“MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN APLICADOS EN ESTRUCTURACIÓN DE PUENTES”

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Con el desarrollo de hierros de alta resistencia y el estudio de efectos dependientes del tiempo en el concreto (deformación plástica, contracción, etc.) surgió la idea del presforzado, donde el concreto se presolicita, cometiéndolo a compresiones iniciales elevadas, mediante la utilización de armaduras activas (presforzado) en lugar de las pasivas (armado) utilizando concretos de mayor resistencia a compresión y hierro de refuerzo de mayor limite elástico. Para el anclaje de los cables, Freyssinet adopto el sistema de los conos macho y hembra que él había inventado en 19393.

1.- MATERIALES EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE PUENTES

1.1.- CONCRETO REFORZADO

Material compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos4.

La capacidad de verter el concreto en cualquier forma o tamaño lo hace ideal para la construcción de puentes, ya que no necesita de un corte o moldeo. Para añadirle más fuerza, el concreto es a menudo previamente comprimido y reforzado con acero. En la superficie, el concreto es propenso a la corrosión por el agua salada y los contaminantes en el aire como el dióxido de carbono y dióxido de azufre5.

El concreto se utiliza con frecuencia en puentes de cualquier tipo de carretera, desde caminos rurales hasta autopistas, por su economía para claros cortos y medianos, durabilidad, bajo costo en mantenimiento y fácil adquisición de materiales; así, se construyen puentes de losa, de vigas T y de vigas caja. Sin embargo su utilización para claros largos requiere de secciones gruesas y peraltadas así como mayor armaduría y encofrados lo que se traduce en mayores costos3.

Los puentes de concreto armado son de montaje rápido, ya que admiten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos2.

1.1.1.- PROPIEDADES DEL CONCRETO REFORZADO

Propiedades mecánicas:

La resistencia mecánica del concreto frecuentemente se identifica con su resistencia a la compresión, debido a que por un lado es la propiedad mecánica más sencilla y practica de determinar y por otro, esta representa la condición de carga en la que el concreto exhibe mayor capacidad para soportar esfuerzos.

La resistencia potencial a la compresión suele estimarse con muestras de concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido6.

Tabla 1.- Propiedades mecánicas del concreto.

RESISTENCIA A COMPRESIÓN NOMINAL (KG/CM2)

MÁXIMA DEFORMACIÓN A LA FALLA (*10-3)

70

4.5

140

4

350

3

700

2

[pic 2]

Figura 1. Resistencia del concreto7.

NUCLEO

PRUEBA

f’c(MPa)

1

Compresión

42.70

2

Compresión

41.40

3

Módulo de elasticidad

42.60

4

Módulo de elasticidad

48.10

5

Tracción

9.3

6

Tracción

71

Tabla 2. Resultados de los ensayos del concreto a los sesenta días.

Propiedades físicas:[pic 3]

Figura 2.- Propiedades físicas del concreto

1.2.- ACERO

Aleación de hierro y carbono que, de acuerdo a su tratamiento y a las proporciones, puede adquirir distinta resistencia, elasticidad y dureza7.

El acero es también muy utilizado como un material de construcción primario para puentes. En los cables para los puentes colgantes que se elevan suspendidos, es el principal material utilizado. Las resistencias a la compresión y a la tracción del acero son de 10 a 100 veces el promedio del concreto, respectivamente, permitiendo que largos tramos de puentes reciban apoyo de un menor número de columnas. Además, siendo un metal, el acero tiene una ductilidad, o capacidad de doblarse, estirarse o deformarse sin romperse, mucho mayor al concreto. Sin embargo, la corrosión es una preocupación importante, y requiere un revestimiento de aleación para protegerlo de los elementos5.

Los puentes metálicos son muy versátiles, permiten diseños de grandes luces, se construyen con rapidez, pero son caros de construir y además están sometidos a la acción corrosiva, tanto de los agentes atmosféricos como de los gases y humos de las fábricas y ciudades, lo que supone un mantenimiento caro2.

1.2.1.- PROPIEDADES DEL ACERO

Fusibilidad: Dar forma a los metales en estado liquito, usando moldes donde se solidifican.

Forjabilidad: Capacidad de dar formas en estado sólido.

Maleabilidad: Propiedad para modificar su forma a temperaturas normales, mediante la acción de martillado o estirado.

Ductilidad: Cantidad de deformación plástica en dirección de su longitud, pudiendo expresarse en función de alargamiento o reducción