TÍTULO 3º . PROPIEDADES TECNOLÓGICAS DE LOS MATERIALES EHE
CAPITULO VI . Materiales

Artículo 31 Artículo 34

Artículo 32º Armaduras activas


32.1 Generalidades

Se denominan armaduras activas a las de acero de alta resistencia mediante las cuales se introduce la fuerza del pretensado.

Sus elementos constituyentes pueden ser: alambres, barras o cordones. La definición de estos elementos es la siguiente:

- Alambre: Producto de sección maciza, procedente de un estirado en frío o trefilado de alambrón que normalmente se suministra en rollo.

- Barra: Producto de sección maciza, que se suministra solamente en forma de elementos rectilíneos.

- Cordón de 2 ó 3 alambres: Conjunto formado por dos o tres alambres de igual diámetro nominal d, todos ellos arrollados helicoidalmente, con el mismo paso y el mismo sentido de torsión, sobre un eje ideal común (véase la UNE 36094:97).

- Cordón de 7 alambres: Conjunto formado por seis alambres de igual diámetro nominal d, arrollados helicoidalmente, con igual paso y en el mismo sentido de torsión, alrededor de un alambre central recto cuyo diámetro estará comprendido entre 1,02 d y 1,05 d (véase la UNE 36094:97).

Se denomina "tendón" al conjunto de las armaduras paralelas de pretensado que, alojadas dentro de un mismo conducto, se consideran en los cálculos como una sola armadura.

COMENTARIOS

El tendón también recibe el nombre de unidad de tensión. Además de los materiales y elementos citados en el Articulado, que son los normales, existen otros (por ejemplo, plástico reforzado con fibras) que pueden utilizarse para constituir las armaduras activas, cuyo empleo deberá, en su caso, justificarse convenientemente, de acuerdo con lo previsto en el Artículo 1º.


 

32.2 Características mecánicas

A los efectos de esta Instrucción, las características fundamentales que se utilizan para definir la calidad de los aceros de las armaduras activas son las siguientes:

    a) Diagrama tensión-deformación (carga unitaria-alargamiento, en porcentaje).

    b) Carga unitaria máxima a tracción (fmáx).

    c) Límite elástico (fy).

    d) Alargamiento remanente concentrado de rotura (u).

    e) Alargamiento bajo carga máxima (máx).

    f) Módulo de elasticidad (Es).

    g) Estricción (), expresada en porcentaje.

    h) Aptitud al doblado alternativo (sólo para alambres).

    i) Relajación.

    j) Resistencia a la fatiga.

    k) Susceptibilidad a la corrosión bajo tensión.

    l) Resistencia a la tracción desviada (sólo para cordones de diámetro nominal igual o superior a 13 mm).

Los fabricantes deberán garantizar, como mínimo, las características indicadas en b), c), e), f), h) e i).

 

COMENTARIOS

Se recomienda que el contenido porcentual de cada uno de los elementos químicos constituyentes de los aceros utilizados en las armaduras activas quede comprendido entre los valores indicados en la tabla 32.2 con el fin de conseguir que resulten aceptables sus características mecánicas.

 

Tabla 32.2.

Elemento Porcentaje mínimo Porcentaje máximo
C 0,58 0,88
Mn 0,50 0,90
Si 0,15 0,40
P -- 0,040
S -- 0,040


Se utiliza como más propia la nomenclatura de "carga unitaria" en vez de "tensión" para tener en cuenta que los valores que se registran en el gráfico están referidos a la sección inicial (carga unitaria) y no a la real (tensión).


El límite elástico fy se define, para todo tipo de aceros, como la carga unitaria correspondiente a una deformación remanente del 0,2 por 100. Este valor suele coincidir con el del escalón de cedencia en aquellos aceros que lo presenten (figura 32.2).

 

El alargamiento remanente de rotura puede evaluarse de dos formas. Una, midiéndolo sobre una base que, por incluir la sección de rotura y zonas adyacentes, resulta afectada por una posible estricción; el alargamiento así medido se denomina "alargamiento remanente concentrado". Otra, midiéndolo sobre una base que no incluya la sección de rotura ni las zonas afectadas por una posible estricción; se determina así el conocido como "alargamiento remanente repartido".

La estricción expresada en porcentaje viene definida como:

siendo Ai y Au, respectivamente, las secciones rectas, inicial y de rotura.

Otro parámetro relacionado con la ductilidad del material es la sensibilidad a las entallas, definida como la relación entre la carga que es capaz de soportar a tracción una probeta entallada y la que soporta otra probeta sin entallar y con la misma sección resistente que la primera. Este número es un índice de la capacidad del material para soportar defectos que pueden producirse durante la fabricación, transporte o puesta en obra.



Para las estructuras que deban soportar solicitaciones dinámicas o de fatiga, cuyas armaduras vayan ancladas por adherencia, es preciso conocer las longitudes de anclaje y las características de la transmisión de esfuerzos entre la armadura y el hormigón, mediante ensayos especiales dinámicos y estáticos.

No existe un método único de ensayo que permita determinar con suficiente garantía y, en todos los casos, la inmunidad de un acero frente a la corrosión bajo tensión, habida cuenta de los diferentes medios agresivos que pueden producir este fenómeno. Se recomienda por ello que, siempre que se prevea la existencia de un determinado ambiente agresivo potencialmente productor de este fenómeno, se realicen ensayos (Normas MELC) indicativos del comportamiento del acero frente a determinados medios agresivos (sulfuros, cloruros y nitratos) o indicativos de su susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno (UNE 36464:86).

Cuando se trate de estructuras especiales que puedan estar sometidas a temperaturas distintas a las normales será preciso conocer cómo varían con la temperatura las características mecánicas adoptadas en el proyecto. La elevación de la temperatura provocará un aumento de la relajación. La disminución de la temperatura, una pérdida de la ductilidad.

 

32.3 Alambres

Alambres de pretensado, a los efectos de esta Instrucción, son aquéllos que cumplen las condiciones prescritas en la UNE 36094:97. Sus características mecánicas, obtenidas a partir del ensayo a tracción realizado según la UNE 7474:92, deberán cumplir las siguientes prescripciones:

 

- La carga unitaria máxima fmáx no será inferior a los valores que figuran en la tabla 32.3.a.

 

Tabla 32.3.a.

Designación Serie de diámetros nominales, en mm Carga unitaria máxima fmáx en N/mm² no menor que
Y 1570 C 9,4 - 10,0 1.570
Y 1670 C 7,0 - 7,5 - 8,0 1.670
Y 1770 C 3,0 - 4,0 - 5,0 - 6,0 1.770
Y 1860 C 4,0 - 5,0 1.860

- El límite elástico fy estará comprendido entre el 0,85 y el 0,95 de la carga unitaria máxima fmáx. Esta relación deberán cumplirla no sólo los valores mínimos garantizados, sino también los correspondientes a cada uno de los alambres ensayados.

- El alargamiento bajo carga máxima medido sobre una base de longitud igual o superior a 200 mm no será inferior al 3,5 por 100. Para los alambres destinados a la fabricación de tubos, dicho alargamiento será igual o superior al 5 por 100.

- La estricción a la rotura será igual o superior al 25 por 100 en alambres lisos y visible a simple vista en el caso de alambres grafilados.

- El módulo de elasticidad tendrá el valor garantizado por el fabricante con una tolerancia de ±7 por 100.

En los alambres de diámetro igual o superior a 5 mm o de sección equivalente, la pérdida de resistencia a la tracción después de un doblado-desdoblado, realizado según la UNE 36461:80 no será superior al 5 por 100.

El número mínimo de doblados-desdoblados que soportará el alambre en la prueba de doblado alternativo realizada según la UNE 36461:80 no será inferior a:

- Para alambres destinados a obras hidráulicas o

sometidos a ambiente corrosivo 7

- En los demás casos 3

La relajación a las 1.000 horas a temperatura de 20o ± 1o C, y para una tensión inicial igual al 70 por 100 de la carga unitaria máxima garantizada, determinada según la UNE 36422:85, no será superior al 2 por 100 (alambres enderezados y con tratamiento de estabilización).

Los valores del diámetro nominal, en milímetros, de los alambres se ajustarán a la serie siguiente:

3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 7,5 - 8 - 9,4 - 10

Las características geométricas y ponderales de los alambres de pretensado, así como las tolerancias correspondientes, se ajustarán a lo especificado en la UNE 36094-2:97.

COMENTARIOS

Las características mecánicas de los alambres se consiguen, en general, mediante un tratamiento térmico de patentado, seguido de un trefilado y de un proceso de estabilizado.

Cuando, en igualdad de circunstancias se pueda elegir entre varios diámetros, se recomienda utilizar el mayor de ellos con el fin de disminuir la importancia de los posibles defectos superficiales.

El fabricante puede suministrar a título informativo valores de la relajación correspondiente a una tensión inicial de 60, 70 y 80 por 100 de la carga unitaria máxima garantizada o de la real. Esta se determina sobre una muestra adyacente a la sometida al ensayo de relajación. A falta de información del fabricante, los valores antes mencionados, pueden tomarse de la tabla 32.3.b, en la cual los valores de relajación correspondientes al 60, 70 y 80 por 100 de la carga unitaria máxima real son los indicados en UNE 36094-2:97.

 

Tabla 32.3.b. Valores de la relajación

Tensión inicial en porcentaje de la carga unitaria máxima fmáx Relajación
60% de fmáx garantizada 1,3
de fmáx real 1,5
70% de fmáx garantizada 2,0*
de fmáx real 2,5
80% de fmáx garantizada 4,0
de fmáx real 4,5

* Este valor es el exigido en el Articulado.

En el caso de que la utilización del alambre tenga unas exigencias de enderezado muy severas, como ocurre en la fabricación de traviesas de ferrocarril (diámetros entre 7 y 10 mm), el valor de la relajación será objeto de acuerdo entre el fabricante y el cliente.

A falta de resultados experimentales puede tomarse un valor del módulo de elasticidad de 200 kN/mm². El valor real puede variar entre 195 y 205 kN/mm² dependiendo del proceso de fabricación.

32.4 Barras

Las características mecánicas de las barras de pretensado, deducidas a partir del ensayo de tracción realizado según la UNE 7474:92 deberán cumplir las siguientes prescripciones:

- La carga unitaria máxima fmáx no será inferior a 980 N/mm2.

- El límite elástico fy, estará comprendido entre el 75 por 100 y el 90 por 100 de la carga unitaria máxima fmáx. Esta relación deberán cumplirla no sólo los valores mínimos garantizados, sino también los correspondientes a cada una de las barras ensayadas.

- El alargamiento bajo carga máxima medido sobre una base de longitud igual o superior a 200 mm no será inferior al 3,5 por 100.

- El módulo de elasticidad tendrá el valor garantizado por el fabricante con una tolerancia del ± 7 por 100.

Las barras soportarán sin rotura ni agrietamiento el ensayo de doblado especificado en la UNE 7472:89.

La relajación a las 1.000 horas a temperatura de 20o ± 1o C y para una tensión inicial igual al 70 por 100 de la carga unitaria máxima garantizada, no será superior al 3 por 100. El ensayo se realizará según la UNE 36422:85.

 

COMENTARIOS

Las barras que normalmente se utilizan como armaduras de pretensado son de acero de dureza natural. En ellas, si la carga unitaria de tesado no excede del 75 por 100 del valor correspondiente a su límite elástico, la relajación puede considerarse prácticamente nula.

Las barras para pretensado se producen en un reducido número de fábricas y, en general, para unos determinados sistemas de pretensado. No parece oportuno, por lo tanto, dar una información más detallada sobre dimensiones y calidades de las barras, información que deberá ser suministrada por los fabricantes.

 

32.5 Cordones

Cordones, a los efectos de esta Instrucción, son aquéllos que cumplen las condiciones prescritas en la UNE 36094:97. Sus características mecánicas, obtenidas a partir del ensayo a tracción realizado según la UNE 7326:88, deberán cumplir las siguientes prescripciones:

- La carga unitaria máxima fmáx no será inferior a los valores que figuran en la tabla 32.5.a en el caso de cordones de 2 ó 3 alambres y 32.5.b en el caso de cordones de 7 alambres.

Tabla 32.5.a. Cordones de 2 ó 3 alambres

Designación Serie de diámetros

nominales, en mm

Carga unitaria máxima fmáx. en N/mm2

no menor que:

Y 1770 S2 5,6 - 6,0 1.770
Y 1860 S3 6,5 - 6,8 - 7,5 1.860
Y 1960 S3 5,2 1.960
Y 2060 S3 5,2 2.060

Tabla 32.5.b. Cordones de 7 alambres
Designación Serie de diámetros

nominales, en mm

Carga unitaria máxima fmáx. en N/mm2
Y 1770 S7 16,0 1.770
Y 1860 S7 9,3 - 13,0 - 15,2 - 16,0 1.860

- El límite elástico fy estará comprendido entre el 0,88 y el 0,95 de la carga unitaria máxima fmax. Esta limitación deberán cumplirla no sólo los valores mínimos garantizados, sino también cada uno de los elementos ensayados.

- El alargamiento bajo carga máxima, medido sobre una base de longitud igual o superior a 500 mm, no será inferior al 3,5 por 100.

- La estricción a la rotura será visible a simple vista.

- El módulo de elasticidad tendrá el valor garantizado por el fabricante, con una tolerancia de ± 7 por 100.

- La relajación a las 1.000 horas a temperatura de 20 ±1oC, y para una tensión inicial igual al 70 por 100 de la carga unitaria máxima garantizada, determinada según la UNE 36422:85, no será superior al 2 por 100.

El valor del coeficiente de desviación D en el ensayo de tracción desviada (UNE 36466:91) no será superior a 28, para los cordones con diámetro nominal igual o superior a 13 mm.

Las características geométricas y ponderales, así como las correspondientes tolerancias, de los cordones se ajustarán a lo especificado en la UNE 36094-3:97.

Los alambres utilizados en los cordones soportarán el número de doblados y desdoblados indicados en 32.3.

COMENTARIOS

Cuando, en igualdad de circunstancias, se pueda elegir entre varios cordones de distinto diámetro de alambre, se recomienda utilizar el formado por los de mayor diámetro con el fin de disminuir la influencia de los posibles defectos superficiales.

El ensayo de tracción desviada consiste en someter una determinada longitud del cordón, desviada en su centro mediante un mandril, a una tracción creciente hasta producir la rotura de al menos uno de los alambres del cordón. Su objeto es determinar el comportamiento del cordón de pretensado bajo tensión multiaxial. A esta tensión suelen verse sometidos, en la práctica, los cordones de trazado no recto, o desviados en el anclaje.

El fabricante puede suministrar a titulo informativo valores de la relajación correspondiente a una tensión inicial de 60, 70 y 80 por 100 de la carga unitaria máxima garantizada o de la real. Esta se determina sobre una muestra adyacente a la sometida al ensayo de relajación. A falta de información del fabricante, los valores antes mencionados, pueden tomarse de la tabla 32.5.c, en la cual los valores de relajación correspondientes al 60,70 y 80 por 100 de la carga unitaria máxima real son los indicados en la UNE 36094-3:97.

Tabla 32.5.c. Valores de la relajación

Tensión inicial en porcentaje de la carga unitaria máxima fmáx Relajación
60% de fmáx garantizada 1,3
de fmáx real 1,5
70% de fmáx garantizada 2,0*
de fmáx real 2,5
80% de fmáx garantizada 4,0
de fmáx real 4,5

* Este valor es el exigido en el Articulado.

A falta de resultados experimentales puede tomarse un valor del módulo de elasticidad de 190 kN/mm². El valor real puede variar entre 180 y 195 kN/mm² dependiendo del proceso de fabricación.

32.6 Suministro

Los alambres se suministrarán en rollos en los que el diámetro del bobinado no será inferior a 250 veces el del alambre, y, al dejarlos libres en un suelo horizontal liso, presentarán una flecha inferior a 30 mm en una base de 1 m, en cualquier punto del alambre.

Los rollos suministrados no contendrán soldaduras realizadas después del tratamiento térmico anterior al trefilado.

Las barras se suministrarán en trozos rectos.

Los cordones de 2 ó 3 alambres se suministrarán en rollos cuyo diámetro interior sea igual o superior a 600 mm.

Los cordones de 7 alambres se suministrarán en rollos, bobinas o carretes, que salvo acuerdo en contrario, contendrán una sola longitud de fabricación de cordón; y el diámetro interior del rollo o del núcleo de la bobina o carrete no será inferior a 750 mm.

Las armaduras de pretensado se transportarán debidamente protegidas contra la humedad, deterioro, contaminación, grasas, etc.

 

COMENTARIOS

Tanto en el caso de productos certificados como de no certificados, la Instrucción exige la realización de ensayos de control de calidad del acero (véase Artículo 90º) al objeto de su recepción, si bien la intensidad de los ensayos es diferente en uno u otro caso.

Con un diámetro de bobinado no inferior a 250 veces el del alambre, se puede asegurar que la tensión producida por la flexión de enrollamiento en la fibra exterior se mantiene en la zona elástica del material con un adecuado margen de seguridad.

El peso de los rollos suele oscilar entre 500 y 2500 kg. La longitud de suministro de las barras varía normalmente entre 12 y 14 m.

El peso de los carretes utilizados para el suministro de los cordones, incluida su carga de cordón, es normalmente de 1.000 kg a 4.000 kg.

Se entiende por longitud de fabricación la longitud de cordón que generalmente se fabrica con una misma carga de máquina.

32.6.1 Productos certificados

Para aquellos aceros que posean un distintivo o Marca de Calidad homologada por el Ministerio de Fomento, o bien otra Marca de Calidad homologada en un Estado miembro de la Unión Europea que tenga un nivel de seguridad equivalente, cada partida de acero acreditará que está en posesión de la Marca, e irá acompañada del oportuno certificado de garantía del fabricante, en el que se indiquen los valores límites de las diferentes características expresadas en 32.3, 32.4 y 32.5 que justifiquen que el acero cumple las exigencias contenidas en esta Instrucción.

El fabricante facilitará además, si se le solicita, copia de los resultados de los ensayos de control de producción correspondientes a la partida servida.

32.6.2 Productos no certificados

En el caso de productos no certificados, cada partida de acero deberá ir acompañada de los resultados de los ensayos correspondientes a las características mecánicas y geométricas, efectuados por un laboratorio oficial o acreditado oficialmente, independiente del fabricante, que justifiquen que el acero cumple las exigencias establecidas en 32.3, 32.4 y 32.5, según el caso.

32.7 Almacenamiento

Para eliminar los riesgos de oxidación o corrosión, el almacenamiento se realizará en locales ventilados y al abrigo de la humedad del suelo y paredes. En el almacén se adoptarán las precauciones precisas para evitar que pueda ensuciarse el material o producirse cualquier deterioro de los aceros debido a ataque químico, operaciones de soldadura realizadas en las proximidades, etc.

Antes de almacenar las armaduras se comprobará que están limpias, sin manchas de grasa, aceite, pintura, polvo, tierra o cualquier otra materia perjudicial para su buena conservación y posterior adherencia.

Las armaduras deben almacenarse cuidadosamente clasificadas según sus tipos, clases y los lotes de que procedan.

El estado de superficie de todos los aceros será siempre objeto de examen antes de su uso, especialmente después de un prolongado almacenamiento en obra o taller, con el fin de asegurarse de que no presentan alteraciones perjudiciales.

 

32.8 Características que deben poseer las armaduras para poder ser ancladas por adherencia

Las armaduras destinadas a ser ancladas por adherencia deberán poseer unas características adherentes, definidas por su longitud de transmisión y longitud de anclaje, que les hagan adecuadas para su utilización en la forma prevista. Sus características geométricas (diámetro y dimensionado de grafila), serán motivo de acuerdo entre fabricante y cliente, para que su longitud de transmisión y longitud de anclaje, sean las adecuadas para su utilización.

 

COMENTARIOS

Con objeto de que estas longitudes no hayan de ser determinadas experimentalmente en cada caso particular, se recomienda que los fabricantes sometan sus productos a certificación de sus características adherentes en un laboratorio oficial o acreditado oficialmente (véase 67.4).

Se consideran adecuadas para su anclaje por adherencia las armaduras cuya longitud de anclaje resulta inferior a 100 en el caso de alambres aislados (siendo el diámetro del alambre) y a 150 veces el diámetro de cada uno de los alambres individuales si se trata de cordones.


Artículo 33º Sistemas de pretensado

El suministrador del sistema de pretensado deberá facilitar un informe técnico en el que se hagan constar todos los datos que, en relación con su sistema, sea preciso conocer para poder llevar a cabo correctamente tanto el proyecto como la ejecución de las obras.

Los sistemas de pretensado cumplirán lo especificado en la UNE 41184:90.

Cada tipo de anclaje requiere utilizar un equipo de tesado. En general se utilizará el recomendado por el suministrador del sistema.

Todos los aparatos utilizados en las operaciones de tesado deberán encontrarse en buen estado con objeto de que su funcionamiento no ofrezca peligro alguno.

Los aparatos de medida incorporados al equipo de tesado, permitirán efectuar las correspondientes lecturas con una precisión del 2%. Deberán contrastarse cuando vayan a empezar a utilizarse, y, posteriormente, cuantas veces sea necesario.

En los bancos de prefabricación de piezas con armaduras pretesas ancladas por adherencia, el tesado deberá efectuarse por medio de dispositivos debidamente experimentados.

 

COMENTARIOS

El informe técnico a que se refiere el Articulado, debe contener, como mínimo, lo siguiente:

- Descripción y características de los elementos fundamentales, del sistema (anclajes, empalmes, conductos, etc.) así como de los equipos de tesado e inyección.

- Tipo y características de las armaduras activas que deben utilizarse.

- Datos sobre colocación de tendones y anclajes.

- Coeficientes de rozamiento y valor de penetración en el anclaje (cuñas, tuercas, etc.), en su caso.

- Valor del coeficiente de eficacia del tendón anclado.

Los aparatos que se utilizan para realizar el tesado de las armaduras postesas suelen ser gatos hidráulicos.

Los aparatos de medida deben ser los adecuados para medir las presiones de trabajo de los gatos utilizados. En el caso de emplearse manómetros, resultan especialmente recomendables los de precisión, con dispositivos de seguridad contra el golpe de ariete.

La máxima garantía en la medición del esfuerzo de pretensado se obtiene con el empleo de dinamómetros intercalados detrás del gato, entre el pistón y la armadura que se tesa. En los bancos de prefabricación para el tesado de las armaduras se utilizan, además de los gatos hidráulicos, otros dispositivos.