Rotura de barras de refuerzo en operaciones de doblado

Jorge Madías, Junio 2013

ROTURA DE BARRAS DE

REFUERZO EN OPERACIONES

DE DOBLADO

Rotura en doblado

Los productores de barras de refuerzo de hormigón

suelen recibir reclamos por agrietamiento o rotura

durante el doblado en centros de corte y doblado

o en obra

En la mayor parte de los casos el problema suele

estar relacionado con el uso de un mandril de

diámetro menor que el especificado

Sin embargo en algunos casos pueden aparecer

otros factores

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Factores que influyen para la rotura en el doblado

Diseño de nervaduras

Problemas metalúrgicos

Defectos en las barras

Condiciones de doblado

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Nervaduras transversales

Se trata de un diseño antiguo, pero todavía hay plantas que lo utilizan

Exigen un esfuerzo mayor

Simetría entre mitad superior e inferior

Es difícil de controlar, excepto con dispositivos especiales como los utilizados en la laminación de pernos para fortificación

Hay un trabajo publicado por Sidor que incluye un análisis de este tema

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Canto vivo en base de nervaduras

Concentración de tensiones

Mayor efecto al inicio del uso del cilindro

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Hidrógeno

Nitrógeno

Constituyente austenita martensita

Corrosión bajo tensión

Transición dúctil-frágil

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Hidrógeno

Fragilización

Típico en barras de diámetro 16 mm o mayor, cuando

el doblado se realiza dentro de la semana en que fue

laminada la barra

Estudios publicados por Sidor y Gerdau Chile

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Hidrógeno Colada Condición Hidrógeno

(ppm)

Doblado a 90o

A1 Tal cual 2,8 Falló

1 h a 100 oC 2,0 OK

2 h a 100 oC 1,6 OK

3 h a 100 oC 1,2 OK

12 h al sol 1,9 OK

A2 Tal cual 1,1 Falló

1 h a 100 oC 1,0 OK

2 h a 100 oC 0,8 OK

3 h a 100 oC 0,6 OK

12 h al sol 1,0 OK

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Nitrógeno

Excesivamente alto (por ejemplo, > 120 ppm)

Libre (no hay elementos formadores de nitruro)

Provoca envejecimiento bajo deformación

Se pone de manifiesto si hay

doblado sucesivo (por ejemplo cuando se sobrepasa el ángulo

buscado y se vuelve a doblar para lograrlo)

Esfuerzo de torsión (cuando el dispositivo de doblado no es

adecuado)

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Constituyente austenita-martensita

Puede formarse cuando en salida de alambrón se fuerza el enfriamiento para ganar propiedades mecánicas y ahorrar ferroaleaciones (suele obtenerse un límite de fluencia por debajo del esperado)

Por reversión de Mn hacia el fin de la colada

Por segregación interna de Mn (en antiguas grietas)

Exceso de otros elementos que estabilizan la austenita (N2, Cu, Ni)

Estudiado para alambre A70S6 y para soldadura de estructurales



Corrosión bajo tensión

Sólo en ambiente marítimo

Estudio español sobre boyas

Transición dúctil-frágil

Sólo en zonas de temperaturas muy bajas


Defectos en las barras

Incrustaciones que disminuyen la resistencia a la

tracción

Banda de macroinclusiones coincidiendo con la

dirección del esfuerzo

Los defectos longitudinales pequeños generalmente no

afectan el doblado


Condiciones del doblado

Mandril de menor diámetro

Torsión

Doblado sucesivo

Temperatura ambiente muy baja


Hay mayor sensibilidad en las barras templados?

Hubo modificación de norma en Nueva Zelandia,

pasando a exigir para estas barras un diámetro de

mandril mayor


En los casos donde la operación de doblado fue efectuada según norma, y se produjo agrietamiento o fractura, algunas características ayudan a definir el origen del problema

Diámetros grandes, tiempos de aplicación cortos: H2

Fractura iniciada por lado comprimido: N2

Barra facturada difícil de poner sobre un plano: N2

Problemas con un diámetro en particular, y sobre barras que se hicieron con los cilindros nuevos: cantos vivos

Caída de la fluencia, material en rollos con enfriamiento forzado en Stelmor: constituyente MA

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