El hormigón pretensado es un material estructural que permite que las tensiones de ingeniería predeterminadas se coloquen en los miembros para contrarrestar las tensiones que se producen cuando están sujetas a carga. Combina las propiedades compresivas de alta resistencia del hormigón con la alta resistencia a la tracción del acero.
El Concreto Pretensado
En hormigón armado ordinario, las tensiones son llevadas por el refuerzo de acero, mientras que el hormigón pretensado apoya la carga mediante tensiones inducidas en todo el elemento estructural. Esto lo hace más resistente a los golpes y vibraciones que el hormigón ordinario, y capaz de formar estructuras largas y delgadas con áreas seccionales mucho más pequeñas para soportar cargas equivalentes.
El hormigón pretensado fue patentado por el ingeniero san franciscano P.H Jackson en 1886, aunque no surgió como un material de construcción aceptado hasta 50 años más tarde, cuando la escasez de acero, junto con los avances tecnológicos, hizo de hormigón pretensado el material de construcción de elección durante la reconstrucción europea de la posguerra.
Ahora se utiliza comúnmente para vigas de suelo, pilas y ferrocarriles durmientes, así como estructuras como puentes, tanques de agua, techos y pistas de aterrizaje. Por lo general, el hormigón pretensado no es necesario para columnas y paredes,sin embargo, se puede utilizar económicamente para columnas altas y paredes de alta retención con altas tensiones de flexión.
Por regla general, el hormigón armado tradicional es el método más económico para un tramo de hasta 6 m. El hormigón pretensado es más económico cuando los tramos son de más de 9 m. Entre 6 y 9 m, las dos opciones deben considerarse de acuerdo con los requisitos particulares en cuanto a cuál es la opción más adecuada.
Acero Utilizado en Concreto Presentado
El acero utilizado para el pretensión puede estar en forma de alambre o tendones que se pueden agrupar para formar cables. También se pueden utilizar barras sólidas.
El alambre se hace dibujando en frío una varilla de acero de alto carbono a través de una serie de troqueles reductores. El diámetro del cable normalmente oscila entre 3-7 mm y puede ser redondo, engarzado o con sangría para darle una mejor resistencia la unión.
Proceso de Pretensación
Este proceso implica el estresado de cables o cables anclarlos al final de una forma metálica, que puede tener hasta 120 m de longitud. Los conectores hidráulicos hacen hincapié en el cable según sea necesario, a menudo añadiendo un 10% para acomodar la fluencia y otras pérdidas previas alestrés en las que se puede incurrir. A continuación, se fijan los moldes laterales y se coloca el hormigón alrededor de los cables tensos. El hormigón se endurece y se encoge, agarrando el acero a lo largo de su longitud, transfiriendo la tensión de los gatos para ejercer una fuerza compresiva en el hormigón.
Una vez que el hormigón ha alcanzado la fuerza deseada, los cables tensos se liberan de los gatos. Una resistencia de hormigón típica de 28 N/mm2 se puede lograr mediante curado de vapor las 24 horas, así como el uso de aditivos.
Para crear miembros más cortos, las placas divisorias se pueden colocar en cualquier punto a lo largo del miembro que, cuando se retira, permiten el corte de los cables.
Post Tensión: Concreto Postensado
Esto sigue el método inverso para pretensarse, por el cual el miembro concreto se lanza y el pretensión se produce después de que el hormigón se endurece. Este método se utiliza a menudo cuando el estrés debe llevarse a cabo en el lugar después de lanzar un componente insitu o donde una serie de unidades de hormigón prefabricado se unirán para formar el miembro requerido.
Los cables, cables o barras pueden colocarse en la unidad antes de tensar, pero la unión al hormigón se evita mediante el uso de un conducto flexible o vaina de goma que se desinfla y se retira cuando el hormigón se ha endurecido.
El estrés se lleva a cabo después de que el hormigón se haya curado mediante gatos hidráulicos que operan desde uno o ambos extremos del miembro. Debido a las altas tensiones locales en las posiciones de anclaje es común que un refuerzo helicoidal (espiral) se incluya en el diseño. Cuando se ha alcanzado la tensión requerida, el cable o los cables están anclados para mantener la pretensión. Los extremos de la unidad están sellados con mortero de cemento para evitar la corrosión debido a cualquier humedad atrapada y para ayudar en la distribución del estrés.
Los anclajes utilizados en el post-tensado dependen de si los tendones deben ser estresados individualmente o en grupo. La mayoría de los sistemas utilizan una forma de cuñas de cono dividido o mandíbulas que actúan contra una forma de rodamiento o placa de presión.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Las ventajas del hormigón pretensado incluyen:
- La fuerza compresiva inherente del hormigón se utiliza al máximo.
- Los aceros de aleación especiales utilizados para formar los tendones de pretensión se utilizan al máximo.
- Se eliminan las grietas de tensión, reduciendo el riesgo de corroer los componentes de acero.
- Se reducen las tensiones de cizalladura.
- Para cualquier intervalo y condición de carga dado, se puede lograr una reducción de peso mediante el uso de un componente con una sección transversal más pequeña.
- Un miembro compuesto se puede formar uniendo unidades individuales de hormigón prefabricado juntos.
Las desventajas del hormigón pretensado incluyen:
- Se requiere un alto grado de mano de obra y control.
- Los aceros de aleación especiales son más caros que los aceros tradicionales utilizados en hormigón armado.
- Se necesita equipo caro y hay requisitos de seguridad complejos.