El hormigón pretensado es una de las partes más importantes de la construcción y debe y debe tener el conocimiento adecuado al respecto. Vamos a entenderlo en detalle.
Una estructura de hormigón pretensado es diferente de una estructura convencional de hormigón armado debido a la aplicación de una carga inicial sobre la estructura antes de su uso. La carga inicial o el pretensado se aplican para permitir que la estructura contrarreste los esfuerzos que surgen durante su período de servicio. La tensión de las estructuras se introdujo a fines del siglo XIX. El concepto de pretensado existía antes de las aplicaciones en concreto.
Se proporcionan dos ejemplos de pretensado antes del desarrollo del hormigón pretensado.
Ajuste forzado de bandas metálicas en barriles de madera Las bandas metálicas inducen un estado de compresión inicial del aro, para contrarrestar la tensión del aro causada por el llenado de líquido en los barriles.
Pretensar los radios en una rueda de bicicleta. La tensión previa de un radio en una rueda de bicicleta se aplica de tal manera que siempre habrá una tensión residual en el radio.
Para el concreto, se inducen tensiones internas (generalmente, por medio de acero tensado) por las siguientes razones: la resistencia a la tracción del concreto es solo del 8% al 14% de su resistencia a la compresión. Las grietas tienden a desarrollarse en las primeras etapas de la carga en miembros en flexión, como vigas y losas. Para evitar tales grietas, la fuerza de compresión se puede aplicar adecuadamente en la dirección perpendicular. La tensión aumenta las capacidades de flexión, corte y torsión de los miembros de flexión. En tuberías y tanques de almacenamiento de líquidos, los esfuerzos de tensión del aro se pueden contrarrestar de manera efectiva mediante pretensado circular.
El siguiente boceto explica la aplicación de pretensado.
Coloque y estire varillas de acero dulce, antes del hormigonado.
Libere la tensión y corte las varillas después del hormigonado.
Figura- Pretensado de vigas de hormigón mediante varillas de acero dulce.
Las varillas de acero suave se estiran y se vierte hormigón a su alrededor. Después del endurecimiento del hormigón, se libera la tensión en las varillas. Las varillas intentarán recuperar su longitud original, pero esto es impedido por el concreto circundante al que se une el acero. Por lo tanto, el concreto ahora está efectivamente en un estado de precompresión. Es capaz de contrarrestar el esfuerzo de tensión, como el que surge de la carga que se muestra en el siguiente esquema.
Pero, los primeros intentos de pretensado no fueron completamente exitosos. Se observó que el efecto del pretensado se reducía con el tiempo. Las capacidades de resistencia de carga de los miembros eran limitadas. Bajo cargas sostenidas, se encontró que los miembros fallaban. Esto se debió a la siguiente razón. El hormigón se encoge con el tiempo. Además, bajo una carga sostenida, la tensión en el hormigón aumenta con el aumento del tiempo. Esto se conoce como cepa de fluencia. La reducción en la longitud debido a la fluencia y la contracción también es aplicable al acero embebido, lo que resulta en una pérdida significativa en la tensión de tracción.
Formas de acero pretensado
- Alambres: el alambre de pretensado es una sola unidad hecha de acero.
- Hilos: se enrollan dos, tres o siete alambres para formar un hilo de pretensado.
- Tendón: un grupo de hilos o alambres se enrollan para formar un tendón de pretensado.
- Cable: un grupo de tendones forma un cable de pretensado.
- Barras: un tendón puede estar formado por una sola barra de acero. El diámetro de una barra es mucho mayor que el de un cable.
Naturaleza de la interfaz hormigón-acero
- Tendón adherido : cuando existe una unión adecuada entre el tendón de pretensado y el concreto, se denomina tendón adherido. Los tendones pretensados y postensados agrupados son tendones unidos.
- Tendón no unido: cuando no hay enlace entre el tendón de pretensado y el concreto, se llama tendón no unido. Cuando la lechada no se aplica después del postensado, el tendón es un tendón no unido.
Etapas de carga El análisis de miembros pretensados puede ser diferente para las diferentes etapas de carga. Las etapas de carga son las siguientes.
1) Inicial: se puede subdividir en dos etapas.
a) Durante el tensado del acero
b) En la transferencia de pretensado al hormigón.
2) Intermedio: Esto incluye las cargas durante el transporte de los miembros pretensados.
3) Final: se puede subdividir en dos etapas.
a) En servicio, durante la operación.
b) En última instancia, durante eventos extremos.
Ventajas del pretensado
El pretensado del hormigón tiene varias ventajas en comparación con el hormigón armado tradicional (RC) sin pretensado. Un miembro de hormigón completamente pretensado generalmente se somete a compresión durante la vida útil. Esto rectifica varias deficiencias de hormigón. El siguiente texto menciona ampliamente las ventajas de un miembro de hormigón pretensado con un miembro RC equivalente. Para cada efecto, se enumeran los beneficios.
- La sección permanece sin grietas bajo cargas de servicio ¾ Reducción de la corrosión del acero Aumento de la durabilidad. Se utiliza la sección completa Mayor momento de inercia (mayor rigidez)
- Menos deformaciones (capacidad de servicio mejorada).
- Aumento de la capacidad de corte. Adecuado para su uso en recipientes a presión, estructuras de retención de líquidos.
- Rendimiento mejorado (resistencia) bajo carga dinámica y de fatiga.
- Altas relaciones entre la profundidad y la profundidad Se pueden obtener tramos más grandes con pretensado (puentes, edificios con grandes espacios sin columnas)
- Los valores típicos de las relaciones de extensión a profundidad en losas se dan a continuación. Losa no pretensada 28: 1 Losa pretensada 45: 1 Para el mismo tramo, menos profundidad en comparación con el miembro RC. Reducción de peso propio.
- Más atractivo estético debido a secciones delgadas
- Secciones más económicas.
- Apto para construcción prefabricada
Las ventajas de la construcción prefabricada son las siguientes.
- Construcción rápida
- Mejor control de calidad.
- Mantenimiento reducido
- Apto para construcción repetitiva
- Uso múltiple de encofrados.
- Reducción de encofrados.
- Disponibilidad de formas estándar.
Post-tensado
Los sistemas de pretensado se han desarrollado a lo largo de los años y varias compañías han patentado sus productos. Se proporciona información detallada de los sistemas en los catálogos de productos y folletos publicados por las empresas. Hay pautas generales de pretensado en la Sección 12 de IS 1343: 1980. La información dada en esta sección es de naturaleza introductoria, con énfasis en los conceptos básicos de los sistemas. Los sistemas y dispositivos de pretensado se describen para los dos tipos de pretensado, pretensado y postensado, por separado. Esta sección cubre el postensado. Sistemas y dispositivos de pretensado, cubre el pretensado. En el postensado, la tensión se aplica a los tendones después del endurecimiento del hormigón. Las etapas del postensado se describen a continuación.
Etapas de postesado
En los sistemas de postensado, los conductos para los tendones (o cordones) se colocan junto con el refuerzo antes de la colada del hormigón. Los tendones se colocan en los conductos después de la colada del hormigón. El conducto evita el contacto entre el hormigón y los tendones durante la operación de tensado. A diferencia del pretensado, los tendones se tiran con la reacción que actúa contra el hormigón endurecido. Si los conductos están llenos de lechada, entonces se conoce como postensado adherido. La lechada es una pasta de cemento limpia o un mortero de cemento de arena que contiene una mezcla adecuada.
En el postensado no unido, como su nombre indica, los conductos nunca se agrupan y el tendón se mantiene en tensión únicamente por los anclajes finales. El siguiente dibujo muestra una representación esquemática de un miembro postensado agrupado. El perfil del conducto depende de las condiciones de soporte. Para un miembro simplemente soportado, el conducto tiene un perfil caído entre los extremos. Para un miembro continuo, el conducto se hunde en el tramo y se asoma sobre el soporte.
Las diversas etapas de la operación de postensado se resumen a continuación.
- Fundición de hormigón.
- Colocación de los tendones.
- Colocación del bloque de anclaje y gato.
- Aplicando tensión a los tendones.
- Asiento de las cuñas.
- Corte de los tendones.
Ventajas del postensado
Las ventajas relativas del postensado en comparación con el pretensado son las siguientes.
• El postensado es adecuado para miembros pesados de fundición en el lugar.
• El período de espera en el lecho de fundición es menor.
• La transferencia de pretensado es independiente de la longitud de transmisión.
Desventaja del postensado
La desventaja relativa del postensado en comparación con el pretensado es
El requisito de dispositivo de anclaje y equipo de lechada.