CONCRETO REFORZADO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL
Introducción
Un conjunto de elementos estructurales interactuando entre sí para satisfacer una necesidad generan un sistema estructural, existen diversas configuraciones que pueden presentar los sistemas estructurales, y están principalmente en función de la necesidad que la estructura satisface, así como, su configuración geométrica y la de sus elementos, además de los materiales que la conforman, cada uno de estos rasgos representa un comportamiento único dentro del análisis estructural. Aquí se hablará solo de la aportación y características del concreto reforzado.
¿Cómo funciona?
El concreto es una mezcla de materiales pétreos, por lo que es un material con gran resistencia a la compresión, pero su resistencia a la tensión es muy pobre. Un elemento estructural durante condiciones de servicio puede estar sometido a carga axial (tensión o compresión), flexión, torsión o cortante, bajo estas acciones el concreto presenta estados de esfuerzo de tensión en algunas zonas según sea el caso. Para satisfacer la baja resistencia del concreto se coloca acero de refuerzo, ya que, la resistencia a la tensión del acero es considerablemente mayor a la del concreto. Al incluir acero embebido en el concreto este se denomina “concreto reforzado” y se obtiene un material capaz de funcionar de manera eficiente en la mayoría de las necesidades estructurales.
Ventajas
- Su resistencia a la compresión en relación al costo que representa lo vuelve un material muy rentable.
- El concreto tiene como propiedad una gran resistencia al fuego y cambios de temperatura.
- A diferencia de otros materiales estructurales el concreto es muy resistente al agua, incluso puede llevar el proceso de fraguado bajo el agua.
- El mantenimiento a los elementos estructurales de concreto es de bajo costo y con una periodicidad baja.
- El concreto es un material muy durable e incluso su resistencia sigue aumentando con el tiempo.
- Antes del fraguado el concreto es un material moldeable por lo que se puede manipular la forma que se requiera.
- La fabricación del concreto generalmente se realiza con materiales locales, manteniendo sus costos dentro de un rango sin importar el lugar de la construcción.
Desventajas
- Su resistencia a la tensión es muy baja.
- Los costos por el uso de cimbra pueden ser elevados debido a la complejidad del elemento.
- En comparación con otros materiales estructurales suele ser un material pesado.
- Para obtener una resistencia elevada se requieren elementos mas robustos a diferencia de otros materiales.
- El control de calidad del concreto suele ser costoso debido a que puede presentar dificultades por su fabricación, traslado y colado.
Acero de refuerzo
El acero de refuerzo es diferente al acero estructural, el acero de refuerzo son principalmente varillas de diferentes diámetros que pueden ir desde ¼” hasta 1 ½” los más comunes, estas varillas funcionan en conjunto con el concreto, se necesita lograr adherencia entre los materiales para que funcionen de manera adecuada, para lograr esto, las varillas que se utilizan como acero de refuerzo suelen estar corrugadas.
Propiedades del concreto
Las principales propiedades del concreto que determinan un diseño estructural son las siguientes:
- Peso volumétrico: cantidad de peso en determinado volumen, este valor generalmente es de 2400 kg/m3.
- Resistencia a la compresión: representado por f’c, es el esfuerzo máximo que resiste el material hasta antes de llegar a la falla, los valores para elementos estructurales son mayores o igual a 250 kg/cm2.
- Módulo de elasticidad: Es el valor numérico con el que se puede medir la elasticidad del material, para el concreto no existe un valor fijo ya que depende propiedades que se definen por su composición como el f’c.
- Módulo de poisson: representa la expansión lateral de un elemento sometido a compresión respecto a su acortamiento longitudinal, su valor varía entre 0.11 y 0.21.
(M. en C. Iván Valenzuela)