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El concreto reforzado
es el más popular y desarrollado de estos materiales, ya que aprovecha en forma
muy eficiente las características de buena resistencia en compresión,
durabilidad, resistencia al fuego y moldeabilidad del concreto, junto con las de
alta resistencia en tensión y ductilidad del acero, para formar un material
compuesto que reúne muchas de las ventajas de ambos materiales componentes.
Manejando de manera adecuada la posición y cuantía del refuerzo, se puede lograr
un comportamiento notablemente dúctil en elementos sujetos a flexión. |
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Por el contrario, el comportamiento es muy poco dúctil
cuando la falla está regida por otros estados límite como cortante, torsión,
adherencia y carga axial de compresión. En este último caso puede eliminarse el
carácter totalmente frágil de la falla si se emplea refuerzo transversal en
forma de zuncho. El concreto está sujeto a deformaciones importantes por
contracción y flujo plástico que hacen que sus propiedades de rigidez varíen con
el tiempo. Estos fenómenos deben ser considerados en el diseño, modificando
adecuadamente los resultados de los análisis elásticos y deben tomarse
precauciones en la estructuración y el dimensionamiento para evitar que se
presenten flechas excesivas o agrietamientos por cambios volumétricos.
Por su moldeabilidad, el concreto se presta a tomar las formas más adecuadas
para el funcionamiento estructural requerido y, debido a la libertad con que se
puede colocar el refuerzo en diferentes cantidades y posiciones, es posible
lograr que cada porción de la estructura tenga la resistencia necesaria para las
fuerzas internas que se presentan. El monolitismo es una característica casi
obligada del concreto colado en sitio; al prolongar y anclar el refuerzo en las
juntas pueden transmitirse los esfuerzos de uno a otro elemento y se logra
continuidad en la estructura. Las dimensiones generalmente robustas de las
secciones y el peso volumétrico relativamente alto del concreto hacen que el
peso propio sea una acción preponderante en el diseño de las estructuras de este
material y en el de las cimentaciones que las soportan. Los concretos elaborados
con agregados ligeros se emplean con frecuencia en muchos países para reducir la
magnitud del peso propio. Se incrementan, sin embargo, en estos casos las
deformaciones por contracción y flujo plástico y se reduce el módulo de
elasticidad para una resistencia dada. Mediante una
dosificación adecuada de los ingredientes, puede proporcionarse la resistencia a
compresión más conveniente para la función estructural que debe cumplirse.
Aunque para las estructuras comunes resulta más económico emplear resistencias
cercanas a 250 kg/cm2, éstas pueden variarse con relativa facilidad entre 150 y
500 kg/cm2 y pueden alcanzarse valores aún mayores con cuidados muy especiales
en la calidad de los ingredientes y el proceso de fabricación. La variabilidad
de las propiedades mecánicas es reducida si se observan precauciones rigurosas
en la fabricación, en cuyo caso son típicos coeficientes de variación de la
resistencia en compresión poco superiores a 10 por ciento. Se tienen
dispersiones radicalmente mayores cuando los ingredientes se dosifican por
volumen y sin tomar en cuenta la influencia de la humedad y la absorción de los
agregados en las cantidades de agua necesarias en la mezcla. Coeficientes de
variación entre 20 y 30 por ciento son frecuentes en estos casos para la
resistencia en compresión. Una modalidad más refinada del concreto reforzado
permite eliminar o al menos reducir, el inconveniente del agrietamiento del
concreto que es consecuencia natural de los esfuerzos elevados de tensión a los
que se hace trabajar al acero de refuerzo. Este problema se
vuelve más importante a medida que los elementos estructurales son de
proporciones mayores y aumentan las fuerzas que se quieren desarrollar en el
acero, como es el caso de vigas de grandes claros para techos y para puentes.
Esta modalidad es el concreto presforzado que consiste en inducir esfuerzos de
compresión en las zonas de concreto que van a trabajar en tensión y así lograr
que bajo condiciones normales de operación, se eliminen o se reduzcan los
esfuerzos de tensión en el concreto y, por tanto, no se produzca agrietamiento.
Las compresiones se inducen estirando el acero con que se refuerza la sección de
concreto y haciéndolo reaccionar contra la masa de concreto. Para evitar que el
presfuerzo inicial se pierda en su mayor parte debido a los cambios volumétricos
del concreto, se emplea refuerzo de muy alta resistencia (superior a 15,000 kg/cm2).
Otras modalidades de refuerzo del concreto han tenido hasta el momento
aplicación limitada, como el refuerzo con fibras cortas de acero o de vidrio,
dispersas en la masa de concreto para proporcionar resistencia a tensión en
cualquier dirección así como alta resistencia al impacto; o como el refuerzo con
placas de acero plegadas en el exterior del elemento con resinas epóxicas de
alta adherencia. También en la mampostería se ha usado refuerzo con barras de
acero con la misma finalidad que para el concreto. (Articulo enviado por:
Raul E. Mercedez M. Pais:
España, Email: Prefiere anonimato) |
