CONCRETO PRECOMPRIMIDO O PRETENSADO

HISTORIA

2100 A.C Se encontró la forma mas antigua del concepto de pretensado en los barcos egipcios, donde ellos utilizaban una pretensión longitudinal y transversal, para que no se abran las juntas especialmente cuando ocurren tempestades en los mares.

En 1872 el Ingeniero Jackson en San Francisco - EE.UU, pasó tirantes tensores de hierro a través de bloques de mampostería de concreto y los fijó por medio de tuercas.

En 1888, Duehring, expuso por primera vez el concepto de precomprensión para eliminar las fisuras del concreto.

En 1909 Kaenan, ensayo con un cacle de acero corriente (esfuerzo admitido 1200 Kg/cm2) cuando el fenómeno de fluencia era desconocido.

En 1922 W.H Hervett (Mineapolis – EE.UU), pre comprimió con éxito un tanque de concreto armado.

En 1927 el Ingeniero Eduardo Torroja (España) utilizó la idea del pretensado.

En 1928 el Ing. Eugene Freyssinet usó acero de alta resistencia, profundizando sus investigaciones sobre las deformaciones diferidas del concreto, construyó el puente “Luzancy”.

En 1952, Eduardo Torroja y Eugenio Freyssinet, fundan la federación internacional del Hormigón (Hº) Pretensado.

En 1955 en el Perú se aplica concreto Pretensado en la construcción del puente “el Emisor”, usando la patente Freyssinet, el constructor fue el Ingeniero Eduardo Young Bazo.

FLUENCIA

Cualquier material tiene un límite de elongación o alargamiento, llegando al límite máximo, este material se elonga solo a esto se llama FLUENCIA (antes de que se rompa) manifestado por el calor.

DEFINICIÓN DEL PRETENSADO

Consiste en eliminar los esfuerzos de tracción del concreto mediante la introducción de tensiones artificiales de compresión antes de la aplicación de cargas exteriores.

Bajo todas las hipótesis de carga considerada deben quedar comprendida entre los límites que el material pueda soportar indefinidamente.

VENTAJAS DEL CONCRETO POSTENSADO:

CONDICIÓN CONCRETO ARMADO CONCRETO POSTENSADO

1.Aprovechamiento de la sección del concreto

Se aprovecha solo la zona que trabaja a compresión sobre el eje neutro

Se aprovecha toda la sección haciéndola trabajar íntegramente a compresión

2.Longitud de las estructuras sobre los apoyos

Luces grandes son limitativas porque se deben salvar con estructuras muy pesadas o usando varios apoyos

Se utiliza este concreto para salvar grandes luces con el menor numero de apoyos intermedios

3.Peralte de viga El peralte de la viga es de 1/10 de la luz

El peralte de la viga se adapta en 1/20 de la luz llegando a 1/25 y1/30 en losas dependiendo del tipo de estructuras y sobre carga

4.Peso total del conjunto de estructura

En función del peralte se estima mayor numero de columnas y estribos lo que conlleva zapatas de mayor dimensión, luego la estructura de esta es mayor

En función del menor peralte la estructura las estructuras son aligeradas en su peso y se puede colocar menor apoyo (columnas), son mas esbeltos que redunda en menor volumen de estructura

5.Cuantia de Acero El coeficiente de seguridad en el calculo del acero es de 2 por lo que se utiliza solo el 50% de su resistencia

El acero del postensado se utiliza entre el 60 a 70% de su esfuerzo de rotura lo que significa menor cuantía de acero

6.Durabilidad de la estructura

Las fisuras que se generan permiten el ingreso de oxigeno que al llegar al acero se inicia el proceso de corrosión

Evita la fisuración por lo tanto el acero se ve protegido de la corrosión

7.Condicion del concreto

Para una estructura de 20m de longitud y 2m de peralte con 48m3 de concreto con f´c=210Kg/cm2

necesitaríamos 48m3 por 8.5 bolsas/m3 = 408 bolsas de cemento.

Para una estructura de 20m de longitud y 1m de peralte con un volumen de 35m3 de concreto y un f´c=280Kg/cm2

necesitaremos 35m3por 11 bolsas /m3 = 385 bolsas de cemento.

8.Desencofrado de fondo de viga

Retirar el fondo de viga a los 21 a 28 días de efectuado el vaciado según se obtenga la resistencia de diseño

Se retira el fondo de las vigas inmediatamente después de efectuado el tensado el cual se realiza en cuanto se obtenga el 80% de la resistencia de diseño

9.Recuperación de estructuras

Si por alguna razón una viga se hubiera deflectado hacia abajo generándose grietas de consideración; la estructura es irrecuperable

Si la viga sufriese deflexión con grietas perpendiculares al cable, mediante los mismos cables se puede recuperar la estructura y luego resanar el concreto determinado

10.Prefabricación Debido a su peso se limita a luces muy cortas

Por utilizarse secciones esbeltas pueden prefabricarse luces mayores, también se fabrican dovelas que son cocidas en el postensado.

MATERIALES:

ACEROS DEL POSTENSADO Y PRETENSADO:Aceros con un alto contenido de carbono, alambre ASTM A-421, diámetros:

3.2mm.4.0mm.5.0mm.7.0mm.

TORON ASTM A-416, diámetro: 0.5”0.6”

Los torones están formados por 7 hilos, 6 de los cuales están torsionados alrededor de una central.De Ǿ nominal = 0.5” se designa como T-13De Ǿ nominal = 0.6” se designa como T-15

DUCTOS (vainas):Los ductos son fabricados de fleje de acero emplomado o zincado; galvanizado o sin galvanizar en espesores de 0.18 a 1mm. Según el diámetro estos ductos deben de estar en concordancia con el número de torones.

Para 2 T13 se requiere un ducto de 29mm.Para 4 T13 se requiere un ducto de 40mm.Para 6 T13 se requiere un ducto de 50mm.Para 8 T13 se requiere un ducto de 56mmANCLAJES (cuñas):Pueden ser activos, fijos o intermedios:-Chaveta cónica de 2 a 3 piezas-Placa o disco con huecos cónicos-Dispositivo de apoyo que va dentro del concreto-Tubo de transición al ducto (trompeta)-Capot de inyección

CONCRETO:

La calidad del concreto no debe ser menor a una resistencia de 250Kg/cm2. Si se va utilizar aditivos en la preparación del concreto no deben contener cloruro.

SISTEMA DE REALIZACIÓN

a.-EL PRETENSADO POR ADHERENCIA: Efectuado antes de la colocación del concreto, se efectúa pre esforzando los cables o alambres y anclándolas en macizas exteriores una vez que el concreto alcance la resistencia adecuada se sueltan loa cables o alambres y se transfiere el esfuerzo al concreto.

b.-El pretensado efectuado después d que el concreto a endurecido se insertan los cables o tendones en los ductos, se fijan los anclajes y se esfuérzale tendón contra el concreto.

CUIDADOS EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO

a.-Debe disponerse en un banco de pretensado, el mismo que debe mantener su estabilidad e indeformabilidad.

b.-El acero pretensor debe estar limpio y libre de oxido.

c.-No debe utilizarse en la preparación del concreto, aditivos que contengan sales o cloruro que corroe el acero.

d.-El vibrado del concreto debe ser optimo para lograr su adherencia con los cables.

e.-El curado debe mantenerse en forma constante con agua, vapor de agua o curado químico.

f.-Debe utilizarse agregado limpio y de alta adherencia.

g.-Los encofrados deben ser estanques que eviten la fuga de la lechada de cemento.

h.-El destesado de los cables o alambres de pretensar una vez endurecido el concreto, debe realizarse gradualmente evitando en lo posible el destesado violento.

Vigueta pretensadamalla de compresión

teknopor

SISTEMAS EXISTENTES EN EL PAIS

Freyssinet StrongholdBBRV TensarLeonhart DiwidagCCL Sistems Pretensa (Boliviano)

CUÑAS PARA EL POSTENSADO:

1. CUÑAS CON ROSCAS:

placa de distribución

tubo ducto (vaina)

tuerca toron o cable

2.CUÑAS SIMPLES:Sujetan un cable (toron)Forma de tronco de conoSeccionada transversalmente

cuña

rosca

lechada de

concreto

hormigón

3.CUÑA MÚLTIPLE:Sirve para contener varios cables (torones)La cuña mas difundida es la cuña múltiple, Freyssinet

Tiene una forma troncoide con una superficie estriada con canales por los cuales pasan los refuerzos (puede contener 12 refuerzos simultáneamente).

SISTEMA POR ADHERENCIA:Se realiza mediante un dispositivo en el cable que obstruye su reingreso al ducto, colocando un dispositivo en espiral para lograr una mejor adherencia con el concreto.

Se tiene otros sistemas que no son pre ni postensado:

PRETENSADO TERMOELÉCTRICO:En Rusia se logra aprovechar la dilatación del material de refuerzo por medio del calentamiento eléctrico para aplicar el pretensado.

A una varilla de refuerzo se coloca corriente eléctrica (por fricción), se calienta la misma produciendo dilatación en una varilla (la varilla trabaja como una resistencia eléctrica)

La varilla al dilatarse es anclada en sus extremos y se deja enfriar, al enfriar el material va a tender a volver a su posición original lo que genera tensión en el concreto produciendo un precomprimido moderado superior a un concreto armado.

-Se utilizara en construcción de viviendas-Se puede utilizar el sistema a pie de obra-Se usa acero de dureza natural-La resistencia que alcanza es de 300 a 500 Kg/cm2

PRETENSADO POR MEDIO DE BLOQUES DE TESADO

-Es un sistema híbrido, porque no es ni pre ni postensado propiamente dicho.-Se puede utilizar “in situ”-Sirve para precomprimir grandes luces-La estructura debe estar constituido con voladizos en ambos extremos-Se puede cubrir luces de hasta 25m.-Se debe disponer de “cabeza” prefabricados y de bloques prefabricados.-Este sistema de postensado cubre mayor luz.

SISMOS Sismologia: seismos = agitación Logos = tratado Distancia epicentral

Superficie terrestre

Ō epicentro

Estación sismológica profund. de foco

Foco hipocentrico

FOCO HIPOCENTRICO: Punto al interior de la corteza terrestre donde se produce el sísmo .Va desde los 60 Km. De profundidad hasta los 700 Km.

Sismo superficial: Cuando su distancia es menor de 60Km.Sismo intermedio: Cuando su distancia está entre 61 a 300Km.Sismo profundo: Cuando su distancia es mayor a 301 a 700Km.

EPICENTRO: Es la zona de la superficie terrestre que se encuentra encima del foco. Es el lugar donde se sienten los mayores efectos del sismo.

DISTANCIA EPICENTRAL: Distancia entre el epicentro y la estación sismológica.

MAGNITUD: Cantidad de energía liberada en el foco, se mide en escalas.

INTENSIDAD : Representa el efecto nocivo sobre las edificaciones; fuerza o grado destructivo.

Tenemos escalas de:MercalliRichterJ.M.A Agencia Meteorológica JaponessaM.K.S Escala Rusa semejante a la de Mercalli.

MILNE (Ingles) dice: “En la tierra ocurren 80,000 movimientos sísmicos cada año; de estos 80,000 sismos el 30% (25,000) ocurren en la plataforma continental, el 70% restante (55,000) ocurre en el mar”

Otros estudios sobre la ocurrencia de sismos nos dicen que de acuerdo a su magnitud en un año puede haber:154 sismos de magnitud 617sismos de magnitud 72 sismos de magnitud 7,9 yCada 3 ½ años sismos de magnitud superior a 8

La Escala de Mercalli Modificada fue creada en 1958; va de 0 a 12