SE DEBE EVITAR LA SOLDAURA DE BARRAS DE REFUERZO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO EN ZONAS SISMICAS DE MEXICO

SE DEBE EVITAR LA SOLDAURA DE BARRAS DE REFUERZO EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO REFORZADO EN ZONAS SISMICAS DE MEXICO

Generalmente en la construcción para tener barras de refuerzo continuo se realizan traslapes, pero hay casos en el los cuales se prefiere la soldadura de barra de refuerzo y en las uniones para esto se utilizan soldaduras de arco eléctrico con electrodos. En las normas ACI 318-2005 no se permiten traslapes de hasta 38mm o mayores, en México se traslapa con diámetros de 25mm.

Para utilizar la soldadura en barras de refuerzo se deben considerar tres variables: la primera es el esmerilado, la segunda es el electrodo a utilizar y la tercera en el precalentamiento que se le realiza a la barra de refuerzo, Una de las dificultades que ocurre en México y Ecuador es la irresponsabilidad de omitir los reglamentos para la soldadura de barras de refuerzo utilizan cualquier electrodo, no hay soldaduras capacitados, no existe la debida fiscalización en obra por parte de los Profesionales. Cabe mencionar que el contenido carbono es importante al momento de soldar ya que el contenido de carbono en las barras de refuerzo al estar sometidos a una temperatura alta existe una cambio en la microestructura del material.

En este estudio lo que se quiere llevar a cabo es conocer las propiedades mecánicas de las barras de refuerzos sometidos a altas temperaturas es decir a la soldabilidad para esto se deben cumplir las tres variables para una buena soldabilidad que son:
Electrodos
El bisel que con la forma la soldadura
El precalentamiento según el contenido de carbono

Para esto se va a ensayar la barra de refuerzo a tensión con diámetros de 8, 10 y 12 respectivamente lo que se quiere obtener de este ensayo es el esfuerzo último, deformación ultima y esfuerzo de fluencia


Existen normas Mexicanas e internacionales para la soldadura de barras de refuerzo que muchas veces no son tomadas en cuenta por los profesionales en una obra porque no se toman los correctivos suficientes por ejemplo: existen fiscalizaciones deficientes en la obra cuando se están soldando, existe supervisión deficiente para la selección de personal capacitado, no se precalientan las barras según el contenido de carbono, no se eliminan las imperfecciones después del corte de la barra con oxicorte, tener en cuente las uniones etc.

El arco eléctrico de la soldadura genera temperaturas altas lo que ocasiona que la barra de refuerzo tenga cambios en su microestructura debido al contenido de carbono. Debe haber un precalentamiento en la barra de refuerzo antes de soldarla debido a la velocidad de enfriamiento que hace que exista liberación de esfuerzos que producen fisuras y cambios de las propiedades del acero llamadas ´´matensita´´. La martensita produce un cambio en su dureza afectando negativamente a la ductilidad del acero, por eso se deber tomar en cuenta las normas especificadas en el ANSI, de hacer el debido precalentamiento de la barras de refuerzo antes de soldar. Otro aspecto muy importante es el esmerilado de la soldadura ya que este proporciona la unión del metal base y de la soldadura.

El contenido carbono se divide de la siguiente forma:
Bajo en carbono
Medio en carbono
Alto en carbono

El bajo en carbono tiene un porcentaje de carbono de 0.30%, el medio carbono tiene un porcentaje que varía entre el 0.30% y 0.60% y el alto en carbono tiene un porcentaje de 0,60%
El contenido de carbono es muy importante a la hora de soldar por que el metal base sea más resistente. En aceros que tengan un porcentaje 0,25% no es necesario precalentamiento porque el hecho de tener el porcentaje bajo de carbono provoca una baja templabilidad es muy raro que aumente su dureza en el proceso de soldadura, no se produce ningún cambio en las propiedades mecánicas de acero. Pero se debe tener en cuenta que cuando la barra de acero es sometida a temperaturas mayores a la crítica provoca cambios en la microestructura de la barra que al enfriarse de manera violenta provoque liberación de esfuerzos y cambios en las propiedades mecánicas de la barra.
Existe un parámetro llamado carbono equivalente que depende de la composición química de la barra, este parámetro se le obtiene de una forma empírica. Se suele utilizar un diagrama de carbono-carbono equivalente en el cual en las ordenadas se coloca el porcentaje de carbono y en las abscisas se colocas el carbono equivalente, este diagrama se divide en tres zonas: la primera zona es la soldabilidad optima, la zona II es acero de buena soldabilidad y zona III es el acero cuando tiene un alto riesgo al ser soldados. Los aceros de bajo carbono son excelentes para la soldabilidad, incluso los herreros utilizan este acero bajo en carbono para construir ventanas, puertas etc, sucede lo contrario con los aceros de medio y alto contenido de carbono es complicado la soldabilidad ya que al enfriarse fácilmente las propiedades mecánicas de la barra cambias provocando la martensita antes mencionada, para que no ocurra esto se debe precalentar os pos calentar la barra.

En este estudio se ensayó 54 muestras a tensión de diámetros de N 8, 10, 12, también se ensayó barras no soldadas con los mismos diámetros al fin de compararlas, en la curva de esfuerzo-deformación estas barras se las llevó hasta ruptura. Con las barras no soldadas se obtuvo: la carga máxima, esfuerzo máximo, esfuerzo de fluencia, deformación máxima, y la relación entre el esfuerzo máximo y el esfuerzo de fluencia.

En barras soldadas la resistencia a tensión deber ser como mínimo 1.25 veces de esfuerzo de fluencia mínima según lo estimulado en las normas, por otra parte existen algunos autores que indican que en uniones solidadas la resistencia a tensión como mínimo de ver ser 1.5 veces de esfuerzo de fluencia mínima. Se ensayó en uniones soldadas para obtener la resistencia a tensión real y se obtuvo que es mayor a 1.5 veces el esfuerzo de fluencia mínima. Las normas mexicanas permiten que cuando existe articulaciones plásticas en un pórtico cualesquiera, procedamos los profesionales en la materia a construir en zonas de alta sismicidad, por el contrario las normas americanas es decir el ACI 318-05 no permite utilizar este criterio en zonas de alta sismicidad.
Algunos enfatizan que ninguna norma considera deformación a tensión mínima en barras soldadas ya que deben tener alguna deformación a tensión al menos igual a las barras no soldadas, se debe tener en cuenta que las barras de refuerzo soldadas en estructuras de concreto en zonas sísmicas tengan suficiente capacidad de deformación.

En México uno de los sistemas estructurales más empleado en zonas sísmicas son los pórticos, por ejemplo en edificios se puede construir con elementos estructurales prefabricados o construir con elementos hechos IN SITU, para barras de refuerzo con un diámetro N 8 se puede aplicar soldadura pero en los elementos prefabricados existe un problema de soldadura de barras de refuerzo ya que para las conexiones de este se utiliza soldadura y ante situaciones sísmicas, los elementos prefabricados tienen cierta vulnerabilidad que los elementos hechos IN SITU.









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