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Timestamp: 2017-11-22 09:24:19+00:00

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NORMAS TECNICAS DE INGENIERIA: junio 2008
La Referencia 2.1 contiene recomendaciones para la dosificación de las mezclas de hormigón. Las normas ACI 211.5 y ACI 211.1 (Referencias 2.5 y 2.6) también contienen recomendaciones para seleccionar la dosificación de diferentes tipos de hormigón
El uso de la experiencia recabada en obra o de pastones de prueba preparados en laboratorio (ver 5.3) es el método de preferencia para seleccionar la dosificación de una mezcla de hormigón. Si no hay datos de experiencias previas ni ensayos en laboratorio disponibles, el profesional matriculado puede obtener autorización para basar la dosificación del hormigón en "otras experiencias o información," según lo especificado en la Sección 5.4.
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EDAD DEL HORMIGON PARA EL ENSAYO DE RESISTENCIA
La Sección 5.1.3 permite basar f'c en ensayos realizados a edades diferentes a la edad habitual de 28 días. Si los ensayos se realizan a una edad diferente a los 28 días, esta edad debe estar indicada en los planos o especificaciones técnicas. En los edificios en altura muchas veces se utilizan hormigones con resistencias a la compresión superiores a 6000 psi, y hasta se han llegado a utilizar hormigones con resistencias de 20.000 psi. En estos casos se justifica realizar los ensayos de resistencia a edades superiores a los 28 días. El proceso onstructivo de los edificios en altura que requieren hormigón de alta resistencia es tal que las columnas de los pisos inferiores no están totalmente cargadas hasta que ha transcurrido un año o más desde el inicio de su construcción. Por este motivo habitualmente se especifican resistencias a la compresión, f'c, obtenidas de ensayos realizados a edades de 56 ó 90 días.
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ANCLAJE DE LA ARMADURA DE FLEXIÓN – REQUISITOS GENERALES
La Sección 12.10 contiene requisitos básicos para determinar el anclaje de la armadura a partir de las secciones de tensión máxima o crítica. Las Figuras 4-8(a) y (b) ilustran las secciones críticas típicas y los requisitos de anclaje y terminación de la armadura de flexión especificados por el Código. Las secciones críticas para el anclaje de la armadura de los elementos solicitados a flexión son las secciones donde los momentos positivos y negativos son máximos ( ) Mu+yMu− ; para estas secciones se debe proveer una longitud de anclaje ℓd adecuada. También son secciones críticas las secciones donde se interrumpe o se dobla la armadura del elemento; la armadura continua debe tener una longitud de anclaje ℓd adecuada más allá de la sección a partir de la cual las barras dobladas o interrumpidas teóricamente ya no son necesarias para soportar flexión (ver 12.10.4). Observar también que las barras se deben prolongar más allá de la sección en la cual ya no son necesarias para resistir flexión de acuerdo con 12.10.3. El requisito de prolongar la armadura se incluye como una precaución en caso que se produzcan desplazamientos de los momentos máximos de los diagramas de momento debidos a la variación de las cargas, asentamiento de los apoyos y otros cambios imprevistos que puedan afectar los diagramas de momentos. Las longitudes de anclaje ℓd se determinan de acuerdo con la Sección 12.2.
Las Secciones 12.10.1 y 12.10.5 se refieren al anclaje de la armadura traccionada en una zona solicitada a compresión.Investigaciones realizadas han confirmado la necesidad de limitar la interrupción de la armadura en las zonas solicitadas a tracción, ya que cuando la armadura termina en las zonas traccionadas las fisuras por flexión tienden a abrirse en forma anticipada. Si tanto la tensión de corte en la zona donde se interrumpe la armadura como la tensión de tracción en las barras restantes se aproximan a sus respectivos valores límites, tienden a desarrollarse fisuras diagonales de tracción a partir de las fisuras de flexión. Para limitar las fisuras diagonales de tracción se debe satisfacer alguna de las tres alternativas indicadas en la Sección 12.10.5. El artículo 12.10.5.2 indica que se debe disponer un área de estribos cerrados mayor que el área requerida para corte y torsión. Los requisitos de la Sección 12.10.5 no se aplican a los empalmes de tracción.
La Sección 12.10.6 se aplica al anclaje de los extremos de la armadura traccionada de ciertos elementos especiales solicitados a flexión, como por ejemplo las ménsulas, los elementos de altura variable y otros elementos en los cuales la tensión en la armadura, fs, no es directamente proporcional al momento
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DOSIFICACION DEL HORMIGON POR RESISTENCIA
La dosificación por resistencia de las mezclas de hormigón se basa en conceptos probabilísticos cuya intención es garantizar que el hormigón desarrolle una resistencia adecuada. El artículo 5.1.1 enfatiza que la resistencia promedio del hormigón producido debe ser mayor que la f'c especificada en base a los requisitos de diseño estructural o mayor que la mínima resistencia requerida por las condiciones especiales de exposición descriptas en el Capítulo 4, cualquiera sea el valor que resulte mayor. Es posible que los resultados de los ensayos de resistencia de un hormigón dosificado de acuerdo con el enfoque probabilístico del Código sean menores que la resistencia a la compresión especificada, f'c. La Sección 5.1.1 introduce este concepto observando que la intención del Código es "minimizar la frecuencia de las resistencias por debajo de f'c." Si el resultado de un ensayo de resistencia es menor que f'c, la aceptabilidad de esta menor resistencia se determina en base a los requisitos de la Sección 5.6.2.3.
En la edición 2002 del Código se agregó una limitación que establece que la resistencia mínima a la compresión especificada, f'c, debe ser mayor o igual que 2500 psi. De este modo el Código es ahora consistente con los requisitos mínimos establecidos en algunos de los códigos modelo utilizados a nivel nacional, incluyendo el IBC.
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ANCLAJE DE LOS CORDONES DE PRETENSADO
Los elementos de hormigón pueden ser pretensados o postesados. En las aplicaciones postesadas el anclaje de los cables se logra mediante anclajes mecánicos. Los cables de tesado pueden consistir en cordones, alambres o barras de alta resistencia
En los elementos pretensados los cables típicamente consisten en cordones de siete alambres. El artículo 12.9.1 especifica que la longitud de anclaje ℓd (en pulgadas) de los cordones de pretensado se debe calcular usando la Ecuación (12-2), la cual anteriormente estaba en R12.9:
Ec. (12-2)
fps = tensión en la armadura tesa cuando la solicitación alcanza el valor de la resistencia nominal, ksi
fse = tensión efectiva en la armadura tesa después que han ocurrido todas las pérdidas de pretensado, ksi
db = diámetro nominal del cordón de pretensado, in.
Las expresiones que aparecen entre paréntesis se deben utilizar como valores adimensionales.
El término se representa la longitud de transferencia del cordón (ℓt), es decir la longitud de cordón que se debe adherir al hormigón para desarrollar en el cordón una tensión igual a fse . El segundo término, , representa la longitud de adherencia para flexión, es decir la longitud adicional de cordón que se debe adherir de manera que cuando la solicitación alcance el valor de la resistencia nominal del elemento se pueda desarrollar en el cordón una tensión igual a fps .
Si la adherencia de uno o más cordones no se prolonga hasta el extremo del elemento, las secciones críticas pueden no coincidir con las secciones en las cuales se desarrollará la totalidad de la resistencia de diseño (ver 12.9.2). En estos casos puede ser necesario realizar un análisis más detallado. De manera similar, si hay cargas concentradas importantes actuando sobre la longitud de anclaje de los cordones, las secciones críticas pueden no coincidir con la sección en la cual se desarrollará la totalidad de la resistencia de diseño.
Observar que, si la adherencia del cordón no se prolonga hasta el extremo del elemento (cordones "desadheridos") el artículo 12.9.3 exige duplicar la longitud de anclaje especificada en el artículo 12.9.1 cuando en las consideraciones de diseño se incluyan tensiones de tracción para el estado de carga de servicio en la zona traccionada precomprimida.
Es posible que en algunas aplicaciones pretensadas la longitud total del elemento sea menor que dos veces la longitud de anclaje requerida. Esto suele ser el caso de los elementos de hormigón pretensado de muy corta longitud. En estos casos los cordones no serán capaces de desarrollar fps. La máxima tensión utilizable en los cordones cuya longitud embebida es menor que la longitud de anclaje se puede calcular como se ilustra en la Figura 4-7. Para la condición ℓt < ℓx < ℓd la máxima tensión en el cordón, fmax, a una distancia ℓx del extremo de una viga se puede determinar de la siguiente manera:
Figura 4-7 – Relación entre la tensión en el acero de pretensado y la distancia desde el extremo libre del cordón
1. Se agregó una oración al final del artículo 5.1.1 que estable que la resistencia a la compresión especificada del hormigón,f'c, debe ser mayor o igual que 2500 psi.
2. Se introdujeron varias revisiones significativas con respecto a las sobrerresistencias de diseño y los criterios deconformidad de los hormigones que tienen una resistencia a la compresiónespecificada, f'c, mayor que 5000 psi. Estas revisiones incluyen una modificación del cálculo de la resistencia a la compresión promedio requerida, f'cr, indicado en la nueva Tabla 5.3.2.1 (cuando hay datos de ensayos disponibles que permiten determinar la desviación estándar) y en la Tabla 5.3.2.2 existente (cuando no hay datos de ensayos disponibles). También se introdujeron los cambios correspondientes en los artículos 5.6.3.3(b), 5.6.5.1 y 5.6.5.2. Los criterios de conformidad actuales para los hormigones de todas las resistencias requieren realizar una investigación cuando los resultados de los ensayos de resistencia están más de 500 psi por debajo de f'c. El nuevo criterio de conformidad para los hormigones de más de 5000 psi exige realizar una investigación cuando los resultados de los ensayos de resistencia están más de un 10 por ciento por debajo de f'c. Este nuevo criterio permitirá que la variación de los resultados de los ensayos de resistencia sea mayor que 500 psi (por ejemplo, 600 psi para f'c = 6000 psi; 700 psi para f'c = 7000 psi; 800 psi para f'c = 8000 psi). Esto se fundamenta en el análisis exhaustivo de los resultados de ensayos de hormigones de alta resistencia que se han realizado durante los últimos veinte años. Estas revisiones fueron recomendadas por el Comité ACI 363 (Hormigón de Alta Resistencia), el Comité ACI 214 (Evaluación de los Datos obtenidos de Ensayos de Resistencia) y el Comité ACIC 211 (Dosificación
del Hormigón), y su objetivo es proporcionar criterios más razonables y realistas para los hormigones de alta resistencia.
3. También se revisaron los métodos de preparación y almacenamiento de los testigos luego de su extracción y los límites de tiempo especificados para su ensayo (ver 5.6.5.3).
ANCLAJE DE LAS MALLAS DE ACERO SOLDADAS DE ALAMBRES LISOS SOLICITADAS A TRACCIÓN
0La longitud de anclaje de las mallas de acero soldadas de alambres lisos se mide entre la sección crítica y el alambre transversal más alejado. El anclaje pleno de las mallas de alambres lisos (Awfy) se logra embebiendo como mínimo dos alambres transversales más allá de la sección crítica, ubicando el alambre transversal más próximo a una distancia mayor o igual que 2 in. de la sección crítica. La Sección 12.8 requiere además que la longitud embebida medida entre la sección crítica y el alambre más alejado sea mayor o igual que y mayor o igual que 6 in. Si la armadura provista es mayor que la armadura requerida por cálculo, la longitud de anclaje ℓd se puede reducir multiplicando por la relación (As requerida) / (As provista). La longitud de anclaje mínima de 6 in. no se aplica al cálculo de las longitudes de los anclajes por yuxtaposición (ver 12.19). La Figura 4.4 ilustra la longitud de anclaje requerida para las mallas de acero soldadas de alambres lisos. Para las mallas fabricadas con alambres de menor diámetro, para alcanzar a desarrollar la totalidad de la tensión de fluencia de los alambres anclados generalmente alcanza con disponer un anclaje constituido como mínimo por dos alambres transversales con el alambre más próximo a una distancia de 2 in. o más de la sección crítica. Sin embargo, para las mallas fabricadas con alambres de mayor diámetro (en las cuales la separación libre es pequeña) los alambres necesitarán una mayor longitud embebida ℓd.
Figura 4-4 – Anclaje de las mallas de acero soldadas de alambres lisos
Por ejemplo, verifiquemos una malla 6 × 6-W4 × W4 con f'c = 3000 psi y fy = 60.000 psi utilizada en un hormigón de peso normal (λ = 1,0):
Embeber dos alambres transversales más 2 in. es satisfactorio (ver Figura 4-5).
Figura 4-5 – Anclaje de una malla 6 × 6-W4 × W4
Verifiquemos una malla 6 × 6-W20 × W20:
Como se ilustra en la Figura 4-6, para anclar una malla de alambres W20, además de embeber 2 alambres y de las 2 in. requeridas, se deben embeber 2 in. adicionales. Si la separación longitudinal se reduce a 4 in. (malla 4 × 6-W20 × W20), para desarrollar la tensión de fluencia se requerirá como mínimo ℓd = 15 in., es decir, 3 alambres transversales más una longitud de 3 in.
Las Referencias 4.4 y 4.5 contienen ayudas de diseño para las mallas de acero soldadas, incluyendo tablas para determinar la longitud de anclaje tanto para mallas de alambres lisos como para mallas de alambres conformados.
Nota: Si el ancho del apoyo no es suficiente para permitir el anclaje de los alambres rectos, la longitud de anclaje ℓd se puede doblar hacia abajo (en forma de gancho) dentro del apoyo.
Figura 4-6 – Anclaje de una malla 6 × 6-W20 × W20
PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS (II PARTE)
Dependiendo del tipo de construcción y del ambiente al cual la construcción estará expuesta durante su vida de servicio, y dependiendo también de la protección provista para limitar el ingreso de cloruros, el nivel de cloruros del hormigón puede aumentar con la edad y la exposición. La protección del hormigón contra el ingreso de cloruros se trata en la Sección 4.4.2 y la Tabla 4.2.2. Para proteger contra la corrosión "a las armaduras del hormigón expuesto al ingreso de cloruros provenientesde productos químicos anticongelantes, aguas salobres, agua de mar o atmósferas afectadas por estas fuentes," se debeespecificar una relación w/c máxima igual a 0,40 y una resistencia mínima de 5000 psi. La resistencia a la corrosión de lasarmaduras también mejora cuando se utilizan recubrimientos de hormigón de mayor espesor. Si el hormigón estará expuestoa fuentes externas que podrían provocar el ingreso de cloruros, la Sección R7.7.5 recomienda utilizar un recubrimientomínimo de hormigón de 2 in. para los tabiques y losas hormigonados en obra y de 2-1/2 in. para los demás elementos. Para
los elementos prefabricados producidos en una planta los recubrimientos mínimos de hormigón recomendados son de 1-1/2in. y 2 in., respectivamente.
Otros métodos para reducir la corrosión provocada por el medioambiente incluyen el uso de armaduras con revestimientoepoxi, aditivos inhibidores de la corrosión, tratamientos superficiales y protección catódica. Revestir las armaduras conresina epoxi impide que los cloruros lleguen al acero de las armaduras. Los aditivos inhibidores de la corrosión intentandetener químicamente la reacción de corrosión. Los tratamientos superficiales intentan detener o reducir la penetración decloruros en las superficies expuestas de hormigón. Los métodos de protección catódica invierten el flujo de la corriente decorrosión a través del hormigón y las armaduras. Se debe observar que, dependiendo de la potencial severidad de laexposición a los cloruros y del tipo e importancia de laconstrucción, se pueden combinar dos o más de los métodosmencionados a fin de lograr una protección"aditiva." Por ejemplo, para las losas pretensadas usadas para estacionamientode vehículos en climas fríos en los cuales se utilizan sales anticongelantes para retirar la nieve y el hielo, toda la armaduraconvencional y los cables de postesado pueden tener revestimiento epoxi, y todo el sistema de cables incluyendo los anclajesse pueden encapsular en un sistema impermeable al agua especialmente diseñado para ambientes agresivos. Junto con estas medidas se puede utilizar hormigón de alta calidad (impermeable), cubriendo toda la superficie de la losa con un tratamientosuperficial con múltiples capas de membrana. En algunos casos se pueden justificar estas medidas de protección extremas.Para asegurar la resistencia contra la corrosión también se pueden realizar ensayos para determinar la permeabilidad a loscloruros. La norma ASTM C 1202, la cual se introdujo a partir de la edición 2002 del Código, proporciona un método deensayo para obtener una indicación eléctrica de la capacidad del hormigón de resistir la penetración de los cloruros. Estanorma se basa en la AASHTO T 277-83, documento anteriormente referenciado por el Código.
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Etiquetas: CAPITULO 4 - REQUISITOS DE DURABILIDAD DEL HORMIGON
ANCLAJE DE LAS MALLAS DE ACERO SOLDADAS DE ALAMBRES CONFORMADOS
La longitud de anclaje de las mallas de acero soldadas de alambres conformados se mide entre la sección crítica y el extremo del alambre. De acuerdo con el artículo 12.7.1, la longitud de anclaje de una malla de acero soldada de alambres conformados se calcula como el producto entre el valor de ℓd obtenido de acuerdo con los artículos 12.2.2 ó 12.2.3 por un factor aplicable a las mallas de acero soldadas de alambres conformados obtenido de acuerdo con los artículos 12.7.2 ó 12.7.3. Si la armadura provista es mayor que la armadura requerida por cálculo, la longitud de anclaje se puede reducir de acuerdo con lo especificado en el artículo 12.2.5. Al aplicar los requisitos de 12.2.2 ó 12.2.3 a las mallas soldadas de alambres conformados revestidas con epoxi se permite utilizar un factor de revestimiento β = 1,0. La longitud de anclaje resultante ℓd debe ser mayor o igual que 8 in., excepto para el cálculo de las longitudes de los empalmes por yuxtaposición (ver 12.18) y el anclaje de la armadura del alma (ver 12.13). La Figura 4-3 ilustra la longitud de anclaje requerida para las mallas de acero soldadas de alambres conformados.
El artículo 12.7.2 se aplica cuando hay como mínimo un alambre transversal ubicado dentro de la longitud de anclaje, a una distancia mayor o igual que 2 in. de la sección crítica. El factor para malla de acero soldada especificado en 12.7.2 es igual al mayor valor que se obtenga de [(fy – 35.000)/fy] ó [5db/sw], pero siempre menor o igual que 1,0.
Si no hay ningún alambre transversal ubicado dentro de la longitud de anclaje, o si el alambre transversal está ubicado a una distancia menor que 2 in. de la sección crítica, la longitud de anclaje de la malla soldada de alambres conformados se debe calcular de acuerdo con los artículos 12.2.2 ó 12.2.3. Para esta condición el factor para dicha malla soldada se debe tomar igual a 1,0 (ver 12.7.3).
De acuerdo con la norma ASTM A 497, las mallas de acero soldadas de alambres conformados pueden estar compuestas exclusivamente por alambres conformados (ASTM A 496) o por una combinación de alambres conformados en una dirección (ASTM A 496) y alambres lisos en la dirección ortogonal (ASTM A 82). En este último caso la malla se debe anclar de acuerdo con la Sección 12.8 (mallas de acero soldadas de alambres lisos solicitadas a tracción).
Figura 4-3 – Anclaje de las mallas de acero soldadas de alambres conformados
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PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS
Los cloruros pueden ingresar al hormigón a través de sus ingredientes: el agua de mezclado, los agregados, el cemento y los aditivos, o bien cuando el hormigón está expuesto a las sales anticongelantes, el agua de mar o el aire cargado de sal que caracteriza los ambientes costeros. Los valores máximos del contenido de cloruros indicados en la Tabla 4.4.1 se aplican a los cloruros aportados por los ingredientes del hormigón, no a los provenientes del ambiente que rodea a la estructura.
Limitar el contenido de cloruros es responsabilidad del fabricante del hormigón, que se debe asegurar que los ingredientes utilizados para elaborar el hormigón (cemento, agua, agregados y aditivos) produzcan un hormigón en el cual el contenido de cloruros esté dentro de los límites especificados para las diferentes condiciones de exposición. De acuerdo con 4.4.1, para determinar el contenido de cloruros de los ingredientes individuales o de muestras de hormigón endurecido se deben utilizar los procedimientos de ensayo especificados en ASTM C 1218. Además de un elevado contenido de cloruros, para inducir el proceso de corrosión es necesaria la presencia de oxígeno y humedad. La disponibilidad de oxígeno y humedad cerca de las armaduras varía según las condiciones de exposición que existan durante la vida de servicio de la estructura, y estas condiciones difieren de una estructura a otra e incluso entre diferentes elementos de una misma estructura.
Si se anticipa que los materiales a utilizar para preparar el hormigón aportarán cantidades significativas de cloruros, se deben ensayar los ingredientes individuales del hormigón, incluyendo el agua, los agregados, el cemento y los aditivos, para verificar que la concentración total de cloruros aportada por los ingredientes no supere los límites indicados en la Tabla 4.4.1. Estos límites han sido establecidos para lograr un umbral mínimo de protección contra la corrosión de las armaduras previo a las condiciones de exposición de servicio. Los contenidos máximos de cloruros para la protección contra la corrosión también dependen del tipo de construcción y del ambiente al cual estará expuesto el hormigón durante su vida de servicio, tal como se indica en la Tabla 4.4.1.
Todos los ingredientes usados para elaborar el hormigón contienen cantidades variables de cloruros. Existen cloruros solubles en agua y cloruros insolubles en agua, pero sólo los cloruros solubles en agua inducen la corrosión. Hay ensayos que permiten determinar tanto el contenido de cloruros solubles en agua como el contenido total de cloruros (solubles e insolubles). El ensayo para determinar el contenido de cloruros solubles es más lento y difícil de controlar, y por lo tanto es más costoso que el ensayo para determinar el contenido total de cloruros. Se puede obtener una estimación inicial del contenido de cloruros ensayando los diferentes ingredientes del hormigón para determinar su contenido total de cloruros (solubles e insolubles). Si el contenido total de cloruros es menor que el valor permitido por la Tabla 4.4.1 no será necesario determinar el contenido de cloruros solubles en agua. Pero si el contenido total de cloruros es mayor que el valor permitido será necesario ensayar muestras del hormigón endurecido para determinar su contenido de cloruros solubles en agua y comparar los resultados obtenidos con los valores de la Tabla 4.4.1. Algunos de los cloruros solubles de los ingredientes reaccionarán con el cemento durante el proceso de hidratación y se volverán insolubles, reduciendo así el contenido de cloruros solubles, o sea la causa de la corrosión. Del contenido total de cloruros del hormigón endurecido solamente del 50 al 85 por ciento es soluble en agua; el resto es insoluble. Observar que el hormigón endurecido debe tener como mínimo una edad de 28 días antes de tomar las muestras para los ensayos.
Los cloruros son uno de los materiales más abundantes que existen en la tierra; todos los ingredientes usados para elaborar hormigón contienen cantidades variables de cloruros. Los materiales y condiciones que potencialmente podrían aportar elevados contenidos de cloruros incluyen: el uso de agua de mar como agua de mezclado o como agua para lavar los agregados, ya que el agua de mar contiene cantidades significativas de sulfatos y cloruros; el uso de agregados de origen marino, ya que estos agregados a menudo contienen sal proveniente del agua de mar; el uso de agregados que han sido contaminados por el aire cargado de sal de las áreas costeras; el uso de aditivos que contienen cloruros, como por ejemplo cloruro de calcio; y el uso de sales anticongelantes como en el caso de las losas de los edificios para estacionamiento de vehículos. El ingeniero debe tener en cuenta el potencial riesgo que representan los cloruros para el hormigón en los ambientes marítimos o en otros casos donde hay exposición a las sales solubles. Investigaciones realizadas indican que el valor límite del contenido de cloruros solubles en agua necesario para proteger a las armaduras contra la corrosión puede ser muy bajo, tan bajo como 0,15 por ciento en peso del cemento. Si el contenido de cloruros es mayor que este valor límite y hay oxígeno y humedad disponibles, es muy probable que se produzca corrosión. Si el contenido de cloruros es menor que este valor límite, el riesgo de corrosión es bajo.
La Sección 12.6 permite anclar las armaduras mediante anclajes mecánicos, siempre y cuando su capacidad para transmitir la tensión de la armadura sin dañar el hormigón haya sido verificada mediante ensayos. El artículo 12.6.3 refleja el concepto de que la armadura se puede anclar mediante una combinación de un anclaje mecánico más una longitud embebida adicional de la armadura.
Por ejemplo, si el dispositivo mecánico seleccionado no puede desarrollar la resistencia de diseño de una barra, es necesario proveer una longitud embebida adicional entre el dispositivo mecánico y la sección crítica.
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Los sulfatos pueden atacar al hormigón que está contacto con el suelo, expuesto al agua de mar o expuesto a aguas subterráneas con un elevado contenido de sulfatos. Las medidas utilizadas para reducir el ataque de los sulfatos incluyen el uso de cemento resistente a los sulfatos. La susceptibilidad al ataque de los sulfatos es mayor en el caso de los hormigones expuestos a la humedad, como ocurre en las fundaciones y en las losas construidas directamente sobre el terreno, y en las estructuras expuestas directamente al agua de mar. Para los hormigones que estarán sujetos al ataque de los sulfatos contenidos en el suelo o el agua se debe especificar el uso de cementos resistentes a los sulfatos. La Tabla 4.3.1 lista los tipos adecuados de cementos resistentes a los sulfatos y las máximas relaciones agua-material cementicio, junto con las correspondientes resistencias mínimas del hormigón para diferentes condiciones de exposición. El grado de exposición se determina en base a la concentración de sulfatos solubles en agua presentes en el suelo o bien en base a la concentración de sulfatos presentes en el agua. Observar que en la Tabla 4.3.1 el agua de mar figura como una "exposición moderada," aún cuando el agua de mar generalmente contiene una concentración de sulfatos superior a 1500 ppm. Esto se debe a que la presencia de cloruros en el agua de mar inhibe la reacción expansiva que caracteriza los ataques por sulfatos.2.1
Para seleccionar el tipo de cemento adecuado para lograr resistencia a los sulfatos, la principal consideración a tener en cuenta es el contenido de aluminato tricálcico (C3A). Los cementos que contienen bajos porcentajes de C3A son particularmente resistentes a los suelos y aguas que contienen sulfatos. Cuando la protección contra un grado moderado de ataque de los sulfatos es una consideración importante, como en el caso de las estructuras de drenaje en áreas donde la concentración de sulfatos en el agua subterránea es mayor que lo habitual, pero el grado de ataque no es necesariamente severo (0,10 - 0,20 por ciento), se debería especificar el uso de cemento pórtland Tipo II (contenido máximo de C3A igual a ocho por ciento, de acuerdo con ASTM C 150).
Se debería especificar cemento pórtland Tipo V para los hormigones expuestos a un grado de ataque de sulfatos severo, especialmente cuando el suelo o el agua subterránea tienen un elevado contenido de sulfatos. La elevada resistencia a los sulfatos del cemento Tipo V se atribuye a su bajo contenido de aluminato tricálcico (contenido máximo de C3A igual a cinco por ciento).
Ciertos cementos mezclados (C 595) también proporcionan resistencia a los sulfatos. Cuando el grado de exposición a los sulfatos es de moderado a severo también se pueden utilizar otros tipos de cementos producidos con bajos contenidos de C3A. La resistencia a los sulfatos también aumenta cuando se incorpora aire y cuando los contenidos de cemento son elevados (relaciones agua-material cementicio bajas).
Antes de especificar un cemento resistente a los sulfatos el ingeniero debe verificar su disponibilidad. Generalmente el cemento Tipo II se consigue sin dificultad; el cemento Tipo V sólo se consigue en ciertas áreas en las cuales es necesario diseñar para ambientes donde el grado de ataque de los sulfatos es severo o muy severo. Los cementos mezclados pueden ser difíciles de conseguir
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GANCHOS NORMALES EN LOS EXTREMOS DISCONTINUOS DE UN ELEMENTO
El artículo 12.5.4 contiene un requisito específico para las barras que se anclan mediante un gancho normal en los extremos discontinuos de un elemento, como por ejemplo en los extremos de una viga simplemente apoyada, en el extremo libre de un voladizo o en los extremos de los elementos que concurren a un nudo y que no se prolongan más allá de dicho nudo. Si es necesario anclar toda la resistencia de una barra mediante un gancho, y si tanto el recubrimiento a ambos lados del gancho como el recubrimiento en la parte superior (o inferior) del gancho es menor que 2,5 in., el artículo 12.5.4 exige que el gancho esté encerrado por estribos o por estribos cerrados en la totalidad de la longitud de anclaje ℓdh. La separación de estos estribos o estribos cerrados no debe ser mayor que 3db, siendo db el diámetro de la barra. Además, el factor de modificación de 0,8 que se aplica cuando hay confinamiento provisto por estribos o estribos cerrados (12.5.3(b) y (c)) no se aplica al caso especial cubierto por el artículo 12.5.4. En los extremos discontinuos de las losas de hormigón en las cuales el confinamiento es proporcionado por la continuidad de la losa a ambos lados del gancho no se aplican los requisitos del artículo 12.5.4.
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HORMIGON EXPUESTO A PRODUCTOS QUIMICOS ANTICONGELANTES
La Tabla 4.2.3 limita el tipo y la cantidad de cemento pórtland que se permite reemplazar en los hormigones expuestos a las sales anticongelantes. La cantidad de ceniza volante u otra puzolana, o ambas, se limita al 25 por ciento del peso total del material cementicio. La escoria y el vapor de sílice se limitan al 50 por ciento y al 10 por ciento, respectivamente, del peso total. Si para reemplazar parcialmente al cemento se utiliza ceniza volante (u otra puzolana) junto con escoria y vapor de sílice, el peso total de estos materiales debe ser menor o igual que el 50 por ciento del peso total del material cementicio, y el porcentaje máximo de cada uno de los materiales de reemplazo utilizados no debe superar los límites establecidos para cada material en forma individual. Si la combinación de materiales utilizada para reemplazar parte del cemento no incluye escoria, el peso total de estos materiales debe ser menor o igual que 35 por ciento, y tampoco se deberán superar los límites establecidos para cada material en forma individual.
Por ejemplo: Si un elemento de hormigón armado ha de estar expuesto a sales anticongelantes, la Tabla 4.2.2 establece que la relación w/c debe ser menor o igual que 0,40. Si el diseño de la mezcla requiere 280 lb de agua para producir una mezcla de hormigón con incorporación de aire que tenga un asentamiento determinado, el peso total del material cementicio no puede ser menor que 280/0,40 = 700 lb. Las 700 lb de "material cementicio" pueden estar compuestas exclusivamente por cemento pórtland o por una combinación de cemento pórtland y ceniza volante, puzolana, escoria o vapor de sílice.
Si se utiliza ceniza volante para reemplazar parte del cemento pórtland, la máxima cantidad de ceniza volante está limitada a 0,25(700) = 175 lb, manteniendo la misma w/c = 280/(525 + 175) = 0,40.
Si como reemplazo solamente se utiliza escoria, el contenido de escoria se limita a 0,50 (700) = 350 lb, con w/c = 280/ (350 + 350) = 0,40.
Si para reemplazar parte del cemento se utiliza una combinación de ceniza volante y escoria, el contenido máximo de esta combinación está limitado a 0,50 (700) = 350 lb; la fracción de ceniza volante está limitada a 0,25 (700) = 175 lb de la combinación total, con w/c = 280/(350 + 175 + 175) = 0,40.
Si como reemplazo se utiliza una combinación de ceniza volante y vapor de sílice (práctica habitual en los hormigones de alta calidad), la máxima cantidad de la combinación está limitada a 0,35 (700) = 245 lb; la fracción de vapor de sílice está limitada a 0,10 (700) = 70 lb, con w/c = 280/(385 + 245 + 70) = 0,40.
Es evidente que se pueden reemplazar diferentes porcentajes del cemento, siempre y cuando no se superen los porcentajes individuales y combinados indicados en la Tabla 4.2.3.
Se debe observar que las limitaciones sobre el reemplazo del cemento pórtland se aplican solamente a los hormigones expuestos a los potenciales efectos perjudiciales de los productos químicos anticongelantes Investigaciones realizadas indican que la ceniza volante, la escoria y el vapor de sílice pueden reducir la permeabilidad del hormigón e impedir el ingreso de cloruros, ya que las pastas cementicias que se producen con estos materiales son más densas e impermeables. En cuanto al uso de ceniza volante y otras puzolanas, specialmente el vapor de sílice, vale la pena destacar que estos ingredientes son muy utilizados en los hormigones de alta calidad (HPC, según sus siglas en inglés) para disminuir su permeabilidad y aumentar su resistencia.
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FACTORES DE MODIFICACION PARA LA LONGITUD DE ANCLAJE
Los factores de modificación para la longitud ℓdh listados en el artículo 12.5.3 toman en cuenta los siguientes factores: • Las condiciones favorables de confinamiento que proporciona un mayor recubrimiento de hormigón (12.5.3(a)) • Las condiciones favorables de confinamiento que proporcionan los estribos y los estribos cerrados para resistir el hendimiento del hormigón (12.5.3(b) y (c)) • La presencia de armadura en exceso de la requerida por cálculo (12.5.3(d))
En la Figura 4-2 se ilustran el recubrimiento lateral (perpendicular al plano del gancho) y el recubrimiento sobre la prolongación de la barra más allá de un gancho con un ángulo de 90 grados mencionados en 12.5.3(a).
Observar que el Código 2002 diferencia los requisitos para los ganchos con un ángulo de 90 grados y para aquellos con un ángulo de 180 grados. Las Figuras R12.5.3(a) y R12.5.3(b) ilustran casos en los cuales se puede utilizar el factor de modificación especificado en 12.5.3(b).
La longitud de anclaje, ℓdh, obtenida luego de multiplicar la longitud de anclaje por todos los factores de modificación aplicables no debe ser menor que 8db ni menor que 6 in
Figura 4-2 – Recubrimientos de hormigón mencionados en 12.5.3(a)
EXPOSICIÓN A TEMPERATURAS DE CONGELAMIENTO Y DESHIELO EN HORMIGONES
El hormigón de las estructuras que estarán expuestas a temperaturas de congelamiento y deshielo o a sales anticongelantes debe contener un volumen mínimo de aire intencionalmente incorporado, el cual varía según la exposición sea severa o moderada como se indica en la Tabla 4.2.1. Las especificaciones técnicas del proyecto deberían exigir que el contenido de aire del hormigón entregado en obra no difiera de los valores meta indicados en la Tabla 4.2.1 en ±1,5 puntos porcentuales. Son condiciones de exposición severas aquellas en las cuales el hormigón puede estar permanentemente expuesto a temperaturas de congelamiento y deshielo o aquellas en las cuales se utilizan sales anticongelantes. Los ejemplos incluyen los pavimentos, los tableros de puentes, las aceras y las losas de los edificios para estacionamiento de vehículos. Cuando las condiciones de exposición son severas el Código también impone un límite máximo para la elación w/c y f'c mínima (ver 4.4.2). Son condiciones de exposición moderadas aquellas correspondientes a un clima frío donde el hormigón puede estar expuesto a temperaturas de congelamiento, pero sólo ocasionalmente estará expuesto a condiciones de humedad antes de
congelarse, y donde no se utilizan sales anticongelantes. Los ejemplos incluyen ciertos tabiques, vigas y losas exteriores que no están en contacto directo con el suelo.
Incorporando intencionalmente aire al hormigón se mejora significativamente la resistencia al congelamiento del hormigónendurecido expuesto al agua o a las sales anticongelantes. Un hormigón seco o que contiene apenas una pequeña cantidad dehumedad no se ve afectado aunque el número de ciclos de congelamiento y deshielo sea elevado. La incorporación de aire también mejora la resistencia a los sulfatos.
La incorporación de aire se puede lograr agregando un aditivo incorporador de aire a la mezcla, usando cementoincorporador de aire, o combinando ambos métodos. Los aditivos incorporadores de aire, los cuales se agregan en la mezcladora, deben satisfacer los requisitos de ASTM C 260 (3.6.4); los cementos incorporadores de aire deben satisfacer la especificaciones de ASTM C 150 y C 595 (3.2.1). Los cementos incorporadores de aire pueden ser difíciles de conseguir mientras que, por el contrario, la popularidad de los aditivos incorporadores de aire viene en aumento. La norma ASTM C 94 (Standard Specifications for Ready Mixed Concrete), la cual el Código ACI incorpora por referencia (5.8.2) exige la realización de ensayos para determinar el contenido de aire del hormigón. La frecuencia de estos ensayos es la misma requerida para la evaluación de la resistencia. Las muestras de hormigón se deben obtener según los requisitos de ASTM C 172, y se deben ensayar de acuerdo con ASTM C 173 o C 231.
Otra propiedad que mejora significativamente la resistencia del hormigón a los ciclos de congelamiento y deshielo es el uso de una baja relación agua-material cementicio. Los hormigones de peso normal que estarán expuestos a condiciones de congelamiento y deshielo en estado húmedo y a las sales anticongelantes se deben dosificar de manera de satisfacer tanto la máxima relación w/c como la mínima resistencia indicadas en la Tabla 4.2.2. Esto sirve para asegurar que realmente se logre en obra la relación w/c requerida por motivos de durabilidad. El comentario introductorio incluido en el Capítulo 4 del Código dice … "La selección de una f'c consistente con la relación agua-material cementicio seleccionada por motivos de durabilidad ayudará a asegurar que en obra realmente se obtenga la relación agua-material cementicio requerida." Como mencionamos anteriormente, resulta difícil determinar con precisión la relación w/c del hormigón durante su elaboración y más difícil aún hacerlo como un control en obra. Las resistencias mínimas requeridas por durabilidad trasladan el control de calidad; en vez de limitar la relación w/c se limita la resistencia a la compresión especificada, la cual se puede controlar fácilmente.
Para los hormigones de agregados livianos solamente se especifica una resistencia mínima, ya que las características variables de absorción de los agregados livianos no permiten calcular las relaciones w/c.
Los hormigones usados en estructuras de contención de agua o expuestos a condiciones de exposición severas deben ser virtualmente impermeables al agua. La baja permeabilidad no sólo mejora la resistencia a los ciclos de congelamiento ydeshielo, especialmente en presencia de sales anticongelantes, sino que también mejora la resistencia del hormigón a lapenetración de cloruros. Los hormigones de baja permeabilidad se deben dosificar de manera que la relación w/c especificada sea menor o igual que 0,50. Si el hormigón estará expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo en estado húmedo, la relación w/c debe ser menor o igual que 0,45. Además, para proteger contra la corrosión a las armaduras de los hormigones expuestos a sales anticongelantes (condiciones de congelamiento y deshielo en estado húmedo) y los hormigones expuestos al agua de mar, estos hormigones se deben dosificar con una relación w/c menor o igual que 0,40.
Para las condiciones de exposición mencionadas también se deben satisfacer las resistencias mínimas del hormigón indicadas en la Tabla 4.2.2. El Ejemplo 2.1 ilustra la dosificación de una mezcla que satisface tanto la relación w/c como la resistencia requerida para lograr la durabilidad del hormigón
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LONGITUD DE ANCLAJE ℓdh
De acuerdo con 12.5.2, la longitud de anclaje, ℓdh, para las barras o alambres con gancho solicitadas a tracción es:
donde β = 1,2 si la armadura tiene revestimiento epoxi4.3 y λ = 1,3 si se trata de hormigón de agregados livianos. Para los demás casos β = λ = 1,0.
La Tabla 4-4 indica la longitud de anclaje para las barras con gancho embebidas en hormigón de peso normal, para diferentes resistencias a la compresión especificada y armadura de acero de grado 60.
Tabla 4-4 – Longitud de anclaje ℓdh de las barras con ganchos normales*
(Barras de acero Grado 60 sin revestimiento) (in.)
* La longitud de anclaje ℓdh (incluyendo todos los factores de modificación aplicables) no
debe ser menor que 8db ni menor que 6 in.
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RELACIÓN AGUA-MATERIAL CEMENTICIO
A partir de la edición 1989 del Código, el parámetro que anteriormente se denominaba "relación agua-cemento" ha pasado a llamarse "relación agua-material cementicio." Esto se debe al reconocimiento de los demás materiales cementicios permitidos por el código para satisfacer las limitaciones de w/c relacionadas con la durabilidad del hormigón. Habitualmente la notación "w/c" se utiliza para indicar la "relación agua-material cementicio." La definición de "material cementicio" (ver Capítulo 2) permite utilizar materiales cementicios diferentes al cemento pórtland y los cementos hidráulicos para satisfacer los límites de w/c codificados. De acuerdo con el Código, para calcular las relaciones w/c el "material cementicio" puede
• Cemento pórtland (ASTM C 150)
• Cemento hidráulico mezclado (ASTM C 595 y ASTM C 1157)
• Cemento hidráulico expansivo (ASTM C 845)
ya sea utilizados solos o combinados con:
• Ceniza fina o volante (ASTM C 618)
• Puzolanas naturales crudas o calcinadas (ASTM C 618)
• Escoria granulada de alto horno (ASTM C 989)
• Vapor de sílice (ASTM C 1240)
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ANCLAJE DE LAS BARRAS O ALAMBRES TERMINADOS EN GANCHO SOLICITADOS A TRACCION
Los requisitos actuales para el anclaje de las armaduras terminadas en gancho fueron introducidos por primera vez en el Código 1983. Estos requisitos representaron un cambio importante con respecto a los requisitos de los códigos anteriores, ya que diferenciaban entre el anclaje de las armaduras terminadas en gancho y el anclaje de las barras rectas, y daban la longitud de anclaje para las barras terminadas en gancho directamente. Los requisitos actuales no sólo simplifican el cálculo de las longitudes de anclaje de las barras terminadas en gancho sino que además con ellos se obtienen longitudes embebidas considerablemente menores que las requeridas por las ediciones anteriores del Código, particularmente para el caso de las barras de mayor diámetro. La Sección 12.5 contiene requisitos para determinar la longitud de anclaje de las barras conformadas que terminan en un gancho normal. Los ganchos sólo se pueden usar para anclar barras traccionadas; estos ganchos no se pueden considerar efectivos para el anclaje de las armaduras en compresión (ver 12.1.1 y 12.5.5). Esta sección solamente considera los ganchos "normales" (ver 7.1); los requisitos de la Sección 12.5 no permiten calcular la capacidad de anclaje de los ganchos con diámetros de mayor tamaño.
Para poder aplicar los requisitos de anclaje de las barras o alambres con ganchos el primer paso consiste en calcular la longitud de anclaje de la barra o alambre, ℓdh, de acuerdo con el artículo 12.5.2. Luego esta longitud se multiplica por el factor o los factores de modificación aplicables indicados en el artículo 12.5.3. Observar que en el Código 1999 se determinaba una longitud básica de anclaje diferente, ℓhb, la cual luego se podía modificar aplicando los factores de 12.5.3.
La longitud de anclaje ℓdh se mide entre la sección crítica y el extremo exterior del gancho normal, es decir, corresponde a la longitud recta embebida desde la sección crítica hasta el inicio del gancho, más el radio de doblado del gancho, más un diámetro de la barra o alambre. A modo de referencia, la Figura 4-1 ilustra ℓdh y los detalles de los ganchos normales (ver 7.1) para todos los tamaños de barras y alambres habituales. Para los ganchos normales doblados a 180 grados perpendiculares a una superficie expuesta, la longitud de anclaje debe proveer una distancia mínima de 2 in. más allá de la cola del gancho
Figura 4-1 – Longitud de anclaje ℓdh para los ganchos normales
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Se ha agregado una nota al pie en las Tablas 4.2.2 y 4.3.1 referida a la durabilidad de las estructuras expuestas a sulfatos o sometidas a otras condiciones de exposición especiales. En estas situaciones se debe utilizar la menor de las relaciones aguamaterial cementicio aplicables, y la mayor de las f'c mínimas aplicables. La Tabla 4.2.2 se ocupa de los requisitos para condiciones de exposición especiales; la Tabla 4.3.1 cubre los requisitos para hormigones expuestos a soluciones que contienen sulfatos.
Las condiciones de exposición especiales cubiertas por el Código se encuentran en el Capítulo 4 – Requisitos de
Durabilidad; allí se enfatiza la importancia de la influencia de las condiciones de exposición sobre la durabilidad del hormigón. Los requisitos para la dosificación del hormigón y la evaluación de su resistencia se encuentran en el Capítulo 5 – Calidad, Mezclado y Colocación del Hormigón. Como se establece en el artículo 5.1.1, la osificación del hormigón se debe establecer de manera de (a) proveer la resistencia a las exposiciones especiales según lo requerido por el Capítulo 4, y (b) satisfacer los requisitos de resistencia del Capítulo 5.
La resistencia a las exposiciones especiales se trata en las Secciones 4.2 – Exposición a temperaturas de congelamiento y deshielo, 4.3 – Exposición a sulfatos, y 4.4 – Protección contra la corrosión de las armaduras. Los requisitos de resistencia se tratan en la Sección 5.6 – Evaluación y conformidad del hormigón. Dependiendo de los requisitos de diseño y de las condiciones de exposición, se deberá especificar la menor de las relaciones agua-material cementicio requeridas ya sea por los requisitos de diseño estructural o bien por las condiciones de exposición de la estructura (ver Ejemplo 2.1).
La observación de deterioros inaceptables en algunas estructuras de hormigón ubicadas en regiones expuestas a temperaturas de congelamiento y deshielo, a sales anticongelantes utilizadas para retirar la nieve y el hielo, a los sulfatos presentes en el agua y el suelo o a los cloruros, han resaltado la necesidad de contar con requisitos especiales para estos tipos de exposición El Capítulo 4 señala la necesidad de considerar la durabilidad del hormigón, y no sólo su resistencia.
Dentro del contexto del Código, el término durabilidad se refiere a la capacidad del hormigón para resistir los deterioros provocados por el medio ambiente o por las condiciones de servicio para las cuales se lo utiliza. El hormigón correctamente diseñado y construido debe ser capaz de satisfacer la función para la cual fue pensado sin sufrir deterioros importantes durante su vida útil. Sin embargo, el Código no contiene requisitos específicos para condiciones de exposición particularmente severas, como por ejemplo el caso de los hormigones expuestos a ácidos o a temperaturas extremadamente elevadas, y tampoco se ocupa de consideraciones estéticas tales como los acabados superficiales. Estos aspectos, que no están comprendidos dentro del alcance del Código, se deben tratar específicamente en la especificaciones técnicas del proyecto. Los ingredientes y la dosificación del hormigón se deben seleccionar de manera tal de satisfacer los requisitos mínimos establecidos en el Código y los requisitos adicionales indicados en la documentación técnica.
Además de una correcta selección del cemento, una adecuada incorporación de aire, una relación agua-material cementicio adecuada y la limitación del contenido máximo de cloruros de los materiales, otros requisitos fundamentales para la durabilidad de un hormigón expuesto a condiciones ambientales adversas incluyen: usar hormigones de bajo asentamiento, compactar el hormigón adecuadamente, lograr materiales uniformes, usar recubrimiento adecuados de hormigón sobre las armaduras, y aplicar un procedimiento de curado húmedo que permita desarrollar las propiedades del hormigón.
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ANCLAJE DE LOS PAQUETES DE BARRAS
Cuando se utilizan paquetes de tres o cuatro barras es necesario aumentar la longitud de anclaje de las barras individuales. Esta longitud adicional es necesaria porque el agrupamiento hace más difícil movilizar resistencia al "deslizamiento" entre las barras, en el núcleo del paquete. Para un paquete de tres barras el factor de modificación aplicable es 1,2; para un paquete de cuatro barras el factor de modificación aplicable es 1,33. Otros requisitos aplicables incluyen los especificados en 7.6.6.4 referidos a la terminación de las barras individuales dentro de un paquete, y los de 12.14.2.2 referidos al empalme por yuxtaposición de los paquetes de barras.
Para determinar los factores de 12.2 que dependen del diámetro de las barras, db, un paquete de barras se puede considerar como una sola barra cuyo diámetro se obtiene en base al área total equivalente. Ver la Tabla 3-7 del Capítulo 3 de este documento.
Vapor de sílice
El vapor de sílice (ASTM A 1240) se denomina así porque se extrae de los vapores de los hornos eléctricos usados para producir metal ferrosilíceo o sílice. Estos vapores se recogen y preparan en forma de microsílice sólida finamente dividida, la cual se utiliza como aditivo para el hormigón. Usando vapor de sílice juntamente con aditivos reductores del agua de alto rango se pueden producir hormigones con resistencias a la compresión de 20.000 psi (138 MPa) o superiores. También se usa para producir una matriz de pasta celular muy densa que reduce la permeabilidad del hormigón. Se logra así una mejor protección contra la corrosión de las armaduras, especialmente cuando el hormigón ha de estar expuesto a la aplicación directa o indirecta a productos químicos anticongelantes, como en el caso de los tableros de puentes o las losas de los edificios para estacionamiento de vehículos.
La dosificación de las mezclas, los métodos de elaboración (mezclado y manipuleo) y los procedimientos de colocación y curado del hormigón con vapor de sílice exigen un mayor grado de control de calidad que los hormigones convencionales. Cuando se especifican hormigones con vapor de sílice es de fundamental importancia que el ingeniero, el proveedor de hormigón y el contratista trabajen de manera conjunta para asegurar un nivel de calidad consistente.
Observar que, dependiendo de la proporción de vapor de sílice, estos hormigones pueden ser casi negros, gris oscuro, o mantener el color del cemento. El cambio de color más importante se produce en los hormigones fabricados con cementos de color claro. La dosificación de la mezcla también puede afectar el color del hormigón. Si la diferencia de color constituye un problema (caso del hormigón arquitectónico) se debería utilizar el cemento más oscuro disponible, y durante el proceso de diseño de la mezcla se deberían preparar varias mezclas de prueba.
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ANCLAJE DE LAS BARRAS Y ALAMBRES CONFORMADOS SOLICITADOS A COMPRESIÓN
La longitud de anclaje requerida para la armadura solicitada a compresión es menor que la longitud de anclaje requerida para la armadura solicitada a tracción, ya que en las barras comprimidas no se presenta el efecto debilitante que provocan las fisuras originadas por la tracción por flexión. La longitud de anclaje para las barras conformadas o los alambres conformados solicitados a compresión es , pero este valor no puede ser menor que 0,0003 dbfy ni menor que 8 in. En el Código 1999 esto se definía como la longitud básica de anclaje en compresión, ℓdb. Observar que ℓdc se puede reducir si hay armadura en exceso de la requerida (12.3.3(a) y si hay estribos cerrados o zunchos que "confinen" la armadura (12.3.3(b)). Observar también que los requisitos que deben satisfacer los estribos cerrados o zunchos para poder reducir la longitud de anclaje un 25 por ciento son algo más estrictos que los correspondientes a los estribos de columna "regulares" especificados en 7.10.5, pero menos estrictos que los correspondientes a los zunchos especificados en 7.10.4. A modo de referencia, la Tabla 4-3 lista las longitudes de anclaje en compresión para las barras de acero Grado 60.
Tabla 4-3 – Longitud de desarrollo en compresión ℓdc para barras de acero Grado 60 (in.)
* Para f'c ≥ 4444 psi la mínima longitud básica de anclaje resulta determinante (0,0003dbfy). Para las barras de acero Grado 60 ℓdc = 18db.
** La longitud de anclaje ℓdc (incluyendo todos los factores de reducción aplicables) no debe ser menor que 8 in.
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ARMADURAS REVESTIDAS
El Código incluye referencias a las especificaciones ASTM correspondientes a armaduras revestidas, A 765 (galvanizadas) y A 775 (con revestimiento epoxi), y esto refleja el uso creciente de las barras revestidas. Se consiguen mallas de alambres soldadas con revestimiento epoxi (ASTM A 884), con los alambres galvanizados antes de su soldadura (ASTM A 641) y con los alambres galvanizados una vez soldados (ASTM A 123). Las barras y mallas revestidas más utilizadas son aquellas con revestimiento de resina epoxi, usado para proteger las armaduras contra la corrosión. Las armaduras con revestimiento epoxi constituyen un sistema viable de protección contra la corrosión.
En los últimos años el uso de armaduras con revestimiento epoxi se ha extendido a diferentes tipos de construcciones de hormigón, como por ejemplo a las losas expuestas a las sales anticongelantes, las plantas de tratamiento de aguas residuales, las estructuras marítimas y otras instalaciones ubicadas próximas a zonas costeras donde el riesgo de corrosión es mayor debido a la exposición al agua salada, en especial cuando el clima es cálido y húmedo.
Los diseñadores que especifican el uso de barras con revestimiento epoxi deben explicitar claramente en las especificaciones técnicas los accesorios y métodos de manipulación especiales requeridos para minimizar los daños sufridos por el revestimiento durante las operaciones de manipuleo, transporte y colocación de las barras o durante la colocación del hormigón.2.3,2.4 Los accesorios y métodos de manipuleo especiales incluyen:
1. Se deben utilizar cuerdas de izamiento de nylon o sogas acolchadas.
2. Se deben utilizar barras separadoras para izar los paquetes de barras, o izar los paquetes tomándolos por los puntos correspondientes a un tercio de su longitud utilizando sogas acolchadas. Las bandas utilizadas para unir los paquetes de barras deben ser de nylon o estar acolchadas.
3. Las barras revestidas se deben almacenar sobre superficies acolchadas o de madera.
4. Las barras revestidas no se deben arrastrar sobre el suelo ni sobre otras barras.
5. Se debe minimizar el tránsito sobre las barras revestidas, y no dejar caer sobre ellas herramientas u otros materiales de construcción durante o después de su colocación.
6. Se deben utilizar apoyos de materiales orgánicos o apoyos recubiertos con materiales orgánicos como resina epoxi o vinilo compatibles con el hormigón.
7. Las barras revestidas se deben atar usando alambres con revestimiento epoxi o plástico para minimizar los daños al revestimiento.
8. Los equipos de transporte y colocación del hormigón se deben operar cuidadosamente para evitar dañar el revestimiento de las barras.
Las especificaciones técnicas también deberían tratar el tema del retoque del revestimiento epoxi una vez que las barras han sido colocadas. La norma ASTM A 775 y la Referencia 2.3 indican el nivel de daño admisible para los revestimientos de las barras. La Referencia 2.4 sugiere requisitos a incluir en las especificaciones técnicas relacionados con las barras de armadura con revestimiento epoxi.
Los diseñadores deben tener en cuenta que las armaduras revestidas con epoxi requieren mayores longitudes de anclaje y empalme en tracción (ver 12.2.4.3).
ARMADURA EN EXCESO
Cuando en un elemento solicitado a tracción la armadura provista es mayor que la armadura requerida, la longitud de anclaje se puede reducir aplicando la relación [(As requerida) / (As provista)]. Observar que esta reducción no se puede aplicar en los siguientes casos: (a) cuando se requiere el anclaje para la totalidad de la tensión fy, como se indica para los empalmes de tracción por yuxtaposición en las Secciones 7.13, 12.15.1 y 13.3.8.5: (b) para el anclaje de la armadura para momento positivo en los apoyos, de acuerdo con 12.11.2; y (c) para el anclaje de la armadura de contracción y temperatura de acuerdo con el artículo 7.12.2.3. Observar también que no se permite reducir la longitud de anclaje de las armaduras de las estructuras ubicadas en regiones de elevada peligrosidad sísmica o para las cuales se requiere un nivel de comportamiento o diseño sismorresistente elevado (ver 21.2.1.4).
La longitud de anclaje ℓd calculada luego de aplicar la reducción por armadura en exceso especificada en el artículo 12.2.5 debe ser mayor o igual que 12 in.
Algunos han cuestionado la práctica de utilizar mallas de alambre soldadas como armadura estructural de los elementos de hormigón armado, particularmente cuando se especifica a modo de alternativa al uso de barras de armadura tradicionales. Un caso habitual se presenta durante la etapa constructiva, cuando se ordena reemplazar las barras inicialmente especificadas en los planos de obra por mallas de alambre soldadas. Es probable que estos cuestionamientos hayan surgido debido a la terminología que la industria utiliza para las mallas de alambre
soldadas utilizadas como armadura "no estructural," es decir para limitar los anchos de fisura en las losas construidas a nivel del plano de fundación. Este tipo de mallas de alambre soldadas habitualmente se conocen como "mallas no estructurales."
Los tamaños de los alambres usados para fabricar mallas soldadas varían entre W1.4 y W4. El alambre liso se designa con la letra "W" seguida de un número que indica el área de su sección transversal expresada en centésimas de una pulgada cuadrada. Los tipos de mallas utilizadas para limitar el ancho de las fisuras en las losas a nivel del plano de fundación en edificios residenciales e industriales livianos son 6 × 6 W1.4 × W1.4, 6 × 6 W2 × W2, 6 × 6 W2.9 × W2.9, y 6 × 6 W4 × W4.
Estas mallas de alambre soldadas pesan 0,21 lb; 0,30 lb; 0,42 lb y 0,55 lb por pie cuadrado, respectivamente, y por lo general se fabrican en rollos. Habitualmente estas "mallas no estructurales" fabricadas con alambres de menor diámetro no se utilizan como una alternativa a las barras convencionales. La malla de alambre soldada que se utiliza como armadura estructural típicamente se fabrica de alambres de tamaño mayor que los W4, y se conoce como "malla estructural."
Es posible que por motivos económicos sea necesario reemplazar las barras de armadura por mallas de alambre soldadas. Cualquiera sea la razón que origina el reemplazo, ambos tipos de armadura (mallas de alambre soldadas o barras) son igualmente reconocidos y permitidos por el código para su uso estructural. La definición de armadura conformada del Código abarca tanto las mallas soldadas de alambres conformados como las de alambres lisos. Las mallas soldadas de alambres conformados utilizan tanto la deformación de los alambres como las intersecciones soldadas para la adherencia y el anclaje. (Los alambres conformados se designan con la letra "D" seguida de un número que indica el área de su sección transversal expresada en centésimas de una pulgada cuadrada.) Las mallas soldadas de alambres lisos se adhieren al hormigón por medio de un anclaje mecánico en los puntos donde se intersecan los alambres. Esta diferencia en la adherencia y el anclaje de las mallas de alambres lisos y las mallas de alambres conformados se refleja en los requisitos sobre longitud de anclaje de los empalmes por yuxtaposición del Capítulo 12.
ANCLAJE DE LAS MALLAS DE ACERO SOLDADAS DE ALAMBRE...
PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS (...
GANCHOS NORMALES EN LOS EXTREMOS DISCONTINUOS DE U...
HORMIGON EXPUESTO A PRODUCTOS QUIMICOS ANTICONGELA...
FACTORES DE MODIFICACION PARA LA LONGITUD DE ANCLA...
EXPOSICIÓN A TEMPERATURAS DE CONGELAMIENTO Y DESHI...
ANCLAJE DE LAS BARRAS O ALAMBRES TERMINADOS EN GAN...
ANCLAJE DE LAS BARRAS Y ALAMBRES CONFORMADOS SOLIC...
ARMADURA (SOLDADURA DE LAS ARMADURAS)
CAMPO DE VALIDEZ (I)
MODIFICACIONES PROPUESTAS De ACI 318-02 a ACI 318...
Detalles de armado - CONSIDERACIONES GENERALES
Materiales. Calidad del Hormigón: ENSAYO DE LOS MA...

References: artículo 12
 artículo 5
 artículo 12
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 artículo 7
 artículo 12