PRIMERA CLASE-PARTE II

CONCRETO ARMADO I

Ing . Angel Roger Intor Rios

ACERO

INTRODUCCIÓN • A través de la historia el hombre a tratado de mejorar las materias primas. • Materiales mas usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro. • Someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas.

• El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2%. • Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas. temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. • Mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita.

HISTORIA Antes de 3,000 A.C. • Se descubre el fuego. • Aparece la minería, la metalurgia. • Se descubren los siguientes elementos: cobre, carbono, oro, hierro meteórico, plomo, mercurio, plata, azufre, estaño, zinc. • El oro es extraído de los depósitos aluviales. • El cobre, estaño, plomo y zinc son reducidos de sus menas por fundición. • Bronce. • Vaciado de metales en moldes y forjado. • Los instrumentos férricos más antiguos conocidos descubiertos por arqueólogos en Egipto en el año 3,000 AC.

3,000 - 600 A.C

• El oro se recupera por concentración gravimétrica. • Se produce hierro forjado (2,500 años A.C.). • Se buscaba el endurecimiento de armas férricas por medio de variaciones de calor la cual era una técnica avanzada en el año 1,000 AC y fue dada a conocer por los griegos.

600 A.C hacia delante…. • No existe fecha exacta. • Las primeras aleaciones férricas fueron producidas por obreros. • Aproximadamente hasta el siglo XIV DC, y éste sería clasificado hoy como hierro forjado. • Después del siglo XIV se mejoraron los hornos de fundición, aumentando el tamaño.

• En la fabricación moderna del acero se emplean hornos con combustión moderada que son una copia actualizada de los viejos hornos utilizados por los antiguos herreros. • El proceso de refinamiento del hierro fundido con incorporadores de aire fue patentado por el Británico Henry Bessemer que desarrolló el horno Bessemer o Conversor en 1,855.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES METÁLICOS  FUSIBILIDAD: Es la facilidad de poder dar forma a los metales,  FORJABILIDAD: Es la capacidad para poder soportar las variaciones de formas, en estado sólido o caliente, por la acción de martillos, laminadores o prensas.  MALEABILIDAD: Propiedad para permitir modificar su forma a temperatura ambiente en láminas, mediante la acción de martillado y estirado.  DUCTILIDAD: Es la capacidad de poderse alargar en longitudinalmente.  TENACIDAD: Resistencia a la ruptura al estar sometido a tensión.  FACILIDAD DE CORTE: Capacidad de poder separarse en trozos regulares con herramientas cortantes.  SOLDABILIDAD: Propiedad de poder unirse hasta formar un cuerpo único.  OXIDABILIDAD: Al estar en presencia de oxígeno, se oxidan formando una capa de óxido.

HIERRO

• Es el elemento esencial para la producción del acero • Es un metal blando, dúctil y maleable cuyo peso especifico es de 7.86 y su punto de fusión es de 1,500°C; antes de fundirse se reblandece y se puede trabajar. • Para la obtención son necesarios minerales ferrosos y otras materias como fundentes y carbón. Los minerales de hierro más importantes son: magnetita, oligisto, limonita y siderita.

ACERO • Son aquellos productos ferrosos cuyo tanto porciento de carbono está comprendido entre 0.05% y 1.7% • El acero funde entre los 1,400 y 1,500°C, y se puede moldear con más facilidad que el hierro. • La proporción de carbono influye sobre las características del metal.

CONVERTIDOR DE OXÍGENO

TIPOS DE ACERO • ACEROS DE BAJA ALEACIÓN Y ALTA RESISTENCIA. • ACEROS ALEADOS TÉRMICAMENTE TRATADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN. • ACEROS ESTRUCTURALES.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO ACEROS AL CARBONO: El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de: – Mn = 1,65 % – Si = 0,6 % – Cu = 0,6 %

Con este tipo de acero se fabrican máquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, etc.

ACEROS ALEADOS: Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de Vanadio, Molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de Mn, Si y Cu, respecto a los aceros al carbono. Se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.

ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRA RESISTENTES: – Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial su resistencia es mucho mayor que la del acero al carbono. – Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. – También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.

ACEROS INOXIDABLES: – Estos aceros contienen Cr, Ni, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. – Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. – Debido a su brillo los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos y también se utilizan en tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación. – También se emplean para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales y además es fácil de limpiar.

ACEROS PARA HERRAMIENTAS: Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

PROCESOS Y ACABADOS Existen distintos tipos de acabados para el acero, por lo tanto tiene una salida al mercado de gran variedad de formas y de tamaños, como varillas, tubos, rieles de ferrocarril o perfiles en H o en T.

TIPOS DE PERFILES Y RIELES Los rodillos para producir raíles o ríeles de ferrocarril o perfiles en H, en T o en L tienen estrías para proporcionar la forma adecuada.

USOS DEL ACERO

DEFINICIÓN DE ACERO ESTRUCTURAL • Se refiere a aquellos elementos de acero de sistemas estructurales de pórticos y reticulados que sean parte esencial para soportar las cargas de diseño. • Se entiende como este tipo de elementos a: vigas, columnas, puntales, bridas, montantes y otros que intervienen en el sistema estructural de los edificios de acero. • Para el diseño de secciones dobladas en frío o perfiles plegados se recomienda utilizar las Normas del American Iron and Steel Institute (AISI).

NORMATIVA • • • •

NORMA PERUANA E-090 ESTRUCTURAS METÁLICAS. NORMA AMERICANA ASTM A-36. NORMA EUROPEA DIN 17100 ST 32. COMPARACIÓN ENTRE NORMAS

NORMA A-36

COMPONENT

Wt. %

C 0.26

Cu 0.2

Fe 99

Mn

P

S

0.75

Max 0.04

Max 0.05