Concreto Postensado ALUMNO: Miguel Palacios Delgado
DOCENTE: Ing. Cesar Cachay Lazo
CURSO: Tecnología del Concreto UNIVERSIDAD: USAT
Chiclayo Octubre del 2010 SUMARIO
INTRODUCCION MARCO TEORICO •
Definición: o
Postensado
o
RNE E- 060.18
o
Especificaciones Técnicas
o
Usos
Recomendaciones de Uso:
o Ventajas o
Precauciones
•
Sistema de postensado
•
Sistema no adherido Postensado
•
o
Elementos constituyentes
o
Proceso constructivo
Sistema adherido postensado o
•
Proceso constructivo
Aplicaciones
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCION
Se denomina concreto postensado aquel concreto al que se somete, después del vertido y fraguado, a esfuerzos de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero) montadas dentro de vainas. A diferencia del concreto pretensado, en el que las armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postensado las armaduras se tensan una vez que el concreto ha adquirido su resistencia característica. Al igual que en el concreto pretensado, la ventaja del postensado consiste en comprimir el concreto antes de su puesta en servicio, de modo que las tracciones que aparecen al flectar la pieza se traducen en una pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que el concreto trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado.
MARCO TEORICO
DEFINICION: El Postensado o preesfuerzo se define como un estado especial de esfuerzos y deformaciones que es inducido para mejorar el comportamiento estructural de un elemento. Se esfuerzan los tendones después de que ha endurecido el hormigón y de que se haya alcanzado suficiente resistencia, aplicando la acción de los gatos contra el miembro de concreto mismo. La ventaja del postensado consiste en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, disminuyendo su trabajo a tracción, esfuerzo para el que no es un material adecuado. Por medio del preesfuerzo se aumenta la capacidad de carga y se disminuye la sección del elemento. Se Inducen fuerzas opuestas a las que producen las cargas de trabajo mediante cable de acero de alta resistencia al ser tensado contra sus anclas. La aplicación de estas fuerzas se realiza después del fraguado, utilizando cables de acero enductados para evitar su adherencia con el concreto
•
Postensado:
Contrario al pretensado el Postensado es un método de presforzado en el cual el tendón que va dentro de unos conductos es tensado después de que el concreto ha fraguado. Así el presfuerzo es casi siempre ejecutado externamente contra el concreto endurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamente después del presforzado. Esté método puede aplicarse tanto para elementos prefabricados como colados en sitio. Generalmente se colocan en los moldes de la viga conductos huecos que contienen a los tendones no esforzados, y que siguen el perfil deseado, antes de vaciar el concreto, como se ilustra en la siguiente figura:
•
RNE E- 060.18: Los elementos preesforzados deben cumplir con los requisitos de resistencia especificados en esta Norma. En el diseño de elementos preesforzados deben contemplarse la resistencia y el comportamiento en condiciones de servicio durante todas las etapas de carga durante la vida de la estructura, desde el momento en que el preesforzado se aplique por primera vez. Deben tomarse medidas con respecto a los efectos provocados por el preesforzado sobre las estructuras adyacentes debidos a deformaciones plásticas y elásticas, deflexiones, cambios de
longitud y rotaciones. También deben considerarse los efectos por cambios de temperatura y retracción. Debe considerarse la posibilidad de pandeo de un elemento entre los puntos en que el concreto y el acero de preesforzado estén en contacto intermitente en un ducto de mayor tamaño que el necesario, al igual que la posibilidad de pandeo de almas y alas delgadas. Al calcular las propiedades de la sección antes de la adherencia del acero de preesforzado, debe considerarse el efecto de la pérdida de área debida a los ductos abiertos. •
Especificaciones Técnicas:
•
Usos: En losas postensadas, en las cuales se requiera un esfuerzo mínimo de compresión de 175 kg/cm2 para el tensado a 72 horas (tres días) y de 161 kg/cm2 a 48 horas (2 días).
Recomendaciones de Uso:
• Cumplir con las normas y recomendaciones existentes para los procedimientos de colocación, manejo, vibrado, protección y curado.
• Cumplir con las normas básicas del manejo de concreto certificado. • Tener en cuenta prácticas de acabado o nivel superior del concreto en el elemento, con el fin de minimizar rajaduras. • Garantizar el sellado de formaletas y el uso de materiales que eviten deformaciones, con el fin de disminuir desperdicios. •
Ventajas: • Calidad comprobada • Rapidez en la construcción
• Reducción de los materiales de construcción hasta un 40% de hormigón y un 75% de acero. • Rentabilidad por rendimiento en la obra • Eficiencia en la utilización del concreto. • Reducción de acero de refuerzo a cantidades mínimas. • Aligeramiento de la estructura. • Menor peso de estructura. • Menos peso de cimientos. • Disminuye los efectos de sismo. • Precisión en diseño utilizando el “Método de Elemento Finito • Dimensionar las fuerzas reactivas del presfuerzo con gran precisión. •
Precauciones: Por ser un proceso realizado en obra, es importante prever: - La falta de coordinación en el transporte de los elementos, puede encarecer el montaje - Se debe planear y monitorear cuidadosamente el proceso constructivo, sobre todo en las etapas de montaje y colados en sitio
SISTEMA DE POSTENSADO Materiales:
Concreto: El concreto empleado es
normalmente de resistencia y calidad más alta que el de las estructuras reforzadas, el concreto de alta resistencia está menos expuesto a las grietas por compresión, que implica el postensado. Las diferencias en el módulo de elasticidad, capacidad de deformación y resistencia deberán tomarse en cuenta en el diseño y las características de deterioro asumen una importancia crucial en el diseño.
Resistencia: obtener
una
Por
lo
general
resistencia
de
para 350
Kg/cm2, es necesario usar una relación de agua-cemento no mucho mayor que 0.45. Puesto que con una cantidad excesiva de cemento se tiende a aumentar la contracción, es deseable siempre un factor bajo de cemento.
Trabajabilidad:
Pueden
emplearse
ventajosamente
aditivos apropiados. (auto-compactantes y fluidificantes)
Acero: El uso de acero de alta resistencia es necesario por razones físicas básicas. Las propiedades mecánicas de este acero son algo diferentes de aquellas del acero convencional usado para el refuerzo del concreto, existen tres formas comunes de emplear el acero de presfuerzo: alambres, torón y varillas de acero de aleación
Alambres de acero templados: Se fabrican en caliente. El proceso de estirado, se ejecuta en frío lo que modifica notablemente sus propiedades mecánicas e incrementa su resistencia, posteriormente se les libera de esfuerzos residuales mediante un tratamiento continuo de calentamiento hasta obtener propiedades mecánicas superiores. Los alambres se fabrican en diámetros de 3, 4, 5, 6, 7, 9.4 y 10 mm y las resistencias varían desde 16,000 hasta 19,000 kg/cm2.
Torón: Se fabrica con siete alambres firmemente torcidos. Sus
propiedades
mecánicas comparadas con las de los alambres mejoran notablemente, sobre todo la adherencia. La resistencia a la ruptura es de 19,000 kg/cm2 Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde 3/8 hasta 0.6 cm de diámetro, siendo los más
comunes los de 3/8 y de 1/2 con áreas nominales de 54.8 y 98.7 mm2, respectivamente.
Varillas de acero de aleación: Su alta resistencia se obtiene mediante la introducción de algunos minerales de ligazón durante su fabricación Adicionalmente se efectúa trabajo en frío en las varillas para incrementar aún más su resistencia. Después de estirarlas en frío se les libera de esfuerzos para obtener las propiedades requeridas, las varillas de acero de aleación se producen en diámetros que varían de 1/2" hasta 13/8”.
SISTEMA NO ADHERIDO POSTENSADO
El sistema postensado por el sistema No-adherido, se compone de un mono-filamento cubierto con grasa inhibidora de corrosión y protegido con una capa-funda de plástico, que permite el libre movimiento del cabo dentro de ella. En este sistema el tendón tiene un contacto más directo con el hormigón, pero la desventaja radica, en que una eventual falla de los anclajes, provocaría el deslizamiento del tensor al interior, produciendo la rotura de la losa, pues la fuerza de tensión depende casi exclusivamente de sus extremos
o
Elemen
Elementos constituyentes:
o
Molde de posición y cuñas (lado activo): a. Molde de posición: Se clava al moldaje para
posteriormente
al
hormigonado
retirarlo de manera que podamos tensar el cable. b. Cuñas: Una vez retirado el molde de posición se introducen verticalmente dos cuñas que nos permitirán tensar el cable.
o
Anclaje del cable postensado (lado pasivo): a. Anclaje Standard: habitualmente viene dispuesto en el cable o tendón desde fábrica, se trata del lado desde el cual no se va a estirar el tendón. Este modelo no deberá utilizarse si la obra se encuentra en zona de ambiente marino o de ambiente agresivo.
b. Anclaje encapsulado: posee con tubo protector y tapa engrasada, utilizado en entornos de clima agresivo o ambientes
marinos,
pues
evita
la
entrada
de
agua,
humedad o salinidad.
o
Cable o Tendones (no adheridos): monofilamento de 7 alambres para la ejecución
de
losas
postensadas
mediante el sistema no adherido PTE
o
Separadores o Sillas: Son de diferentes tamaños y se utilizan para conseguir la curvatura necesaria especificada en el cálculo estructural, para lograr las flechas y esfuerzos deseados. Se colocan previamente al vertido del hormigón
o
Equipo de Tesado:
Gata gato de tesado y una bomba hidráulica
Manómetro, para controlar la presión, del cable
Huincha de medir metálica, para verificar que el exceso de cable, coincida con los cálculos previstos
Proceso constructivo: Trayectoria postensados se ubica donde deberían encontrarse las vigas.
Los
capiteles
que
evitan
el
apuntalamiento en la losa y a su vez aportan
estructuralmente
en
conjunto con el postensado, pues en la mayoría de sus partes estos dos sistemas
combinados
hacen
prescindir de la presencia de vigas, en cuanto al sismo es absorbido casi en su totalidad por el núcleo central rígido.
Proceso:
1. Disposición de los moldajes, en la base y el perímetro.
2. Se cubre con la rejilla de fierro.
3. Se instala el sistema de tendones. Tanto el lado pasivo como
el
activo
deben
fijarse
convenientemente
armadura de refuerzo y al moldaje.
a
la
4. Se dispone de una segunda rejilla, si el cálculo estructural lo especifica.
5. Se vierte el hormigón.
6. Una vez fraguado, y que el hormigón haya alcanzado una resistencia del 80%, se procede al tensado de los tendones
7. Tensado: Una vez que el hormigón ha fraguado y alcanzado su resistencia necesaria (80%), se procede a la aplicación de compresión a la estructura, a través de la tensión de los cables
Primero se extraen los moldes de posición (de plástico) y se ajusta el cable con las cuñas.
Los tendones son estirados a través de una gata hidráulica que reaccionan contra la propia pieza de hormigón, y comienza a observarse el exceso de cable.
La gata es retirada y
transfiriendo la presión
hacia el hormigón Etapa de Transferencia: Al liberar los anclajes de la presión de la gata hidráulica se transfieren las fuerzas al concreto que comúnmente ha alcanzado el 80% de su resistencia. pérdidas
instantáneas
Aquí y
ocurren
las
deslizamientos
inevitables, los cuales están previstos por el cálculo estructural, las acciones a considerar son
el esfuerzo que actúa en ese instante y el peso propio del elemento.
Se debe supervisar que la tensión del cable sea la especificada por los planos de cálculo, midiendo el exceso de cable y a continuación se corta Etapa final: Se considerarán las condiciones de servicio tomando en cuenta esfuerzos permisibles, deformaciones y agrietamientos, y las condiciones de resistencia última de tal manera que además de alcanzar la resistencia adecuada se obtenga una falla dúctil (el elemento cuando alcanza su resistencia
máxima
deformaciones,
pero
resistencia)
empieza
mantiene
el
a
tener
nivel
de
SISTEMA ADHERIDO POSTENSADO Se
diferencia
en
el
recubrimiento
del
Tensor
(vaina),
que
posteriormente al tensado, es rellenado con un mortero que asegura la protección del tensor de acero y la adherencia al resto de la estructura, este sistema es más seguro que el sistema no adherido, pues el tensado no dependerá exclusivamente de sus anclajes, sino también de la adherencia de su superficie
Proceso constructivo: Se procede a cementar los ductos con
mortero, para proteger los tendones de la corrosión, mientras que en
sistema no adherido se
procede inmediatamente al ajuste de los
anclajes. La lechada para inyección debe ser de cemento Portland y agua, o de cemento Portland, arena y agua, para mejorar la manejabilidad y la contracción, pueden usarse aditivos que no sean dañinos ni a la lechada ni al acero ni al concreto, y no debe utilizarse NaCl. El contenido del agua será el mínimo necesario para que la lechada pueda bombearse adecuadamente, pero la relación agua-cemento en peso no será mayor que 0.45. No se podrá emplear agua para incrementar la fluidez de la lechada si aquella fue disminuida por retraso en su colocación.
Partes del Tendón: 1 - Placa de cuñas 2 - Placa de apoyo 3 - Tensor 4 - Punto De Rotura 5 - Tubo primario de inyección 6 - Distanciador 7 - Lechada de cemento, dentro de ducto corrugado
Lechadoras: Son equipos particularmente aptos para inyectar lechadas de cemento, consolidar o impermeabilizar paredes, rocas, túneles;
bombardear
productos para anclajes y sellados.
Una
máquina lechadora o inyectora-mezcladora de cemento, permite el paso de áridos de hasta 8mm, y una presión de inyección de hasta 40 Bar. Existen quipos de accionamiento neumático y eléctrico.
Lechadoras Eléctricas: Lechadoras con bomba progresiva (camisa de goma y gusano de acero), verticales y horizontales.
Lechadoras Neumáticas de Pistón: Diseñadas para inyectar lechada de cemento a presión con sistemas de filtros en línea y dispositivos lubricadores incorporados, los cuales protegen al equipo utilizado en faenas mineras y grandes obras.
APLICACIONES
Cimentaciones por losa monolíticas, lugares de suelos expansivos (tales como arcilla) que crean problemas típicos para el perímetro de la cimentación.
Losas: La característica de las lozas pretensadas es que salvan grandes luces y pueden auto soportarse.
Puentes Construidos por Voladizo: para rigidizar la fase ya construida y para resistir las flexiones y cortantes en la fase de servicio.
Puentes Empujados: Para unir dovelas entre si y para resistir las flexiones y cortantes durante el empuje.
Puentes
por
Dovelas
Prefabricadas: Para unir dovelas entre si y para tomar flexiones cortantes en servicio.
y
CONCLUSIONES
Con este método se minimizan materiales en un 40% en concreto y un 75% en fierro, alcanzando altas resistencias en tiempos cortos. Son utilizados por lo general en puentes con grandes dimensiones.
Bibliografía 1. http://www.edingaps.com/soluciones_constructivas/ 2. Seguimiento de obra, edificio de oficinas, Holanda 100, Providencia, julio 2009 3. http://www.construaprende.com/tesis01/11-conceptosbasicos/113-clasificacion-y-tipos.html 4. Repair and strengthening of concrete structures, Fédération internationale de la précontrainte
