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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
CONSULTA SOBRE EL ACERO
DAVID BUITRAGO RODRGUEZ
AUGUSTO DAZ ROMERO
CESAR AUGUSTO DUARTE
ANGIE TATIANA LUENGAS
Docente: Ingeniero Laureano Mendoa
GRU!O "#
MATERIALES DE CONSTRUCCI$N
INGENIERA CIVIL
%ACULTAD DE INGENIERA CIVIL
UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA
%EBRERO DE #&"'
BOGOT( D)C)
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
OB*ETIVOS GENERAL
Realizar una investigacin de manera precisa acerca del acero, para
evidenciar los conceptos bsicos de este material y lo que repercute en
nuestro medio profesional.
OB*ETIVOS ES!EC%ICOS
Conocer la historia del acero y dems aspectos que fomente la curiosidad a
investigar de manera ms exhaustiva para saber que propiedades y/o
caractersticas debemos tener en cuenta a la hora de utilizar dicho material.
!clarar y dar la importancia necesaria de lo que las normatividades regidas
en nuestro pas nos exigen y cules seran los m"todos para la
implementacin de material trado de otras naciones.
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
INTRODUCCI$N
#a construccin de estructuras de concreto reforzado utiliza acero al carbono, elcual es un material cuya composicin qumica es comple$a. !dems del hierro,
cuyo contenido es de ms del %&' la aleacin !cero est compuesta de una gran
variedad de elementos qumicos que debido a su proceso de produccin, a la
dificultad que representa extraerlos, o a la casualidad de que se encuentren
presentes, hacen de esta aleacin un material muy (til para uso en aplicaciones
de construccin e ingeniera.
)l acero se obtiene cuando el mineral de hierro se reduce en presencia decarbono, se afina, se conforma mecnicamente y se le da un tratamiento t"rmico
con lo cual adquiere gran resistencia, elasticidad y ductilidad. !l aumentar el
contenido de carbono, se logra elevar la resistencia, de igual manera aumenta el
ndice de fragilidad en frio disminuyendo la ductilidad y tenacidad.
*R+-# C0-#
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
+ISTORIA
)l t"rmino 1acero1 procede del latn 1aciarius1, y "ste de la palabra 1acies1, que escomo se denomina en esta lengua el filo de un arma blanca. #os primeros restos
arqueolgicos de utensilios de hierro datan del 2333 a. C. y fueron descubiertos en
)gipto. !lgunos de los primeros aceros provienen del este de +frica4 #as
aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro se clasificaran en la
actualidad como hierro for$ado. 5ara producir esas aleaciones se calentaba una
masa de mineral de hierro y carbn vegetal en un horno o for$a con tiro forzado. )l
hierro producido en esas condiciones sola contener un 2' de partculas de
escoria y un 3,6' de otras impurezas. #os artesanos del hierro aprendieron a
fabricar acero calentando hierro for$ado y carbn vegetal en recipientes de arcilla
durante varios das, con lo que e, -ierro a./or.0a /u1iciente car.ono 2ara
con3ertir/e en acero aut4ntico.
)ntre los siglos -7 y 7 se produ$o el acero de crisol, en el cual el acero se obtena
calentando y enfriando el hierro y el carbn por distintas t"cnicas. )l hierro para
uso industrial fue descubierto hacia el a8o 6933 a. C., en !rmenia. )n 6%93 se
inventa el proceso de colada continua que se usa cuando se requiere producir
perfiles laminados de acero de seccin constante y en grandes cantidades. )l
proceso consiste en colocar un molde con la forma que se requiere deba$o de un
crisol, el que con una vlvula puede ir dosificando material fundido al molde.
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
56UE DI%ERENCIAS +A7 ENTRE EL ACERO 7 EL +IERRO8
)l acero es una aleacin :mezcla; de hierro y carbono, con contenido en "ste
(ltimo de entre el 3,9 y el
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
!RO!IEDADES DEL ACERO
ALARGAMIENTOB !lteracin de la longitud por unidad de longitud original. DE%ORMACI$N EL(STICAB cuando una carga a traccin se aplica a una
probeta de acero esta se torna levemente ms larga, pero al retirar la carga,
la longitud retorna a su dimensin original. DE%ORMACI$N !L(STICAB la deformacin permanece aun cuando se ha
retira la carga. RESISTENCIAB )s la carga mxima soportada por una probeta sometida a
traccin antes de romperse. RESISTENCIA A LA %LUENCIAB )s la capacidad del material a soportar la
deformacin plstica, es la carga lmite a partir de la cual el comportamiento
del material cambia del estado elstico al estado de deformacin plstica. DUCTILIDADB e dice que un material es d(ctil si tiene la facilidad para
deformarse sin romperse. #a deformacin del acero a partir de la fluencia es
denominada ductilidad. racias a esta propiedad las estructuras de concretoresultan econmicas puesto que ellas se dise8an para que adems de
poseer suficiente capacidad resistente, tengan capacidad para disipar la
energa de deformacin que le imponen las fuerzas ssmicas. DUREZAB )s la resistencia que presenta el acero a ser penetrado y esta es
variable dependiendo de la composicin qumica del acero. TENACIDADB )s la capacidad del acero para absorber energa en grandes
cantidades. TEM!ERATURAB #as propiedades mecnicas del acero se afectan de
manera dramtica por causa del fuego.
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
TI!OS DE ACERO 7 A!LICACIONES
ACERO CORTEN:)l !cero Corten es un !cero com(n al que no le afecta la
corrosin.)s una aleacin de !cero con nquel, cromo, cobre y fsforo que, tras un
proceso de humectacin y secado alternativos forma una delgadsima pelcula de
xido de apariencia ro$izoDp(rpura.
A2,icacione/B e utiliza en la -ndustria cementera, silos, tolvas, cribadoras,
chimeneas, tuberas, lavaderos de carbn, depsitos de agua, petrleo, fuelDol,
etc. Construcciones metlicas, puentes, estructuras, fachadas de edificios, puertas
metlicas, hormigoneras, gr(as, palas excavadoras. ?agones ferrocarril, chasis de
camiones, basculantes, cisternas, semirremolques.
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
ACERO CALMADOB )l !cero Calmado o Reposado es aquel que ha sidodesoxidado por completo previamente a la colada, por medio de la adicin de
metales. >ediante este procedimiento se consiguen piezas perfectas pues no
produce gases durante la solidificacin, evitando las sopladuras.
ACERO CORRUGADO: Earra de !cero cuya superficie presenta resaltos o
corrugas que me$oran la adherencia con el hormign, que forman estructuras de
hormign armado.
ACERO GALVANIZADOB )l !cero alvanizado por inmersin en caliente es un
producto que combina las caractersticas de resistencia mecnica del !cero y la
resistencia a la corrosin generada por el Cinc.
!plicaciones:)l acero galvanizado se utiliza para la )dificacin, -nstalaciones
-ndustriales, randes )structuras, !utomocin, !rmaduras galvanizadas para
hormign, !gricultura y anadera, )quipamientos de Carreteras, )lementos de
unin, >obiliario Frbano, estructuras para el deporte y tiempo libre, )lectricidad y
comunicaciones, 0ransporte.
ACERO INO9IDABLEB e denomina !cero -noxidable a cualquier tipo de !cero
aleado cuyo peso contenga como mnimo 63,93 ' de Cromo, pero no ms de
6,
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
ACERO AL CARBONO: !cero constituido por un mnimo no especificado de
elementos de aleacin4 el aumento de la proporcin de carbono reduce su
ductilidad y soldabilidad aunque aumenta su resistencia.
ACERO ALEADO:!cero que en su constitucin posee el agregado de varios
elementos que sirven para me$orar sus propiedades fsicas, mecnicas o qumicas
especiales.
#os elementos que se pueden agregar sonB carbono, cromo, molibdeno, o nquel
:en cantidades que exceden el mnimo establecido;.
ACERO DULCE O ACERO SUAVEB 0ipo de acero cuyos niveles de carbono se
sit(an entre el 3,69' y el 3,
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
A!LICACIONES EN INGENIERA CIVIL
)n la construccin el acero en t"rminos generales se usa especialmente para el
refuerzo del concreto en obras sismo resistentesB en el amarre del concreto en
obras civiles e infraestructura, como refuerzo en losas, entrepisos, pavimentos y
muros de vivienda4 tambi"n se presente en barras corrugadas, acero figurado y
armado, rollos corrugados, mallas, grafila, $untas de transferencia, alambre negro
para amarre y canastas para pilotes. ! su vez hace parte fundamental de lo que
representa una obra, refiri"ndonos a costos, dise8os y m"todos de construccin.
!ROCESO DE %ABRICACI$N
#a produccin del acero se realiza a partir de dos materias primas, a saber,
inera, de -ierro y Acero recic,ado. )l acero se contiene a partir de procesos
industriales y metal(rgicos denominados procesos sider(rgicos, el primer paso
para la produccin del acero se realiza con la reduccin del mineral de hierro en
presencia de carbn coque y caliza, este proceso se lleva a cabo en el alto horno
y su producto se conoce como arrabio.
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
)l arrabio o la chatarra son los insumos para el siguiente paso, mediante fusin,
se agregan otras materias primas tales como caliza, coque y oxgeno para formar
la escoria que elimina las impurezas, obteniendo el acero puro y homog"neo con
la calidad requerida.
#uego pasa a fase de afino que se realiza en el horno cuchara, inicialmente se
reducen los elementos indeseables en la aleacin y se adicionan ferroaleaciones
con contenido de elementos maleables requeridos de acuerdo al requisito de
especificacin de cada tipo de acero. #a palanquilla es el resultado final de todo el
proceso de acera, se obtiene a partir del vertido del acero lquido en moldes que
poseen refrigeracin y agitacin controladas, con este mecanismo se obtiene
acero en estado slido.
LAMINACI$N
>ediante un proceso de laminacin en caliente, las palanquillas se transforman en
los productos comerciales como las barras de refuerzo, alambrones y perfiles. #a
laminacin consiste en la conformacin mecnica del acero mediante el paso
sucesivo a trav"s de rodillos que reducen el tama8o de su seccin. )ste proceso
se lleva a cabo mediante cinco etapasB precalentamiento, calentamiento,
desbaste, tren intermedio y tren acabador.
EN%RIAMIENTO 7 CORTE
!l terminar la laminacin, la barra se somete a un enfriamiento rpido con el fin de
modificar la estructura de grano y conseguir una estructura de grano fino. )n este
proceso se consigue que la zona externa de la barra sea dura y resistente y la
zona interior d(ctil con lo cual se consiguen me$or propiedades mecnicas para su
funcin estructural en construcciones de dise8o sismo resistente. #as barras secortan a longitudes comerciales de G, %, 6< y 6H metros.
NORMATIVIDAD DE %ABRICACI$N
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
!nte la inmensa variedades de tipo de acero resultantes de las m(ltiples
posibilidades de produccin de diversos tipos de acero, resultan necesarias las
normas de produccin que establecen la composicin y caractersticas de los
materiales, tales como !--, !0>, -= o -I.
5ara el caso colombiano en todo el territorio nacional la norma que aplica para el
acero para el refuerzo de concreto en construcciones sismo resistente es la =orma
0"cnica Colombiana =0C 4 )stas normas
englobadas en la =R 63 :=orma ismo Resistente etlicas;.
CONTROL DE CALIDAD
)n cuanto a la produccin del acero se debe garantizar la calidad del mismo. )l
control de calidad de la fabricacin del acero, se realiza en cada etapa desde el
escogimiento de la chatarra hasta la verificacin de las dimensiones despu"s de la
laminacin en caliente, pasando por su composicin qumica, propiedades fsicas
y mecnicas. #os ensayos mediante los cuales se controla la calidad del acero de
refuerzo sonB
ENSA7O DE COM!OSICI$N 6UMICA: se trata de establecer la composicin
qumica o relacin de los elementos que conforman el material cuyos valores
mximos en porcenta$e de acuerdo con !0> J3G sonB Carbono 3,22, >anganeso
6,9G, *sforo 3,3H2, !zufre 3,392 y ilicio 3,99. ENSA7O DE TRACCI$N CON !ROBETA NORMALIZADA: mediante esta
prueba se somete un trozo de varilla en la denominada >aquina Fniversal a un
esfuerzo de traccin creciente hasta producir la rotura de la varilla. MASA !OR UNIDAD DE LONGITUD:el dimetro se deduce al pesar un trozo de
barra. CARACTERSTICAS DE CORRUGADO: se requiere establecer su relieve,
separacin y trazado.
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
ENSA7O DE DUCTILIDAD:la capacidad de deformacin de una barra de acero
en el campo plstico se denomina ductilidad, la cual se determina dentro del
ensayo de traccin como el porcenta$e de alargamiento que experimenta la barra a
partir de una longitud previamente se8alada en la barra. ENSA7O DE DOBLADO:)ste ensayo sirve para obtener una idea aproximada
sobre el comportamiento del acero a la flexin o esfuerzo de doblado. e
comienza el ensayo, colocando la pieza sobre dos apoyos, cuya separacin est
normalizada. e aplica luego, una fuerza controlada y que aumenta
paulatinamente hasta que la probeta se dobla completamente o comienzan a
aparecer las primeras grietas ENSA7O DE DUREZA:)l ensayo de dureza mide la resistencia de un material a
la penetracin de un punzn o una cuchilla. )ste penetrador es tambi"n llamado
durmetro. )l durmetro usualmente consta de una bolita, pirmide o un cono de
un material mucho ms duro que el acero que se est midiendo. #a profundidad
hasta la cual penetra este material nos entrega un valor, el que est tabulando,
obteni"ndose as una medida de la dureza del acero
BARRAS CORRUGADAS NTC ##;)RI ))-=!C-K=
>!!=I>-=!#
-+>)0RI=I>-=!#
-+>)0RI=I>-=!#
+R)!=I>-=!#
5)RL>)0RI=I>-=!#
:Mg/m; :in; :mm; :mm
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Trabajo 01: Consulta sobre el acero
NORMA NTC ##;-=FR1, las cuales sedetallan al final de esta publicacin. #a norma venezolana CI?)=-= N >-=FR
6G6&D%& fue declarada obligatoria en la aceta Ificial de la Rep(blica de
?enezuela =o. 2GG29 del 2 de *ebrero de 6%%%.
NORMA ECUATORIANA !ARA LA CONSTRUCCI$N= >NEC?
)l acero de refuerzo debe ser corrugado, excepto en espirales o acero de
pretensado, en los cuales se puede utilizar acero liso. !dems, cuando esta norma
as lo permita, se pueden utilizar conectores para resistir fuerzas de corte, perfiles
de acero estructural o fibras dispersas.
NORMA C+ILENA !ARA LA CONSTRUCCI$N >ASTM?
espu"s de cerca de dos a8os de traba$o especializado, la propuesta del In/tituto
C-i,eno de, Acero:-CP!; de actualizacin de la NC-@#o1N Q)specificaciones
para el clculo, fabricacin y construccin de estructuras de acero, esta se acoge
a la norma !0>.
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BIBLIOGRA%A
>!=F!# )# !C)RI -!CI 5!R! CI=0RFCC-I=) ->I
R)-0)=0). erdau y !ceros iaco. -ng. P!RI# !#E)R0I >FSIT
>. )ditorial Teta -C. eptiembre de -=-0)R-I ) !>E-)=0), ?-?-)=! U )!RRI##I 0)RR-0IR-!#,
Reglamento Colombiano de construccin sismoDresistente. =RD63,
egunda actualizacin, Eogot, !sociacin Colombiana de -ngeniera
smica. !-, arzo
de