propiedades fisicas y mecanicas del concreto y acero de refuerzo
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION MATURÍN
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL CONCRETO Y DEL ACERO
DE REFUERZO
Profesor:
Miguel Mongua
Maturín, Octubre 2014
Integrantes:
INTRODUCCIÓN
En este trabajo podremos ver las propiedades del cemento y el acero,
y las empresas donde se trabajan la elaboración de estos materiales,
teniendo presente que el concreto es el producto resultante de la mezcla de
un aglomerante (generalmente cemento, arena, grava o piedra machacada y
agua) que al fraguar y endurecer adquiere una resistencia similar a la de las
mejores piedras naturales. Y que el acero es una aleación de hierro y
carbono (máximo 2.11% de carbono), al cual se le adicionan variados
elementos de aleación, los cuales le confieren propiedades mecánicas
específicas para su diferente utilización en la industria.
El cemento junto a una fracción del agua del concreto componen la
parte pura cuyas propiedades dependen de la naturaleza del cemento y de la
cantidad de agua utilizada.
Esta pasta pura desempeña un papel activo: envolviendo los granos inertes y
rellenando los huecos de loa áridos, confieren al concreto sus características:
De resistencias mecánicas.
De contracción
De fisurabilidad.
El acero Los principales elementos de aleación son: Cromo,
Tungsteno, Manganeso, Niquel, Vanadio, Cobalto, Molibdeno, Cobre, Azufre
y Fósforo. Los productos ferrosos con más de 2.11% de carbono denominan
fundiciones de hierro.
DESARROLLO
PROPIEDADES DEL CONCRETO
Las propiedades básicas del cemento a tratar en relación con la
composición del clinker son fraguado, desarrollo de resistencia, calor de
hidratación, estabilidad de volumen y durabilidad (resistencia a ataques
químicos).
Hidratación, consecuencias y velocidad.
Para caracterizar el clinker con respecto a los aspectos de producción y
las propiedades del cemento, será útil una clasificación de los minerales de
clinker en los siguientes cuatro grupos:
(I).- Los silicatos de calcio, representados por el C3S y el C2S, son la
parte principal de clinker de cemento portland (por lo general un 75 - 85 %) y,
básicamente, son los compuestos deseables para las propiedades de
cementación en el cemento portland.
(II).- Los aluminatos y ferritos de calcio, representados por C3A, C4AF y
C2F, se pueden considerar como componentes necesarios en la práctica,
porque las materias primas inevitablemente contienen algo de Al2O3 y
Fe2O3 y también por su importancia como fundentes durante el proceso de
clinkerización. Por regla general, constituyen un 10 – 20 % del clinker e
influyen en las propiedades del cemento de una manera significante y, a
menudo, también problemática.
(III).- Los óxidos libres de CaO y MgO suelen representar menos del 5 %
del clinker.
En términos generales son componentes no deseados que indican una
cocción insuficiente del clinker (CaO) o que son el resultado de un alto
contenido de MgO en las materias primas (MgO).
(Iv).- Los sulfatos que siempre están presentes en cantidades de hasta un
3 %, como resultado del azufre de las materias primas o el combustible
transferido al clinker. Tienen una influencia pronunciada en las propiedades
del cemento.
La base para las propiedades del cemento portland es su capacidad de
reaccionar con el agua, formando nuevas fases sólidas llamadas hidratos,
que son estables frente al agua.
Un proceso de hidratación ocurre según la siguiente ecuación general:
Anhidrita (sólida) + Agua ⇒ Hidrato (sólido) + Calor
En el caso del cemento portland las reacciones aproximadas son:
Las dos primeras reacciones (encuadradas) son las más importantes para
el desarrollo de un hormigón resistente y duradero, y los compuestos que
contienen Al2O3 y Fe2O3 están presentes en el producto final, pero no son
tan importantes como los productos de silicato de calcio.
De esta manera, las consecuencias de los procesos de hidratación son:
Solidificación (combinación) del agua.
Generación de nuevas fases (hidratos).
Aumento del volumen total de fases sólidas.
Desprendimiento de calor.
Los cambios físico-químicos son la base para las propiedades del cemento
en la práctica relacionadas con el uso final, propiedades que son:
Fraguado (el desarrollo de rigidez inicial).
Desarrollo de resistencias.
Cambios del volumen (estabilidad de volumen).
Desarrollo de calor.
Resistencia a ataques químicos.
Los primeros tres grupos de minerales arriba mencionados, es decir, los
silicatos, los aluminatos y ferritos, y los óxidos libres, todos son capaces de
reaccionar con agua formando hidratos y, de esa manera, contribuir al
desarrollo de las propiedades del cemento portland.
Los sulfatos se disuelven en el agua y por su composición iónica influyen
en los procesos de hidratación de los compuestos que forman hidratos.
Además, los componentes secundarios (y en cierto grado los demás
componentes) que entran en soluciones sólidas en los minerales de clinker,
pueden cambiar su reactividad y, de esa manera, influir la velocidad de
hidratación.
De ese modo, los constituyentes del clinker adicionalmente pueden: ser
clasificados en componentes que producen hidratos (los grupos 1, 2 y 3
arriba mencionados) y componentes que modifican la reactividad, que
incluyen álcalis, sulfatos y constituyentes que entran en soluciones sólidas
con los minerales de clinker. El yeso, que suele ser añadido al clinker
durante la molienda a cemento, naturalmente pertenece a este último grupo.
Fraguado.
Cuando un cemento se amasa con agua en proporción del 20 al 35 por
100, en peso, se forma una pasta que mantiene su plasticidad durante un
tiempo muerto después del cual la pasta empieza a rigidizarse hasta que
desaparece su plasticidad a la vez que va aumentando su resistencia de
forma gradual. Este fenómeno es consecuencia de las precipitaciones
sólidas de gel o cristal que se producen durante las reacciones de
hidratación y que dan lugar a un aumento progresivo de la viscosidad de la
pasta.
Hay que distinguir dos facetas de esta transformación que se conocen
como "fraguado" y "endurecimiento" de la pasta de cemento. Durante el
fraguado la pasta pierde su plasticidad llegando a adquirir algo de
resistencias, mientras que el endurecimiento se caracteriza por la ganancia
progresiva de resistencias de una pasta fraguada.
El fraguado, es pues, el desarrollo de rigidez de una pasta o mortero de
cemento, que cambia su carácter de una masa plástica a un material rígido.
El tiempo transcurrido antes del fraguado depende de varios factores,
incluyendo la temperatura, la relación AguaCemento
y las características del
cemento.
Durante el fraguado hay que distinguir dos fases conocidas como
"principio de fraguado" y "fin de fraguado" y que son importantes para
conocer el tiempo durante el cual la pasta permanece plástica y, por tanto, es
trabajable. El principio de fraguado se caracteriza por iniciarse la rigidez de la
pasta y, el final del mismo viene marcado por la pérdida de plasticidad de
aquella.
Para cumplir con las normas para cemento portland, el tiempo de
fraguado inicial no debe ser inferior a 30, 45 ó 60 minutos, mientras que el
tiempo de fraguado final debe ser inferior a 8, 10 ó 12 horas. Los límites del
tiempo pueden variar de un país a otro.
No existe una frontera clara entre el fin de fraguado y el principio del
endurecimiento de un cemento. El endurecimiento es el progresivo desarrollo
de resistencias mecánicas y queda regulado por la naturaleza y estructura de
las películas coloidales que recubren los granos y que avanzan hacia el
núcleo en la hidratación.
Es frecuente, algunas veces, confundir los términos fraguado y
endurecimiento cuando en realidad son dos fenómenos distintos y hasta tal
punto, que pueden existir cementos de fraguado lento y de endurecimiento
rápido.
La evolución del fraguado se sigue por medio de la aguja de Vicat u otros
sistemas análogos y la del endurecimiento mediante ensayos de resistencia
mecánica.
Los problemas en cuanto al control de la calidad del cemento con
respecto al fraguado son:
1. Evitar el fraguado anormal.
2. Asegurar uniformidad en los tiempos normales de fraguado.
Los siguientes factores asociados con el clinker son importantes para
controlar el fraguado:
1. La cantidad de C3A ó de C3A + C4 AF
2. La reactividad de C3A ó de C3A + C4 AF.
3. El contenido y la distribución de los álcalis.
4. La cantidad de C3S.
5. El contenido de ciertos componentes secundarios.
La cantidad de C3A en el clinker es un factor dominante en el control del
fraguado. Por esto, las preocupaciones en cuanto al control del fraguado y la
estabilidad del volumen en la práctica ponen un límite superior al contenido
de C3A en el clinker de alrededor del 15 %. Son importantes no sólo la
cantidad exacta sino también la reactividad del C3A (o la fase de
aluminatos/ferritos). En esta conexión, la textura de cristalización y la
solución sólida de iones ajenos en los cristales juegan un papel importante.
Debido a la complejidad de las reacciones y factores que ocasionan el
fraguado de un mortero de cemento Portland, es difícil hacer una
cuantificación del efecto de factores específicos en esa propiedad.
Sin embargo, las siguientes reglas generales pueden ser útiles.
Fraguado de acuerdo con el método de penetración de una aguja
(método de Vicat)
Los tiempos de fraguado normales para el cemento portland ordinario
3000cm2g
:
Fraguado inicial: 2-5 horas.
Fraguado final: 3-6 horas.
Efectos típicos: Tiempo de fraguado/ C3A: + 0.2 h/ % de C3A
Resistencia:
La aplicación fundamental del cemento es la fabricación de morteros y
hormigones destinados a la construcción de elementos en los que,
generalmente, la propiedad más interesante es su resistencia mecánica.
Por consiguiente, los cementos, junto con los áridos, tienen que
conferírsela y esto lo logran porque al amasarlos con agua dan lugar a
pastas que endurecen y tiene una gran cohesión y, cuya porosidad va
disminuyendo a la vez que las resistencias mecánicas van creciendo con el
paso del tiempo, presentando, además, las mismas una gran adherencia con
los áridos que componen el mortero y el hormigón.
Todas las fases del cemento que hidratan pueden, potencialmente,
contribuir al desarrollo de resistencias. El desarrollo de resistencias iniciales
(es decir, hasta 28 días a 20 °C) está dominado por la hidratación del C3S
soportado por el C3A, mientras las fases de C2S y C4AF, que hidratan más
lentamente, contribuyen al desarrollo de resistencias finales.
Los álcalis y, sobre todo, los álcalis solubles, combinados como
sulfatos, tienen una influencia pronunciada en el desarrollo de resistencias.
Un aumento del contenido incrementará las resistencias iniciales
(típicamente hasta 3 días de endurecimiento), pero reducirá las resistencias
finales. El efecto beneficioso en las resistencias iniciales es un resultado de
los efectos acelerante de los procesos de hidratación iniciales, en parte
causados por un efecto retardador en los procesos de hidratación finales.
Una lista de los factores más importantes para el desarrollo potencial
de resistencias debe incluir:
1. Los contenidos relativos de los cuatro minerales de clinker dominantes,
C3S, C2S, C3A y C4AF. Los contenidos dependen de la composición de la
harina cruda y la eficacia de la cocción.
2. La reactividad de los minerales principales del clinker, que depende de la
entrada en solución sólida de iones ajenos en los minerales y la historia
térmica de la cocción.
3. El contenido y la distribución de los álcalis, que dependen del contenido
de SO3 y de álcalis.
Calor de hidratación.
El calor de hidratación es un factor de importancia en la práctica.
Tiene un efecto autoacelerador en la hidratación de cemento y, por
consiguiente, puede ser beneficioso cuando se trabaja con hormigón bajo
condiciones ambientales fríos. Sin embargo, también puede ser un factor
problemático, ya que el calentamiento de la parte interior de la estructura de
hormigón puede generar grandes gradientes térmicos que pueden inducir
tensiones mecánicas, que finalmente pueden resultar en la formación de
hendiduras, fisuras y grietas. Esto es sobre todo un problema para
estructuras de hormigón macizas y compactas. En este último caso,
normalmente se prefiere usar cementos especiales, llamados cementos de
bajo calor de hidratación.
PLANTAS QUE PRODUCEN CEMENTO EN VENEZUELA.
En fecha 28 de Mayo del 2008, el Presidente de la República Hugo
Chávez Frías, dicta el “Decreto con Rango, Valor y Fuerza de Ley Orgánica
de Ordenación de las Empresas Productoras de Cemento” (Decreto No.
6091), por su con vinculación estratégica para el desarrollo de la Nación, por
razones de “conveniencia nacional” y a fin de reservar al Estado la industria
de fabricación de cemento. En este sentido se ordena la transformación de
las sociedades mercantiles y empresas filiales y afiliadas, que hasta esa
fecha desarrollaban las actividades del sector cemento en el país, en
Empresas del Estado.
Proyectos a futuro:
Descripción:
Objetivo: Construcción y puesta en marcha de una planta de cemento
portland con capacidad para 1.000.000 ton de cemento por año a 12 km de
la población de Quiriquire. Sector Las Brisas, Parroquia El Pinto, Municipio
Piar, Estado Monagas.
Alcance: El alcance es el diseño, procura, construcción y puesta en
operación de una nueva planta de Cemento con capacidad de 1.000.000
toneladas/año que se dirige a fortalecer la capacidad de suministro de tan
importante recurso, a la Gran Misión Vivienda Venezuela y demás Obras del
Estado Venezolano.
Metas: Puesta en operación de una nueva planta de producción de
cemento con capacidad de 1.000.000 Ton de cemento por año
Logros – Resultados Relevantes
Planta de última tecnología, aplicada en cada uno de los equipos
que la conforman
Fecha prevista para prueba con carga de equipos principales de
operación Junio 2014
Impacto Socio – Político
Capacidad de producción de un millón de toneladas de cemento
que se dirige a fortalecer la capacidad de suministro de tan
importante recurso, a la Gran Misión Vivienda Venezuela y
demás Obras del Estado Venezolano.
Empleos Directos generados: 1.200 en construcción y 270
cuando se encuentre en operación
Empleos Indirectos generados: 3.000 en construcción y 800
cuando se encuentre en operación
Inversión Total: MMUSD 395,95
Descripción:
Objetivo: Diseño, procura y construcción de una nueva línea de Cemento
con capacidad de 1.000.000 toneladas/año. En el sector San Sebastián de
los Reyes, Municipio San Sebastián, Estado Aragua
Alcance: El alcance es el diseño, procura, construcción y puesta en
operación de una nueva línea de Cemento con capacidad de
1.000.000 toneladas/año que se dirige a fortalecer la capacidad de suministro
de tan importante recurso, a la Gran Misión Vivienda Venezuela y demás
Obras del Estado Venezolano.
Metas: Puesta en operación de una nueva línea de producción de
cemento con capacidad de 1.000.000 Tn de cemento por año
Logros – Resultados Relevantes
Entes ejecutores:
China: CATIC Beijing Co. LTD
Venezuela: Corporación Socialista de Cemento, S.A.
•Inicio de Obras Civiles y Órdenes de Compra de Equipos Medulares
•Finalización del vaciado de la fundación de los silos de cemento
•Procura de equipos mayores al 75% de su ejecución total.
•48,36% del total de m3 de concreto ya se encuentran vaciados en
la planta
•Fecha prevista para la Prueba de los equipos de
Operación: DICIEMBRE 2014
Impacto Socio – Político
Capacidad de producción de un millón de toneladas de cemento que
se dirige a fortalecer la capacidad de suministro de tan importante
recurso, a la Gran Misión Vivienda Venezuela y demás Obras del
Estado Venezolano.
Empleos Directos generados: 202 en construcción y 150 cuando se
encuentre en operación
Empleos Indirectos generados: 800 en construcción y 600 cuando se
encuentre en operación
Descripción:
Objetivo: Incrementar la capacidad actual del Horno (3000 TPD de Clinker,
260 TPH de Crudo y 190 TPH de Cemento) equivalentes a 450.000 Ton/Año
en la Planta Cumarebo, Edo. Falcón
Alcance: El alcance es Incrementar la capacidad actual del Horno (3000
TPD de Clinker, 260 TPH de Crudo y 190 TPH de Cemento) equivalentes a
450.000 Ton/Año en la Planta Cumarebo, Edo. Falcón. Esta producción esta
destinada a fortalecer la capacidad de suministro de tan importante recurso,
a la Gran Misión Vivienda Venezuela y demás Obras del Estado Venezolano.
Dicho proyecto se desarrolla con recursos propios de la empresa.
Metas: Puesta en operación de una nueva planta de producción de
cemento con capacidad de 450.000 Ton de cemento por año adicionales
Logros – Resultados Relevantes
Incrementar la capacidad actual del Horno (3000 TPD de Clinker, 260
TPH de Crudo y 190 TPH de Cemento) en (02) fases:
Fase I: Capacidad de producción: Clinker 3700 TPD, 320 TPH de
Crudo y 200 TPH de Cemento
Fase II: Capacidad de producción: Clinker 4200 TPD, 320 TPH de
Crudo y 220 TPH de Cemento
Para alcanzar la capacidad de despacho anual de Cemento
de 1.640.000 toneladas en la Fase II.
Fecha prevista para la Prueba de los equipos de Operación: NOVIEMBRE
2014
Impacto Socio – Político
Capacidad de producción de un millón de toneladas de cemento que
se dirige a fortalecer la capacidad de suministro de tan importante
recurso, a la Gran Misión Vivienda Venezuela y demás Obras del
Estado Venezolano.
Empleos Directos generados: 105 en construcción y 210 cuando se
encuentre en operación
Empleos Indirectos generados: 310 en construcción y 600 cuando se
encuentre en operación
Descripción:
Objetivo:
Diseño, procura y construcción de una nueva línea de Cemento con
capacidad de 1.200.000 toneladas/año en Las Llanadas, Municipio
Candelaria, Estado Trujillo
Alcance:
El alcance es el diseño, procura, construcción y puesta en operación de una
nueva planta de Cemento con capacidad de 1.200.000 toneladas/año que se
dirige a fortalecer la capacidad de suministro de tan importante recurso, a la
Gran Misión Vivienda Venezuela y demás Obras del Estado Venezolano.
Dicho proyecto se desarrolla con recursos propios de la empresa.
Metas
Puesta en operación de una nueva planta de producción de cemento con
capacidad de 1.200.000 Ton de cemento por año
Logros – Resultados Relevantes
China: CATIC Beijing Co. LTD
Venezuela: Corporación Socialista de Cemento, S.A.
Inicio de movimientos de tierra en Julio 2013
Impacto Socio – Político
Capacidad de producción de un millón de toneladas de cemento que se
dirige a fortalecer la capacidad de suministro de tan importante recurso, a la
Gran Misión Vivienda Venezuela y demás Obras del Estado Venezolano.
Empleos Directos generados: 600 en construcción y 150 cuando se
encuentre en operación
Empleos Indirectos generados: 1.800 en construcción y 450 cuando se
encuentre en operación
Venezolana de cementos:
Sede Principal
Calle Londres, entre Calles Nueva York y Trinidad. Urbanización Las Mercedes. Baruta Edo. Miranda Venezuela
Oficina Principal:
Av. Ppal. De los Cortijos de Lourdes, 2da. Transversal, Centro Empresarial Senderos, Piso 2 Caracas. Teléfonos: (0212)207.40.00
Oficina PrincipalAv. Principal La Castellana.Centro Letonia, Torre ING Bank, piso 6. CaracasTelfs: (58 212) 276.3911 / 276.3843
Localización: Las Llanadas, MunicipioCandelaria, Estado Trujillo.
Localización: Las Llanadas, MunicipioCandelaria, Estado Trujillo.
Ubicación geográfica de las plantas:
PROPIEDADES DEL ACERO DE REFUERZO.
Ductilidad, es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar
a la rotura.
Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no
sea menor que cierto porcentaje mínimo (tabla 5.3) que varía con el
tamaño y grado de la propia barra.
Dureza, se define como la propiedad del acero a oponerse a la
penetración de otro material.
Resistencia a la tensión, Es la máxima fuerza de tracción que soporta la
barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de
la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima
a tracción.
Límite de fluencia, fy.-Es la tensión a partir de la cual el material
pasa a sufrir deformaciones permanentes, es decir, hasta este valor de
tensión, si interrumpimos el traccionamiento de la muestra, ella volverá a su
tamaño inicial, sin presentar ningún tipo de deformación permanente, esta se
llama deformación elastica. El ingeniero utiliza el límite de fluencia de la barra
para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y
sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación.
Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida.
En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de
fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al
escalón de cedencia. En los casos en que no aparece este escalón o
aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados en frío, es
necesario recurrir al valor convencional establecido en las prescripciones,
como se explica más abajo, para aceros de resistencia mayor a 4200Kg/cm2.
Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva
elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con
claridad. Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva
esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plastica o no, dependiendo
de las propiedades del acero y del procesos de fabricación.
Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado
de fluencia no está definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de
fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una
deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la Probablemente, la
resistencia en el punto de fluencia, es decir, el esfuerzo elástico máximo que
puede soportar la barra, es la propiedad mecánica más importante para el
diseñador.
La resistencia a la tensión se controla por un límite sobre la resistencia
en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la
resistencia real en el punto de fluencia.
Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado,
es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado,
dado que el uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje
de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da
por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un
límite practico sobre cuán fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en
una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del
acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo
de tensión aplicado (mismo módulo de elasticidad Es=2.1*106 Kg/cm2).
Si un acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el
doble de la de otro, puede aplicarse el doble de deformación permanente,
esta se llama deformación elástica.
El ingeniero utiliza el límite de fluencia de la barra para calcular la
dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta
este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este
punto, la estructura esta fragilizada y comprometida.
En general, en el caso de los aceros de dureza natural, el límite de
fluencia coincide con el valor aparente de la tensión correspondiente al
escalón de cedencia (figura 5.10 a). En los casos en que no aparece este
escalón o aparece poco definido, como suele ocurrir con los aceros estirados
en frío, es necesario recurrir al valor convencional establecido en las
prescripciones, como se explica más abajo, para aceros de resistencia mayor
a 4200 Kg/cm2.
Las barras con resistencias hasta 2800 Kg/cm2 presentan una curva
elasto-plástica, como se ve en la figura 5.10 a), entonces fy se identifica con
claridad.
Para aceros de resistencias mayores, hasta 4200 Kg/cm2, la curva
esfuerzo-deformación unitaria puede ser elasto-plastica o no, dependiendo
de las propiedades del acero y del procesos de fabricación.
Para aceros de resistencias mayores a 4200 Kg/cm2, donde el grado
de fluencia no está definido, el código ACI especifica que el esfuerzo de
fluencia, fy, debe determinarse como el esfuerzo que corresponde a una
deformación de 0.0035 cm/cm, tal como se muestra en la figura 5.11.
Probablemente, la resistencia en el punto de fluencia, es decir, el
esfuerzo elástico máximo que puede soportar la barra, es la propiedad
mecánica más importante para el diseñador.
La resistencia a la tensión se controla por un límite sobre la resistencia
en el punto de fluencia y esta no puede ser menor que 1.25 veces la
resistencia real en el punto de fluencia.
Si bien la tendencia actual, en la construcción con hormigón reforzado,
es hacia el uso de barras de refuerzo con grado de resistencia más elevado,
dado que el uso de estas conduce a una reducción significativa del tonelaje
de acero y del tamaño de los miembros estructurales de hormigón, lo que da
por resultado economía en la mano de obra y en otros materiales, se tiene un
límite practico sobre cuán fuerte debe ser el acero de refuerzo utilizado en
una construcción estándar de Hormigón armado: Todas las resistencias del
acero tienen aproximadamente la misma elongación para el mismo esfuerzo
de tensión aplicado (mismo módulo de elasticidad Es=2.1*106 Kg/cm2).
Si un acero tiene una resistencia en el punto de fluencia que es el
doble de la de otro, puede aplicarse el doble de esfuerzo, pero se obtendrá el
doble de elongación. Con cargas moderadas, el refuerzo de acero se estirará
casi lo mismo que lo que puede estirarse el hormigón que lo rodea sin
agrietarse severamente; si se aplica más carga, el acero puede soportar la
carga con seguridad, pero el hormigón que lo cubre se agrietará. Esto no
sólo da mal aspecto sino que, en general, permitirá la corrosión del refuerzo.
FIGURA 5.10
a) Diagrama Esfuerzo Deformación para Aceros de Dureza Natural
Laminados en Caliente;
b) curvas típico esfuerzo-deformación unitario para barras de refuerzo
Nota: Las curvas están indicadas según su límite de fluencia
FIGURA 5.11 Diagrama Esfuerzo Deformación para Aceros de resistencia
mayor a 4200 kg/cm2.
En general, no se puede usar la mayor resistencia de los aceros con
resistencias en el punto de fluencia de 4200 Kg/cm2, como refuerzo
estándar a la tracción, sin causar el agrietamiento del hormigón, a menos
que se tomen disposiciones especiales en el diseño del miembro.
Maleabilidad, es la capacidad que presenta el acero de soportar
la deformación sin romperse, al ser sometido a un esfuerzo de
compresión.
Tenacidad, viene siendo la conjugación de dos propiedades: ductilidad
y resistencia. Un material tenaz será aquel que posee una buena
ductilidad y una buena resistencia al mismo tiempo.
Fatiga, cuando un elemento estructural se somete a cargas cíclicas,
este puede fallar debido a las grietas que se forman y propagan, en
especial cuando se presentan inversiones de esfuerzos, esto es
conocido como falla por fatiga, que puede ocurrir con esfuerzos
menores a la carga de deformación remanente.
Límite de fatiga. Se evalúa en un diagrama Esfuerzo máximo
(resistencia a la fatiga) vs. el número de ciclos hasta la falla, estos diagramas
indican que la resistencia a la fatiga, de un acero estructural, decrece con un
aumento de número de ciclos, hasta que se alcanza un valor mínimo que es
el límite de fatiga.
Con la tracción considerada como positiva y la compresión negativa,
las pruebas también demuestran que a medida que disminuye la relación
entre el esfuerzo máximo y el mínimo, se reduce de modo considerable la
resistencia al a fatiga. Las pruebas indican además que los aceros con
resistencia a la tracción semejante tienen casi la misma resistencia a la
fatiga.
Estas propiedades se determinan mediante la realización de diferentes
pruebas o ensayos, para determinar qué material es el que emplearemos
para el fin que le queramos dar. En la tabla 5.3 se dan algunas
características mecánicas para diferentes grados y clases de aceros.
(1). AH = Acero para Hormigón (DN = Dureza Natural; EF = Estirado en frío)
(2). Para el cálculo de valores unitario se utilizará la sección nominal.
(3). Relación mínima admisible entre los valores de la carga unitaria
de rotura y del límite elástico, obtenidos en cada ensayo
PLANTAS QUE PRODUCEN ACERO EN VENEZUELA.
Sidor
La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro, Sidor es un complejo
siderúrgico integrado que utiliza tecnologías de Reducción Directa y Hornos
Eléctricos de Arco. Los procesos de esta siderúrgica se inician con la
fabricación de Pellas y culminan con la entrega de productos finales Largos
(Barras y Alambrón) y planos (Láminas en Caliente, Láminas en Frío y
Recubiertos).
Este complejo es el principal del país, está ubicado en la zona
industrial de Matanzas, estado Bolívar, región suroriental de Venezuela,
sobre la margen derecha del río Orinoco, a 282 km de su desembocadura en
el océano Atlántico.
Esta siderúrgica ubicaba a Venezuela en cuarto lugar como productor
de acero integrado de América Latina y el principal de la región Andina, ha
logrado colocar su nivel de producción en torno a los 4 millones de toneladas
de acero líquido por año, con indicadores de productividad, rendimiento total
de calidad, oportunidad en las entregas y satisfacción de sus clientes,
comparables con las empresas más competitivas de Latinoamérica. Es
reconocida además por ser el primer exportador no petrolero del país.
Desde el 12 de mayo del 2008, Sidor es una empresa perteneciente al
Estado venezolano, luego de que el Presidente de la República Hugo
Chávez Frías, decretará la nacionalización de la misma, la cual en 1997
había sido privatizada.
Sizuca:
Siderúrgica Zuliana (Sizuca) es una empresa enfocada en la
fabricación de barras de acero con resaltes para uso como refuerzo
estructural.
Localizada en Ciudad Ojeda, Estado Zulia, a 90 kilómetros de
Maracaibo, es la tercera mayor productora de acero de Venezuela.
Sizuca ofrece productos milimétricos (10mm, 12mm, 16mm y 25mm) y
productos por pulgadas (1/2”, 3/8”, 3/4” y 5/8”), siendo todos nuestros
productos comercializados bajo la Norma Venezolana COVENIN 316,
contando con las certificaciones de Calidad de IQNET y FONDONORMA
(Platinium 9000 e ISO 9001).
Esta pequeña siderúrgica que representa apenas el 2% de la
capacidad instalada nacional en producción de acero y cabillas, pero que ha
ido incrementando su producción real desde el año 2000 y en los primeros 5
meses de 2014 superaba la producción de la gigante Sidor en cabillas y casi
igualaba la de SideturCSN.
Complejo siderúrgico Nacional
El Complejo Siderúrgico Nacional produce acero de la mejor calidad
para los mercados de la construcción y metalmecánico, tanto nacional como
extranjero. Cuenta con dos centros operativos encargados de la producción
de acero líquido: Planta Casima y Planta Barquisimeto. Estas dos plantas
elaboran semiterminados utilizando hornos de arco eléctrico y modernos
procesos de colada continua.
Planta Casima.
Planta Antímano.
Planta Guarenas
Planta Valencia
Planta Lara
Planta Barquisimeto
Sivensa
Sivensa es una corporación venezolana dedicada a la manufactura de
productos largos de acero para las industrias de la construcción, manufactura
e infraestructura. Mediante continuos programas de inversión en sus
divisiones, Sidetur e IBH, Sivensa contribuye al desarrollo del país al generar
nuevos empleos, dinamizar la economía regional y participar de manera
protagónica en las actividades de reciclaje de material ferroso. Las empresas
filiales de Sivensa tienen presencia a nivel nacional; sus nueve plantas
operativas están ubicadas en los estados Bolívar, Carabobo, Miranda, Lara y
Distrito Federal. Adicionalmente, Sidetur tiene 14 centros de recolección de
material ferroso ubicados en diferentes ciudades. Las filiales Sidetur e IBH
guardan una estrecha relación con las comunidades donde operan,
desarrollando desde hace más de tres décadas una amplia gestión de
compromiso social.
Desde un punto de vista crítico debemos analizar profundamente esta
pregunta, ¿A qué se debe que las plantas no estén produciendo el cemento
suficiente, para cubrir las necesidades de todo el pueblo? Esta es una
realidad que partió de una buena idea pero luego fue presa de las malas
decisiones adoptadas por el ejecutivo nacional.
El 28 de Mayo del 2008, el Presidente de la República Hugo Chávez
Frías, dicta el “Decreto con Rango, Valor y Fuerza de Ley Orgánica de
Ordenación de las Empresas Productoras de Cemento” (Decreto No. 6091),
por su con vinculación estratégica para el desarrollo de la Nación, por
razones de “conveniencia nacional” y a fin de reservar al Estado la industria
de fabricación de cemento. En este sentido se ordena la transformación de
las sociedades mercantiles y empresas filiales y afiliadas, que hasta esa
fecha desarrollaban las actividades del sector cemento en el país, en
Empresas del Estado.
No cabe duda que la producción de cemento es una tema estratégico
para el desarrollo de la nación, por eso mencionábamos al principio del texto
que lo que sucede hoy en día en Venezuela nació de una idea fundamentada
en el nacionalismo, ya que muchas de nuestras empresas fueron vendidas a
transnacionales extranjeras. Pero en todo ámbito debe existir un punto de
equilibrio, en la política el equilibrio debe ser entre lo público y lo privado. El
estado no puede manejar el 100% de las industrias, eso le generaría
pérdidas importantes como sucede hoy en día cuando se estatiza una
empresa, la producción baja y los trabajadores dependen de un subsidio del
estado.
Lo que sucedió aquí, fue el pretender estatizar todas las empresas a
ligera, incluyendo aquellas con varias décadas en el país con records de
producción, sin estar preparados.
Estudios de organismos importantes, dicen que la producción en los
últimos dos años en general ha disminuido en un 48% y la demanda
aumentada, sin contar las fallas en la distribución en todo el país.
Una empresa debe de tener supervisión, competencia para alcanzar el
tope de su capacidad y buena distribución. Aspectos en los que han fallado
las empresas estatizadas. Por eso nuestra visión crítica, independientemente
del tinte político siempre debe existir la crítica constructiva para solucionar
los problemas.
CONCLUSIÓN
El acero y el concreto son materiales esenciales para el ingeniero civil,
estos tienen una gran resistencia al momento de construir, que los vuelven
indispensables para esta.
En Venezuela son muchas las empresas que están encargadas de
producir y comercializar cemento, derivados y explotación de materias
primas destinados a la construcción a nivel nacional. Al igual que son
muchas las empresas que se encarga de hacer este trabajo con el acero.
El acero es tal vez el material más ampliamente utilizado en las grandes
edificaciones actuales, muy importante en las estructuras. En la construcción
de puentes colgantes, los hilos, las cerchas y vigas que sostienen a estos
son hechos de acero. La rapidez de las construcciones lo hace el favorito de
la mayoría de las constructoras ya que en cuanto menor tiempo pase para la
culminación de un edificio, más rápido se van a lograr ganancias, además en
comparación con las construcciones de concreto las de acero son más
livianas, ofrecen espacios mucho más amplios, es sencillo hacer ventanales
panorámicos y edificaciones más altas.
El concreto cuyas características de resistencia, versatilidad,
durabilidad y economía, lo han convertido en el material de construcción más
utilizado en todo el mundo, se le puede definir como la mezcla de cemento
portland, agua, agregados y aire su apariencia es a la de una roca artificial
que puede parecer simple pero con una compleja naturaleza interna. La
mayoría de los materiales para construir son de gran importancia cuando se
utilizan en su área las propiedades que los hacen ser el mejor son las
propiedades detener una gran resistencia, durabilidad, fracción entre otras.