Hormigon Armado
Reseña
Histórica
En Francia tuvo su origen el hormigón
armado. En 1854 el industrial Lambot descubre el interesante hecho, es decir:
el aumento de resistencia del hormigón al armarlo con hierro y construye la
primera embarcación con estos materiales, que aún se conserva y se exhibe en el
Parque de Miraval.
En 1861 el Ing. Coignet obtiene una
patente ya para la ejecución de ciertas estructuras de hormigón armado. En
1867, J. Monier, obtiene también la patente para la construcción de cubos y
tuberías con este material y consigue reducir notablemente los espesores de las
estructuras, debido a la adecuada y razonable distribución de la armadura
metálica.
En los años posteriores al 1875 el Ing.
Hennebicq estudia científicamente este nuevo tipo de construcción y llega así a
ejecutar obras de cierta importancia y magnitud.
Recién en 1884 una Empresa constructora
de Alemania adquiere los derechos de la patente perfeccionada de Monier para
aplicar el hormigón armado en ese país. Más o menos en esta misma época el Ing.
Emperger de la Universidad de Viena se interesa por el hormigón armado y lo
estudia, aplicándole las leyes y reglas de la Mecánica aplicada a las
Construcciones llega así a fundar la actual teoría del cálculo, basándose
además en los resultados de numerosos ensayos mecánicos de estructuras de
hormigón armado. Con todo derecho se le llama "abuelo del hormigón
armado".
Paralelamente a los estudios e
investigaciones de Emperger. los profesores Mörsch y Probst, a su vez, contribuyeron
eficazmente al estudio y perfeccionamiento de métodos de cálculo de este nuevo
sistema de Construcción, llegando así estos investigadores y muy especialmente
el ilustre profesor Dr. Ing. Marcus a formar una teoría científica para el
cálculo del Hormigón Armado.
En E.E.U.U. en el año 1875 se inician
los ensayos de aplicación de este nuevo material en las construcciones. En ese
año Ward aplica, por primera vez, el hormigón armado en la construcción de
entrepisos, como también Hyatt en varias clases de estructuras. Pero recién en
el año 1890 se generaliza y se adopta este sistema de construcción en las obras
en general.
Técnica Constructiva
La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la
utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También se
puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo
de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza
en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras
industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete,
especialmente en túneles y obras civiles en general.
Una
estructura de hormigón armado es el resultado de un conjunto de operaciones
cuyo orden cronológico de desarrollo en la obra es la siguiente:
-Ejecución de
los encofrados
- Doblado y
montaje de las armaduras
- Fabricación
y colocado del hormigón
- Curado
-
Desencofrado
El hormigón
armado tiene la cualidad de adaptarse a cualquier forma de acuerdo con el molde
o encofrado que lo contiene, por lo que es posible darle las formas más
variadas y extraordinarias, particularmente en la construcción de edificios ha
llegado a dar satisfacción a los más exigentes planteos estructurales.
En la
construcción de edificios se presentan los siguientes elementos de hormigón
armado:
Zapatas:
Aislada
Viga
invertida o de gran canto (en 1 y 2 direcciones)
Platea de fundación
Pilotaje
Columnas
Vigas
Losas:
- Maciza
- Nervada (en 1 y
2 direcciones)
- Encasetonada
- Alivianada (viguetas en 1 dirección)
Escaleras
Tanques de
agua
Muros:
- Corte
(ascensores)
- Contención
Se mencionan básicamente
cinco características:
1.- Complementariedad
mecánica de ambos materiales:
Ambos materiales tienen una relación de complementariedad mecánica. Por el
principio de Navier- Bernoulli podemos decir que las deformaciones del acero
son similares a las del Hormigón que lo circunda, ya que para fines prácticos,
las secciones de la deformada siguen considerándose planas. Sin embargo, el
Hormigón se encarga de soportar los esfuerzos a compresión, mientras que el
acero lo hace con la tracción. Esta "simbiosis" de los
materiales, es la idea fundamental en que se basa la filosofía del hormigón
armado.
2.- Casi Uniformidad de Coeficientes de Dilatación Térmica: Esta cualidad ( con un valor de
alrededor de 11.0 x
10 -6 C -1 para
el acero y de 10.8 x 10 -6 C -1 para el
concreto) es la que posibilita la construcción de grandes volúmenes de concreto
sin que se produzcan agrietamientos , ya que como se sabe el hormigón o
concreto, es muy mal material en lo que respecta a las fuerzas de tensión
inducidas por la dilatación térmica.
3.- La adherecnia que se desarrolla entre las varillas de acero y el
concreto: Si no
existiera la adherencia, las varillas saldrían disparadas con una aceleración
proporcional a las fuerzas de tensión inducido por las diferentes solicitaciones
al material. Este fenómeno se produce gracias a la fricción entre las
corrugaciones de las varillas de acero y los áridos que componen el concreto.
Esto permite que ambos materiales se comporten como uno sólo.
4.- El confinamiento del concreto por el refuerzo transversal: El concreto queda confinado
cuando a esfuerzos que se aproximan a la resistencia uniaxial, las
deformaciones transversales se hacen muy elevadas debido al agrietamiento
interno progresivo y el concreto se apoya sobre el refuerzo transversal, el
cual proporciona un apoyo pasivo que confina al concreto en el núcleo. Muchos
investigadores (Richart, Iyengar, Bertero, Felippa y otros) han
demostrado bajo distintos modelos que este confinamiento mejora considerablente
las características de esfuerzo deformación del concreto para grandes
deformaciones del concreto.
5.-El Recubrimiento: El
recubrimiento de las varillas de acero tiene como finalidad fundamental
proteger a las varillas de acero de la humedad y del ataque químico de otras
sustancias corrosivas que se hallen presentes en el ambiente. No colabora
directamente al confinamiento del núcleo, ya que el desconchamiento se produce
generalmente cuando el concreto alcanza la resistencia de confinación, pero si
ayuda en el desarrollo de la adeherencia.
