deshielo, para dotar de resistencia a la heladicidad al hormigón. Consideraciones frente a ambientes agresivos y corrosivos.- - En este caso se hace imprescindible la compacidad y homogeneidad del hormigón. - Uso de cementos con propiedades adecuadas, y baja razón agua/cemento. Efectos y precauciones frente a temperaturas bajas.- - Cuando el hormigón fresco es sometido a temperaturas inferiores a los cero grados, experimenta una desintegración interna por expansión que tiene carácter irreversible, perjudicando sus propiedades aunque posteriormente esté expuesto a temperaturas normales. - Bajo 4º C la reacción se detiene (no se cuentan para los efectos del tiempo de desmoldaje, los días a esa temperatura, o menor a ella). - Las temperaturas aptas mínimas de colocación están relacionadas con la sección o espesor del elemento, existiendo tablas (NCh 170 Of 85), que oscilan para los casos de períodos fríos sostenidos durante los 7 días previos al hormigonado entre 13°C para elementos menores a 30 [cm], y 5°C para elementos mayores a 80 [cm]. - Del mismo modo, el hormigón también tiene límites indicados por norma para su temperatura propia de preparación tendientes a compensar la temperatura ambiente. -Las medidas a tomar pueden ser el calentamiento del agua (límite en los 60°C), o de los áridos (vapor de agua tendiente a producir en la mezcla no más de 40°C) (nunca con calor seco), los aditivos anticongelantes, medidas adecuadas de protección o aislación térmica, o calefacción con sistemas de calor húmedo. Efectos y precauciones frente a temperaturas altas, o a ambientes secos, o con

vientos.- - Si las condiciones tienden a provocar una evaporación de 1 litro de agua en una hora por cada [m2] de hormigón expuesto, el límite de temperatura oscila alrededor de los 30°C a la sombra. - No se debe preparar ni hormigonar ante radiación solar directa ni frente a vientos. Proveer protecciones y apantallamientos. - Las precauciones en este caso están por la vía de controlar el calor de la reacción (cementos con bajo calor de hidratación aditivos retardadores), y por la adición de agua

75

en forma controlada, incluso en moldajes previamente, o durante el proceso, lo que confluye a las habituales medidas del curado de hormigones.

CURADO DE LOS HORMIGONES Consiste en los procedimientos que tienen por objeto impedir la pérdida prematura del agua necesaria para el proceso de hidratación de los hormigones. Consta de dos etapas: - Precurado .-Consiste en proteger o cubrir el hormigón durante las primeras horas impidiendo la evaporación, sin incorporar necesariamente agua, por cuanto aún se está previo al punto de fraguado - Curado propiamente tal (a posterior) puede incluir el aporte de agua, según el procedimiento adoptado (agua sin substancias nocivas). Agua de mar sólo en algunos casos de hormigón sin armar. Métodos corrientes.- - Mojar hormigón (rociado, fumigado) - Mojar moldaje - Cortinas de arpillera o sacos húmedos - Papeles, lonas, húmedos en caso de horizontalidad - Arena, aserrín, tierra (2,5 [cm] de espesor) mojados. - Lagunas con pequeños diques de arena, o camellones. El agua debe tener como máximo una diferencia de 10°C con el hormigón. Métodos de hermeticidad.- - Sello de polietileno de 0,3 [mm], traslapos de 15 [cm] - Sello químico impermeable o membrana de curado. Se aplica al desaparecer el agua de exudación. Dos capas, cruzadas. El rendimiento es de 5 a 6 [m2] por cada litro. (Elastocure,Adicor,Tricoring,Sika cure, Sika antisol). Métodos especiales.- - Riego de neblina o pulverizado 8 a 11 [minutos] - Riego de llovizna tenue. - Agua tibia hasta 45ºC - Autoclave, o cámara de vapor en el caso de prefabricados. - Vapor con rociador. Tiempos de curado.- La normalización considera como curado a temprana edad, los 7 días para el caso cementos corrientes, y los 4 días para el caso de los de alta resistencia inicial, e indica que durante ese período no se debe aplicar carga alguna. Para el caso de tiempo frío bajo 5 °C, y también considerando temperaturas normales pero para elementos que recibirán carga la misma norma, NCh 170 Of 85 establece tablas de los llamados plazos de protección térmica simultáneas parcialmente al curado mismo. Estos plazos pueden ser variados según resultados porcentuales de los ensayos en probetas.

76

ENSAYOS DE VERIFICACION EN LOS HORMIGONES Las normas NCh 1017 y 1037 se refieren a las probetas para los ensayos destructivos. Según las características de cada caso, los rangos máximos en cuanto a cantidad de hormigón por cada muestreo, oscilan entre 50 [m3] y 500 [m3]. NCh 179 Of 85 entrega una tabla según factores a verificar: docilidad, densidad aparente, rendimiento, contenido de aire, uniformidad, y resistencia especificada. Para este último caso indica que deben ser ”a lo menos 2 probetas gemelas para el ensayo ”y “de acuerdo con NCh 1037”. (refiriéndose al comportamiento a la compresión, a la tracción por flexión y a la tracción por hendimiento de los hormigones endurecidos), y distingue además 2 opciones; confección de probetas, y extracción de testigos. Los ensayos deben ser realizados en laboratorios oficialmente autorizados e inscritos. Control de hormigones para el caso de confección de probetas.- Consiste en muestras de hormigón fresco tomadas simultáneamente a su utilización en obras, las cuales tendrán un período de fragua y endurecimiento similar. Las plantas de premezclado están también afectadas por la obligación de realizar o hacer realizar los ensayos del hormigón que se está elaborando. Las formas y dimensiones con moldes de madera o metálicos: son: - Cubos de 20 [cm] o 15 cm] de arista (compresión) - Cilindros de 15 [cm] diámetro y 30 [cm] de alto. (compresión) - Viguetas de 15 [cm] x 15 [cm] x 53 [cm] o de 7 [cm] x 7 [cm] x 23 [cm] (tracción-flección) Datos que incluye una muestra: Cliente, obra, fecha de elaboración de la probeta, lugar de colocación (elemento constructivo del que se tomó), asentamiento de cono, densidad del hormigón, fecha de ensayo, resistencia, a la compresión, observaciones. Las viguetas aplicadas en los ensayos de tracción-flección (NCh 1038 y 1170) son menos frecuentes en el campo de la edificación y se aplican fundamentalmente para el caso de pavimentos. Para el caso de los de compresión, el procedimiento es el siguiente: Las probetas son sometidas a ensayos de resistencia a los 7, 14 y 28 días, mediante cargas graduadas en máquinas de ensayo a la ruptura. Se verifica si de cumplen las resistencias previstas durante el cálculo de dosificación. (Previamente se emparejan sus caras para una perfecta aplicación de la carga, con resinas). Si se detecta valores muy bajos a los 7 días, es factible detener el proceso para verificar. Si la anormalidad se acusa a los 28 días caben las siguientes secuencias: 1.- Análisis de tolerancias de cálculo. 2.- Factibilidades de refuerzo. 3.-Si el caso es extremo, la demolición parcial o total según sean las zonas comprometidas.

77

Por fallas o anormalidades detectadas que induzcan a dudas sobre el comportamiento de las estructuras, o por dudas en probetas.- En este caso hay 3 criterios:

- Inspección visual y estudio teórico - Ensayos no destructivos. - Ensayos destructivos en forma similar a los anteriormente descritos para control de

hormigones frescos, para lo cual será necesario extraer muestras o testigos de las estructuras del hormigón ya endurecido, con sondas especiales. También está la opción de sacar trozos irregulares y también llevarlos a un paralelismo de sus caras para ensayarlos.

Relación de los ensayos no destructivos: Metodos de superficies.- - Martillo Schmidt.- consiste en un sistema de muelles de apertura controlada que aplica un impacto evaluable en un limbo. Debe aplicarse 9 veces por [m²]. Tiene la desventaja de una baja precisión por cuanto no mide en forma homogénea, pudiendo influir en cada valor la ubicación del ripio y enfierraduras. Se llama también método por rebote o esclerómetro. Deriva de un antiguo sistema en que golpeando el hormigón con un martillo largo se estimaba su dureza. - Método por huella.- consiste en hacer una huella en el hormigón mediante una bola (generalmente 10 [cm]) sometida a presión mediante resorte o péndulo. La marca dejada es inversamente proporcional a la dureza. Métodos acústicos.- - Método por resonancia.- Se determina la frecuencia de vibración mediante un captador electrónico y este valor se relaciona con las propiedades mecánicas mediante fórmulas físicas. - Medida por velocidad de propagación del sonido.- Existen tablas empíricas que permiten establecer la calidad del hormigón según esta propiedad. Adecuado en grandes masas. Estima grietas y las ubica:

Velocidad en [m/seg] Calidad del hormigón 4.500

Excelente

3.500 a 4.500 Bueno 3.000 a 3.500 Bastante bueno 2.000 a 3.000 Con deficiencias 2.000 Malo

Bajo 3.700 sería rechazable según otras fuentes. Métodos radioactivos.- - Medida de densidad mediante fuente radioactiva (cobalto por ej.).- En función de la absorción que la masa acusa y la radiación que logra atravesarla. - Medida del contenido total de agua (radio berilio).- Los neutrones emitidos son retardados por los átomos de hidrogeno del agua y convertidos en neutrones térmicos cuya actividad se puede medir. Sirve también para detectar grietas.

Ver ilustraciones en página 75

78

79

JUNTAS EN HORMIGONES Cabe diferenciar 2 criterios: Juntas previstas en el diseño para efecto de controlar la dilatación y contracción térmicas,

o previstas en el cálculo estructural para favorecer trabajo dinámico. En estos casos cabe aplicar materialidades de carácter elástico e impermeable insertas como separadores en la etapa de moldaje.

Dentro de este criterio también se incluyen los aisladores sísmicos tanto elastoméricos como friccionales.

Aislador elastomérico y su esquema de trabajo por deformación.

Aislador friccional

80

NOTA: Existen otros procedimientos para actuar frente a las energías sísmicas en el caso de edificios de altura, los cuales no requieren necesariamente la discontinuidad estructural, y se basan en otros principios:

Disipadores amortiguadores Edificio Titanium):

Disipadores pendulares (Torre Taipei 101):

Disipadores activos: (Generan una fuerza de movimiento que tiende a contrarrestar el efecto vibratorio del sismo)

81

Cortes en la masa del hormigón no consecuentes con una discontinuidad estructural, producidos accidentalmente, o como consecuencia de los procesos constructivos. En este tipo de situaciones se debe resolver la continuidad estructural y constructiva, mediante el sellado de dichas juntas.

Transcripción completa de la separata. Autor: Prof .Euclides Guzman Solución de junturas en hormigones.- Se pueden presentar diversos casos:

- Hormigón con otro elemento - Entre hormigones Reciente

- Entre hormigón fresco con ya fraguado Antiguo Por fallas (grietas, nidos) - Entre hormigones fraguados Por montaje de prefabricación Por discontinuidad de construcción

82

Condiciones básicas.- - Rugosidad.- Debe quedar prevista cuando es por discontinuidad planificada, y debe

realizarse si no la hay. - Contacto directo.- Debe lavarse hormigones antiguos, y eliminar toda materia extraña. - Humedad entre hormigones. Para no absorberse el agua de la reacción química, debe

mojarse previamente, y permanecer humedecido al aplicar el hormigón nuevo, salvo que se esté aplicando puente de adherencia*.

- En el caso de usarse puente de adherencia, por el contrario, debe estar absolutamente seca la superficie después del lavado.

Recursos a aplicar en general.-En ellos se aplican algunos conceptos analizados en capítulos

anteriores): - Retardadores superficiales.- Para interrupciones cortas (horas) - Aditivos expansores.- En hormigones de relleno, para evitar retracciones de fraguado. - Puente de adherencia*.- Consiste en la aplicación de una película de resina adhesiva entre hormigón viejo y nuevo. En este caso, el hormigón antiguo la recibe, y esta está aún en etapa de fraguado cuando es aplicado el hormigón fresco. - Despuntes o costura de barras de acero.- Para dar adherencia solucionando casos no previstos como continuidad.

- Resinas adhesivas que colaboran en la adherencia fierro-hormigón.

- Resina de relleno o retape.- Puede ser elástica o rígida según las características de la grieta o nido a rellenar. Se pueden aplicar por proyección o por inyección según el caso, pudiendo en algunos casos ser necesario ensanchar las grietas. Son en base a poliacetato de vinilo, acrílicas, epóxicas, de poliuretano, etc. - Bandas de relleno o junturas premoldeadas, son otra forma de materializar el relleno por

medio de resinas. Generalmente esta tipología es apta para las juntas previstas por diseño en que se requiera elasticidad y estanqueidad, y no continuidad estructural.

- Puente de adherencia expandible.- A base de bentonita de sodio, material que aumenta su

espesor ante la presencia de agua Métodos para obtener la rugosidad de adherencia.- 1 Dentado previsto durante la etapa de moldaje, preparado con dispositivo especial. 2 Picado después de los 14 días (50 golpes por cada 400 [cm² ] con cincel y martillo) 3 Chorro de arena (rebaja hasta 3 [mm], con una proyectora ad-hoc. 4 Escobillado con escobilla de acero, a las 24 horas. 5 Acido clorhídrico a los 14 días, que deja porosidad 6 Capa de mortero rugoso 7 Pasta de cemento.

83

AGENTE DE DEMOLICIÓN HORMIGONES ENDURECIDOS.- Son substancias de efecto expansor inyectables a través de pequeñas perforaciones del

hormigón hasta la profundidad requerida para producir una demolición no explosiva mediante el agrietamiento controlado producido por el proceso de expansión gradual que experimentan al reaccionar y fraguar. Se les suele llamar también “cementos expansivos”. Es también un recurso factible si se le usa a poca profundidad para producir rugosidad de adherencia. EL USO DEL ACERO EN ENFIERRADURAS DE HORMIGON

ARMADO Al respecto se trabaja en base a la distribución lógica del las enfierraduras en las zonas de tracción y a normas especificas. El universo del Curso de Construcción llega hasta el conocimiento de las normas, su verificación en obra, el criterio adquirido en cuanto al tipo de trabajo que está cumpliendo una enfierradura, el análisis tipológico con su expresión planimétrica y su interpretación constructiva, dejando al Curso de Estructuras todo lo relativo a evaluación de un planteamiento estructural, dimensionamiento, diseño cálculo con sus principios, leyes y teorías. - Hormigón armado.- Es un material constituido por hormigón y acero (enfierraduras), adecuadamente combinados, en que el primero aporta las cualidades propias de él, que mecánicamente se traducen fundamentalmente en la resistencia a la compresión, y el segundo incorpora al material el trabajo a la tracción. Relaciones entre hormigón y acero.- - La adherencia entre ambos es el punto de partida para que cualquier propiedad de uno de los dos se manifieste en el material combinado como un todo. Esto genera la necesidad de prever a nivel de proceso constructivo su logro como pre-requisito básico (máxima superficie o cara de contacto entre ellos, forma, etc). - La complementación de los 2 tipos de esfuerzos ya sea homogéneamente o en forma diferenciada en la masa misma o en la forma que adquiere el elemento de hormigón armado (de acuerdo al tipo de requerimiento mecánico sustentado, e incluso para esfuerzos combinados como flexión o cizalle) es otra de las relaciones importantes. Para ello se repartirá el acero en las zonas que estarán traccionadas, en la cantidad y dirección adecuadas a la magnitud y dirección del esfuerzo respectivo, quedando las zonas a comprimirse con predominancia de hormigón e incluso determinando sectores concentrados como en la losa nervada. - La dilatación y contracción térmica.- Ambos materiales presentan cierto grado de compatibilidad, lo que unido a la adherencia adecuada favorece un comportamiento homogéneo para cierta escala dimensional de temperaturas. - La proporción del acero con respecto al total del volumen del material combinado se expresa en base a una relación que se llama cuantía. También se expresa en [Kg] de acero por cada [m3] de hormigón. Todas las relaciones entre propiedades físicas son dependientes de las calidades y cantidades proporcionales entre hormigón y acero, que deben ser precisadas por procesos previos de cálculo.

84

- La vulnerabilidad del acero frente a fenómenos ambientales se soluciona con la protección que frente a ellos significa el hormigón, que por lo tanto lo debe cubrir y confinar en forma adecuada. NORMAS GENERALES DE ACERO EN ENFIERRADURAS Traslapo o empalme de adherencia 40 (diámetros) en fierro estriado 50 (diámetros) en fierro liso (también gancho en los extremos para este caso). La opción de la soldadura, considerando que esta tipología de acero en barras redondas no es de soldabilidad garantizada (NCh 204), sólo puede factibilizarse por certificación de ensayo oficializada. Todas las enfierraduras en la construcción deben ir traslapadas entre sí Unión esquina en planta Escuadras suples cuando no Pilar con cadenas 40 se logra el traslapo directo 40 Recubrimiento como protección contra la corrosión en [cm].- (Fuente: catálogo CAP)

Bajo techo A intemperie Losas y suelos nervados 1 1,5 Vigas, pilares y similares 1,5 2,0 En contacto con el suelo 4,0 4,0

Recubrimiento como protección contra el fuego en [cm].- (Fuente: catálogo CAP)

Período de tiempo a proteger(en minutos) 1/ 2 hora (F-30) 2 horas (F-120) Espesor en [cm] de la menor sección 20 30 20 30 Vigas 1,5 1,5 4,5 3,0 Pilares 1,5 1,5 1,5 1,5 Losas para relación ancho/ largo= 1,5 1,0 1,5 Losas para relación ancho/ largo= 2,0 1,0 4,0

Mínima separación entre barras.- Vigas: Para diámetros < 25 [mm] : 25 [mm] Para diámetros > 25 [mm] : 1 diámetro Pilares: Mínimo 40 [mm] hasta fierros de 28 [mm], aumentando para diámetros mayores

85

NORMAS ESPECÍFICAS PARA TIPOLOGÍAS DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS.- La Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones de Chile, se pronuncia, para casos genéricos de pilares, losas, vigas, muros y fundaciones, entre otros. Criterios de diseño para las barras de enfierraduras.- Los fierros principales absorben los esfuerzos de tracción básicos del elemento constructivo, y los secundarios tienen funciones colaborantes ya sea para unificar trabajo o repartirlo. Pilares, vigas, cadenas, etc Muros Losas

fierros principales

fierros principales

fierros principales fierros

secundarios (estribos u horquillas) fierros secundarios(separadores)

fierros secundarios

Zona confinadaBarras menor diametro, solo funciones constructivas

Viga Viga Viganormal semiinvertida invertida

Losa nervada: tracción en nervios

Malla superior de amarra

86

Diferencia entre losa simple y losa cruzada Criterios de diseño para las barras de enfierraduras que refuerzan las zonas

traccionadas.- Se distinguen habitualmente tres: En base a puentes, a corchetes, y a barras rectas. Puentes Corchetes Barras

Límite entre criterio para armaduras entre concepto de losa y de viga:

< 2mPlanta

viga ancha <2m < losaCampo de losas:Continuidad estructural y constructiva

Planta

87

Obra de mano.- - Maestro de 1a : Interpreta planos. - Maestro de 2ª : No interpreta planos pero realiza todo el trabajo. - Ayudante No interpreta planos y realiza parcialmente el trabajo. Trabajo en obra de las barras para el sistema tradicional.- De acuerdo al concepto estructural reflejado en los planos de enfierraduras, existirán: - Fierros principales, que absorben el esfuerzo. - Fierros secundarios o de repartición: - Barras menores en losas y placas - Estribos en pilares, cadenas o vigas - Separadores en muros Los procesos para preparar una enfierradura son, según que el fierro venga en rollo o en barras: estirado, doblado, y cortado. Preparación de las barras.- Para cada uno de estos procesos existen las alternativas artesanal e industrializada. Los equipos y procedimientos se detallan a continuación. En el nivel artesanal existe también la opción de adquirir como un componente prefabricado independiente del proceso de obra, pilares y cadenas. Limpieza.- Siendo aceptable una película fina de color claro, en general se debe liberar a las barras del óxido suelto que perjudica la adherencia al hormigón. Cuando corresponde realizar esto, las opciones son: - El cepillado con una escobilla de alambres de acero - La grata o abrasivo de escobillado giratorio - Deslizar las barras a través de una caja rellena con ripio chancado fino abrasivo - Substancias químicas des-oxidantes

Armadura máxima

3% de la sección 6% de la sección

Hormigón Hormigón no controlado no controlado

Armadura mínimaviga

pilar h

b

Para: del área

h/b > 10 0,8% sección

h/b > 5 0,5% transversal

88

Además del óxido, las barras tampoco deben estar recubiertas de ningún otro tipo de substancias, tales como pintura, grasas o substancias aceitosas con las que suelen llegar en algunos casos protegidas contra la corrosión desde su fabricación. Incluso a nivel de obra se puede correr el riesgo de que por descuido se impregnen con barro u otros elementos. Estirado.- Cuando las barras vienen en rollo, un método sencillo consiste en hacerlas pasar a través de un tubo de acero con dos brazos en cruz ligeramente desplazados, produciendo un efecto traccionante desde el extremo con una polea o aparejo provisto de una mordaza de apriete. Este procedimiento puede combinarse con el cortado, como se ilustra. Actualmente es más productivo el procedimiento mecanizado mediante la estiradora de fierro.

Cortado.- Las barras para los diámetros inferiores a los 15 [mm] aproximadamente, pueden cortarse con: - Un cortabarras especial consistente en unas tenazas que accionan un juego de palancas,

conocido como “napoleón”. - Otra opción en estos espesores es el cincel o cortafrío. - También es operable la combinación de sierra tradicional (hasta la mitad del diámetro) con

un doblado seccionante posterior.

89

Para mayor rendimiento, y también para secciones mayores existen otros métodos más implementados: - La cizalla o guillotina estacionaria. - Los discos giratorios abrasivos o “galletas”, que presentan un rendimiento mucho mayor que

el sistema de sierras manuales. Doblado.- Se presentan también alternativas tanto artesanales como mecanizadas.

Sobre un banco de enfierrador, una instalación corriente es la “machina”, consistente en una plancha de hierro, atornillada a él, con agujeros en los que se insertan o soldan fierros redondos que sirven de tope para, sosteniendo la barra doblar con la “grifa”, ejercer efecto de palanca., como se ilustra en las figuras de la izquierda:

Fuentes de las ilustraciones: Curso de Construcción Prof. Euclides Guzman En las figuras de la derecha puede observarse las alternativas mecanizadas: A: Máquina dobladora manual provista de mandriles intercambiables en función de diámetro y

curvatura. B: Máquina dobladora provista de motor. La fijación provisoria de las barras previo al hormigonado.- Alambre de amarra.- Se usa alambre al carbono (negro) Nº18 (1/18 de pulgada de diámetro). Su peso es proporcional al del fierro (0,6 a 1,5 % como promedio). - 0,8 % en 12 [mm] - 1 % de 6 a 10 [mm]+ un 8% de pérdida - 0,6 % en 18 [mm]

90

Además del trenzado tradicional con alicate, se han diseñado herramientas trenzadoras automatizadas controladas por un microcomputador y batería recargable como la que se ilustra, y también herramientas para amarre por golpe eléctrico para fijarlo.

Fuente de la ilustración: Revista Bit Las enfierraduras prefabricadas industrializadas (NCh 1173 of 77 y 219 of 77).- Se hacen a partir de barras de acero redondo liso, trefilado (tensado y revirado en frío) de secciones entre 4 y 9,2 [mm] generalmente. A la nomenclatura se le agrega el citado proceso de trefilado mediante la letra T. A título de ejemplo, la variedad más utilizada en estos casos es: AT-500-560-H = Acero trefilado para hormigón armado con punto de fluencia en los 5000 [Kg/cm2] y punto de ruptura en los 5600 [Kg/cm2]. Puede constatarse la mucha cercanía entre los valores de ambos límites, prolongando los efectos del período elástico y disminuyendo el período plástico, lo que permite optimizar las secciones, las que llegan a ser menores. En las industrias de prefabricado, además del trefilado se les puede también a las barras dotar de estriado para adherencia por procesos anexos Las barras del prefabricado son soldadas eléctricamente entre sí en sus cruces en forma simultanea para todos los puntos de contacto de un elemento, formando tramas ortogonales. Las formas que se fabrican habitualmente son:

- Mallas (para losas, muros armados, radieres, etc.) - Cadenas y pilares* - Escalerillas para refuerzos de tensores horizontales en las albañilerías armadas

Los elementos para cadenas y pilares pueden ser suplementados en obra con puentes, corchetes o barras para constituirse en vigas o dinteles. Del mismo modo las mallas cuando corresponde.

Las cuadrículas pueden variar desde 10 [cm] hasta 25 [cm] de separación entre barras. (Sistemas de Stock y catálogos) Las formas y dimensiones pueden ser también adaptadas modularmente para casos especiales (Sistemas standard, que utilizan en este caso aceros no trefilados, generalmente A-440-280-H, A-630-420-H y también A-560-720-H).

91

Las posibles variantes en este último caso dependen de la escala de producción que justifique su implementación y amortice el costo de ella. Las empresas fabricantes de este tipo de elementos suelen prestar asesorías integrales en la etapa de cálculo estructural para la inclusión de las enfierraduras tanto tipificadas como adaptadas específicamente a los proyectos. Las normas de traslapo a aplicar para los empalmes son las mismas que en las enfierraduras tradicionales En las mallas existe economía de borde = EB, consistente en barras más delgadas para la zona de traslapo. Las placas colaborantes.- Constituyen a la vez enfierradura-moldaje-terminación. Dichas placas, al estar hacia el borde inferior, absorben la tracción como losa simple (no cruzada), debido a la nervadura y poseen calados para la adherencia con el hormigón. Su espesor mínimo es de 0,8 [mm], y el acero tiene un límite de fluencia del orden de los 3000 [Kg/cm2] = 300 [Megapascales]. Hormigón Malla de Retracción Placa colaborante La malla de retracción ubicada en la zona comprimida no cumple funciones estructurales por cuanto por su dimensión y ubicación sólo tiene un rol constructivo secundario consistente en evitar el agrietamiento del hormigón.

LOS SISTEMAS DE MORTEROS ARMADOS A PARTIR DE

MALLAS.- (tipo Covintec, Monolite, y otros) Constituyen un concepto variante, que los asimila parcialmente también al ferrocemento, (con alma de poliestireno expandido en este caso, para constituir paneles aislantes térmicos). Se presentan tanto para la opción paneles verticales, como para losas e incluso escaleras. El mortero exterior, por lo tanto, además de ser el único elemento que con un adecuado espesor puede otorgar cualidades reductoras o aislantes acústicas con su masa, es también el que da la protección al fuego y a la corrosión entre otras funciones. La presencia de fibras sintéticas en dicho mortero cumple también un rol importante en mantener la estabilidad del material controlando el colapso por alta temperatura. La aplicación de estos sistemas requiere de diversas particularidades operativas para su montaje, que incluyen tanto los traslapos con las enfierraduras ancladas a las fundaciones, como los refuerzos habituales en esquinas, encuentros y bordes de fenestraciones y aberturas. Las zonas que cumplen las funciones de vigas y dinteles y también las losas, agregan los correspondientes refuerzos de acero en las zonas traccionadas. Generalmente en el recubrimiento superior de las losas, el mortero es reemplazado por un hormigón de gravilla.

92

EXPRESION PLANIMETRICA DE LAS ENFIERRADURAS.- Nomenclatura resumida de losas 11 101 (Eje coordenado)

15 15

Existiendo diversas variantes de nomenclatura, en general se indica en la mitad superior del círculo, con el 1er número el piso o nivel a que corresponde la losa y con el 2° número (o 3er número según el caso) cuál losa es específicamente dentro del ya individualizado piso. En la mitad inferior se indica, por su parte el espesor de la losa en cm. Pueden incluirse referencias si hay ejes coordenadas incluídos acerca del tipo de fierro en cada dirección. Para todos los elementos especificados en la planta el diámetro de la enfierradura es dimensionado en [mm], las distancias entre fierros en [cm], y las dimensiones de hormigón en [cm]. Eventualmente puede aparecer la simbología SS indicando suples en zonas de apoyo donde se invierte el esfuerzo de tracción (igual criterio de nomenclatura que el anteriormente definido, pero aparece escrito perpendicular al sentido de los suples). Todos los tipos de elementos que se expresaron abatidos en la planta, se dibujan además también en elevación, pudiendo identificarse con una clave de numeración. En el ejemplo ilustrado en la página 88 se está usando el sistema de puentes. Las dimensiones de cada tramo o doblez van indicadas, en dichos destacados. Para la numeración de los tipos de enfierraduras diseñadas, cuando se usa clave, los 2 primeros números indican su diámetro de espesor en mm, y los dos últimos indican la numeración específica de la tipología de fierro por su forma y dimensión, el cual puede de esta forma ser identificado en un cuadro resumen. Por ejemplo: 0801 sería el primer tipo de fierro de 8 [mm], y 1004 sería el cuarto tipo de fierro de 10 [mm].

Nomenclatura resumida pilares, vigas y cadenas.- Se dibujan los cortes diferentes que sean necesarios tipológicamente, se acotan, y en

ellos se indica para cada elemento la cantidad y el diámetro. Al igual que en el caso anterior, los diámetros son en [mm] y las distancias en [cm] Ejemplo: P 20 x 20 indica “pilar de 20 cm x 20 cm” 2 12 l = 350 indica dos fierros de 12 [mm] de diámetro, en la misma línea,

con un largo total de 350 [cm] o 3,50[m] 40 l =350 280 30

También se agregan los estribos, (abreviado “e” o “est”) est 6 @ 15 significa : estribos, fierros de 6 [mm] a la distancia de 15 [cm] Por lo tanto una especificación para un típico pilar sería: P 20 x 20, 4 10, est 6 @ 20

93

Fuente de la ilustración: Curso de Construcción Prof. Euclides Guzman

94

El listado o cuadro resumen de acuerdo a los antecedentes elaborados identifica las

tipologías de fierros, diferenciadas por su diseño y por su largo, y se da el total de c/u en longitud y peso en [Kg]. Ejemplo:

Tipo de fierro Cantidad Largo unitario [cm] Largo total [m] [Kg] por cada [m] Peso [Kg] 1201 20 350 70m 0,9 63 1001 30 500 150m 0,6 90 1002 30 400 120 m 0,6 72 Total 205

Se adjuntan a continuación un conjunto de plantas esquematizadas, tanto de

fundaciones como de estructura a título ilustrativo. (Colaboración ilustraciones: Arqto. Loreto Urrutia) Pueden observarse las abreviaturas. P= pilar M= machón V= viga C= cadena VF= viga de fundación Las expresiones de un plano de estructura pueden ser tanto en planta como también en alzados.

95

96

97

En esta última planta de estructura puede apreciarse que no hay losa superior, y a cambio de ella se plantea la especificación de envigados (de madera al costado izquierdo y de perfiles de acero al costado derecho).

98

REFUERZOS EXTERNOS DE REPARACIÓN EN ZONAS DE TRABAJO A LA TRACCIÓN.-

En las zonas sometidas a esfuerzos de tracción en los elementos constructivos, cuando han acusado destrucción parcial de sectores de su enfierradura (generalmente por corrosión), o cuando por alguna razón de carácter mecánico necesitan un refuerzo para dicha función, en función de la capacidad adhesiva entre acero, hormigón y otras materialidades que poseen las resinas epóxicas, pueden adherirse exteriormente elementos colaborantes tales como: Placas de acero, mallas de acero, tejidos de fibra de vidrio o de carbono, que colaboran con la función de la enfierradura. (También recubren y sellan las fisuras).

Fuente de las ilustraciones :Revista Bit, Marzo 2002

99

El USO ESTRUCTURAL DE LAS FIBRAS DE VIDRIO Y DE

CARBONO.-

Se encuentran también en plena aplicación y desarrollo actualmente los dos últimos materiales citados, específicamente para elementos estructurales como alternativa al acero tradicional.

- Cables en puentes y elementos tensados - Hormigones armados de fibras en obras civiles de gran escala. - Elementos de hormigón prefabricado. - Pretensados y postensados en hormigones precomprimidos. - Paneles de morteros armados. - Pilotes - En otros ámbitos: Resortes, Chasis, Pernos.

Entre las principales ventajas se encuentran:

- Su invulnerabilidad a la corrosión, y - Su sustentabilidad en el tiempo (pérdida de un 10% de sus propiedades en un rango

de 70 años, sin necesidad de mantención) - Su más alta respuesta mecánica. - Su menor peso

Algunos autores los consideran como reemplazantes definitivos en el mediano plazo de los aceros para enfierraduras. Ambas, ofrecen propiedades algunas afines y otras específicamente diferentes que deben ser consideradas al incorporarlos a conceptos de diseño: - Son esencialmente anisotrópicas, o sea trabajan mecánicamente en función de un

ordenamiento lineal de un elevado número de hilos muy delgados que las constituyen. - La fibra de carbono basada en cadenas poliméricas ofrece altas resistencias a la tracción

(del orden de los 12.500 [Kg/cm2] a la ruptura) condicionadas a mayores deformaciones o alargamientos que el acero, y presenta posibilidades de uso en cables y elementos flexibles que pueden llegar a grandes diámetros. Debe considerarse que posee características de conducción eléctrica

- La fibra de vidrio, llamada también PRFV o GFRP, favorece mínimas deformaciones o

alargamientos asociadas a altas tolerancias, ya que en su rango de trabajo a la tracción en ruptura puede duplicar incluso al de la fibra de carbono, y se presenta como una alternativa tanto de las enfierraduras, como de elementos estructurales en que se combinen ambos esfuerzos (en compresión su respuesta es del orden de la mitad que en tracción). A diferencia de la anterior, no es conductora eléctrica (posee transparencia magnética).

Para el caso de las citadas enfierraduras existen en el mercado normal, barras lisas y barras estriadas en diámetros que oscilan entre los 3 [mm] y los 25 [mm]. También se fabrican mallas para muros y losas, adheridas con resinas sintéticas. Siendo sus largos ilimitados, están condicionados por razones de transportabilidad a dimensiones entre los 6 y 12 [m]. Los traslapos de empalme son al igual que en el acero, de 40 diámetros.

100

Barra estriada de fibra de vidrio para enfierradura de hormigón armado

Existen en nuestro medio dos normas NCh 2577 (fabricación de elementos), y NCh 2634 (propiedades mecánicas, actualmente en proceso aún).

Una limitante puede considerarse la imposibilidad de doblarse en obra debido a su rigidez, lo cual es reemplazado por la prefabricación de las escuadras de empalme, los estribos, o cualquier elemento con curva. Las amarras se realizan con cintas de materiales sintéticos, y son específicamente necesarias ya que el material por su bajo peso tiende a flotar en el hormigón fresco.

101

- Factores a evolucionar: Los costos comparativos respecto de los elementos equivalentes de acero son del orden de 2,5 veces para la fibra de vidrio, y en el caso de la fibra de carbono son mucho mayores, lo que condiciona evidentemente una masificación inmediata. El espectro de usos no ha cubierto en forma suficiente las manifestaciones estructurales más propias del ferrocemento así como lo ha logrado con el hormigón armado. Sin embargo existe un desarrollo del uso del poliéster reforzado con la fibra de vidrio para la fabricación de perfiles estructurales a alternativos a los de acero (considerando sí, sus limitantes respecto de la fluencia térmica y la combustión) El problema de la fluencia térmica es también una limitante para su uso en sistemas de carácter estereométrico y otros en que se pretenda prescindir del recubrimiento con hormigón, ya que entra en ella a rangos mucho más bajos que el acero: entre 85º a 125º, salvo formulaciones de alta tecnología y exigencia en que se puede llegar a valores elevados sin fluir. Es aplicable la combinación de ambos tipos de fibras en propuestas estructurales. El uso de las fibras como sucedáneos del acero, en los hormigones sintéticos o de resinas como evolución del hormigón armado corriente, es una realidad ya probada, pero que está también en el terreno de la espera para su masificación, en función de sus costos de obtención.