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DEFORMACION PLASTICA DEL CONCRETO Y ACERO Ingeniería Civil
CONCRETO ARMADO I Página 1
INDICE
Introducción
Pag.
I. DEFORMACION PLASTICA O CREEP 3
II. EL ACERO 5
1. Definición del acero 5
2. Historia del acero 5
3. Tipos 6
3.1. Aceros al carbono 6
3.2. Aceros aleados 7
3.3. Aceros de baja aleación ultra resistentes 7
3.4. Aceros inoxidables 7
3.5. Aceros de herramientas 7
4. Clases: 8
4.1. En barras lisas y perfiles 8
4.2. Barras de construcción 9
4.3. Alambrones y derivados 10
5. Estructura del acero 10
6. Composición química del acero 11
7. Propiedades del acero 12
7.1. Propiedades físicas del acero 12
7.2. Propiedades mecánicas del acero 13
7.3. Propiedades térmicas 14
7.4. Propiedades químicas 14
8. Características del acero 14
8.1. Características positivas del acero 14
8.2. Características negativas del acero 15
9. Usos de los aceros estructurales 15
10. Empresas que fabrican acero 16
10.1. Aceros Arequipa 16
10.2. Sider Perú (empresa siderúrgica del Perú S.A.) 16
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Introduccion La magnitud por deformacion de flujo plastico depende de la composicion del concreto, el
medio ambiente y la historia esfuerzo-tiempo.
Se puede describir la compocion del concreto en terminos del tipo y proporcion del agregado,
tipo y contenido de cemento, relacion de w/c, y aditivos. El tipo de agregado puede tenerun
afecto marcado en elflujo pastico, dibido a las diferentes propiedades elasticas y de absocion
de los agregados. El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2%. Se
suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le
pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades.
Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen
sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la
mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita,
blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución.
La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de
carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de
ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus
propiedades físicas con
intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha
sido tratado térmicamente depende de la proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto
mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de
perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con
cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.
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I. DEFORMACION PLASTICA O CREEP La plasticidad en el concreto es definida como deformación dependiente del tiempo que resulta
de la presencia de un esfuerzo.
Así definimos al flujo plástico como la propiedad de muchos materiales mediante la cual ellos
continúan deformándose a través de lapsos considerables de tiempo bajo un estado constante
de esfuerzo o carga. La velocidad del incremento de la deformación es grande al principio, pero
disminuye con el tiempo, hasta que después de muchos meses alcanza un valor constante
asintóticamente.
En la figura se muestra una gráfica deformación vs tiempo de una muestra sometida
temporalmente a la acción de una carga. Inmediatamente después que ésta es aplicada se
produce una deformación elástica que se mantiene mientras la carga actúa y una deformación
plástica o creep que se incrementa con el tiempo. Al retirar la carga, la muestra presenta,
instantáneamente, una recuperación elástica de la deformación. Esta, sin embargo, no iguala la
deformación elástica inicial. Así mismo se produce una recuperación plástica, la cual después de
un cierto periodo de tiempo se estabiliza, manteniéndose una deformación permanente en la
muestra.
Figura. (Deformación de un espécimen de concreto sometido temporalmente o carga axial)
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La deformación plástica se debe a la disminución del espesor de la capa de agua que rodea
laspartículas de los compuestos de la hidratación del cemento. Estas se acercan y con el tiempo
algunas se unen. Si la carga se retira parte de la deformación se recupera pero la unión de
algunas de las partículas ocasiona que se presenten deformaciones permanentes.
La deformación plástica es de una a tres veces la deformación instantánea elástica. El fenómeno
de creep incrementa las deflexiones en el tiempo y ocasiona redistribución de esfuerzos en la
estructura. Algunos factores que afectan este proceso son:
1. Nivel de esfuerzo a que está sometido el concreto, ya que la deformación es
proporcionalal esfuerzo.
2. Duración de la carga, mientras la carga se mantenga más tiempo, el efecto del creep es
mayor. Por eso, las cargas permanentes producen mayor deformación que las cargas
vivas.
3. Resistencia y edad a la cual se aplica la carga, si el concreto es cargado A edad avanzada
la deformación es menor.
4. Condiciones ambientales, a mayor humedad del medio ambiente, menor deformación
plástica. Con una humedad de 50% la deformación es el doble que con una humedad de
100%.
5. Velocidad de carga, mientras más rápido se aplique, más se deforma el concreto.
6. Cantidad y distribución del refuerzo, pues éste restringe las deformaciones.
7. Tipo, finura y contenido de cemento, ya que el cemento presenta deformaciones
plásticas que son, aproximadamente, quince veces mayores que las del concreto.
8. Relación wlc, a mayor cantidad de agua, mayor efecto del creep.
9. Tipo y gradación del agregado, mientras más denso sea el concreto, el creep será menos
crítico.
10. Temperatura, se ha demostrado que durante incendios el concreto acentúa su
deformación plástica.
La magnitud de la deformación por creep puede variar de 2.86x10−6 a 28.57x10−6 por kg/cm2
por unidad de longitud. En promedio, se puede tomar valores entre 1x10−6 a 1.5x10−6. En
pruebas efectuadas a lo largo de 20 años, se ha comprobado que en dos semanas se alcanzó del
18% a 35% de la deformación total registrada, en 3 meses, del 30% al 70% y en un año, del 64%
al 83%. La deformación con el tiempo puede llegar a 2.5 a 3 veces la deformación inicial.
Se ha encontrado que la deformación por flujo plástico en el concreto depende no solamente
del tiempo, sino que también depende de las proporciones de la mezcla, de la humedad, de las
condiciones del curado, y de la edad del concreto a la cual comienza a ser cargado. La
deformación por flujo plástico es casi directamente proporcional a la intensidad del esfuerzo.
Por lo tanto es posible relacionar a la deformación por flujo plástico con la deformación elástica
inicial mediante un coeficiente de flujo plástico definido tal como sigue:
𝐶𝑢 = 𝐸𝑐𝑖 ∗ 𝐸𝑐𝑢
Dónde Eci es la deformación inicial elástica y Ecu es la deformación adicional en el concreto,
después de un periodo largo de tiempo, debida al flujo plástico.
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II. EL ACERO 1. DEFINICIÓN DEL ACERO:
El acero es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 3.5% que le
otorga mayor resistencia y pureza, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0.2%
y el 0.3% para aceros de bajo carbono, que son los utilizados para las construcciones.
Porcentajes mayores al 3.5% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al
ser frágiles y no poderse forjar, se moldean. Algunas veces otros elementos de aleación
específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos
determinados.
No se debe confundir el hierro con el acero, dado que el hierro es un metal en estado
puro al que se le mejoran sus propiedades físico-químicas con la adición de carbono y
demás elementos.
La gran variedad de aceros llevó a Siemens a definirlo como un compuesto de hierro y
otra sustancia que incrementa su resistencia.
Por la variedad y disponibilidad de los elementos primordiales que abundan en la
naturaleza ayudan facilitando de su producción en cantidades industriales, los aceros
son las aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinarias, herramientas,
edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico
de las sociedades industriales.
2. HISTORIA DEL ACERO:
Con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para
producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro
descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3.000 a.C., y se sabe que antes
de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1.000
a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante
tratamiento térmico.
Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las
aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad
como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral
de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía
el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria formada por
impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba
mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar
la escoria y soldar y consolidar el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía
contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta
técnica de fabricación producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierro
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forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado
y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro
absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.
Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y
se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o
mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la
parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más
carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos
era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero
o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.
La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados
de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de
aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o
convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos
que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las
grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero
a partir de mineral de hierro.
3. TIPOS:
Los aceros se clasifican en cinco grupos principales:
Aceros al carbono
Aceros aleados
Aceros de baja aleación ultra resistente
Aceros inoxidables
Aceros de herramientas.
3.1. ACEROS AL CARBONO:
El acero al carbono, constituye el principal producto de los aceros que se producen,
estimando que un 90% de la producción total producida mundialmente
corresponde a aceros al carbono. Estos aceros son
también conocidos como aceros de construcción, La
composición química de los aceros al carbono es
compleja, además del hierro y el carbono que
generalmente no supera el 1%, hay en la aleación
otros elementos necesarios para su producción, tales
como silicio y manganeso.
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El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción,
incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la
ductilidad.
3.2. ACEROS ALEADOS:
Estos aceros están compuestos por una proporción
determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos;
además de cantidades mayores de manganeso, silicio y
cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean
para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.
3.3. ACEROS DE BAJA ALEACIÓN ULTRA RESISTENTES:
Es la familia de aceros más reciente de las cinco. 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 que hace que su resistencia sea 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. Además, al pesar menos, también se
pueden cargar con un mayor peso. También se emplea
para la fabricación de estructuras de edificios.
3.4. ACEROS INOXIDABLES:
Estos aceros contienen cromo, níquel, 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. También se emplean mucho para
tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por
su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o
sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales.
Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no
oscurece alimentos y es fácil de limpiar.
3.5. ACEROS DE 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.
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4. CLASES:
4.1. EN BARRAS LISAS Y PERFILES:
Productos laminados en caliente de diversas secciones transversales que tienen en
común las siguientes características: la altura h, es igual o mayor de 80mm; las
superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas; las alas son
generalmente simétricas y de igual ancho; las caras exteriores de las alas son
paralelas; las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes,
en este caso los perfiles se denominan de "alas inclinadas", o de espesor uniforme
las que se denominan de alas paralelas.
a) Ángulos de Alta Resistencia Grado 50:
Producto de acero laminado en caliente cuya sección
transversal está formada por dos alas de igual longitud, en
ángulo recto.
b) Ángulos Estructurales:
Producto de acero laminado en caliente cuya sección
transversal está formada por dos alas de igual longitud, en
ángulo recto.
c) Barras Calibradas:
Barra de acero laminado en caliente y calibrado en frío; se
caracterizan por su alta exactitud dimensional y buena calidad
superficial.
d) Barras Cuadradas:
Producto de acero laminado en caliente de sección cuadrada.
e) Barras Cuadradas Ornamentales:
Producto de acero laminado en caliente de sección cuadrada de
lados cóncavos, que lo convierte en un elemento decorativo de
gran belleza.
f) Barras Hexagonales:
Producto laminado en caliente de sección hexagonal, de
superficie lisa.
g) Barras Redondas Lisas:
Producto laminado en caliente de sección circular, de superficie
lisa.
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4.2. BARRAS DE CONSTRUCCIÓN:
Barras de acero de sección redonda con la superficie estriada, o con resaltes, para
facilitar su adherencia al concreto al utilizarse en la industria de la construcción. Se
fabrican cumpliendo estrictamente las especificaciones que señalan el límite de
fluencia, resistencia a la tracción y su alargamiento. Las especificaciones señalan
también las dimensiones y tolerancias. Se les conoce como barras para la
construcción, barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las
barras para construcción se identifican por su diámetro, que puede ser en pulgadas
o milímetros. Las longitudes usuales son de 9 y 12 metros de largo.
a) Fierro Corrugado ASTM A706:
Barras de acero micro aleado de alta ductilidad, rectas
de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta
adherencia con el concreto.
b) Fierro Corrugado ASTM A615-GRADO 60:
Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes
Hi-bond de alta adherencia con el concreto.
c) Corrugado 4.7 mm:
Varillas de acero corrugadas obtenidas por laminado
en frío.
d) Nuevos Estribos Corrugados:
Para Columnas y vigas
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4.3. ALAMBRONES Y DERIVADOS:
Redondos que son laminados en caliente a partir de palanquillas, a una sección recta
aproximadamente redonda en rollos de una longitud continúa. Los productos en
barras pueden haber sufrido una deformación en frío controlada, por ejemplo un
estirado o torzonado alrededor de su eje longitudinal.
a) Alambre Negro Recocido:
Es un alambre de acero de bajo carbono, obtenido por
traficación y con posterior tratamiento térmico de recocido que
le otorga excelente ductilidad y maleabilidad, conservando
suficiente resistencia mecánica para trabajar.
b) Alambrón Liso para Construcción:
Es un producto laminado en caliente de sección circular y de
superficie lisa.
c) Alambrón para Trefilería:
Producto de acero fabricado por laminación en caliente, de
sección circular y de superficie lisa.
5. ESTRUCTURA DEL ACERO:
Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas
dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución en el hierro. Antes del
tratamiento térmico, la mayor parte de los aceros son una mezcla de tres sustancias: ferrita,
perlita y cementita.
a) La ferrita:
Blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros
elementos en disolución.
b) La cementita:
Un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es
de gran dureza y muy quebradiza.
c) La perlita:
Es una profunda mezcla de ferrita y cementita, con una composición
específica y una estructura característica, y sus propiedades físicas
son intermedias entre las de sus dos componentes.
La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado
térmicamente depende de las proporciones de estos tres
ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la
cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está
por completo compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores
es una mezcla de perlita y cementita.
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Al elevarse la temperatura del acero, la ferrita y la perlita se transforman en una forma
alotrópica de aleación de hierro y carbono conocida como austenita, que tiene la
propiedad de disolver todo el carbono libre presente en el metal. Si el acero se enfría
despacio, la austenita vuelve a convertirse en ferrita y perlita, pero si el enfriamiento es
repentino la austenita se convierte en martensita, una modificación alotrópica de gran
dureza similar a la ferrita pero con carbono en solución sólida.
6. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO:
Es una aleación de diversos elementos, entre ellas están el carbono, magnesio, silicio,
cromo, níquel y vanadio.
El carbono: es el que determina sus propiedades mecánicas. A mayor contenido de
carbono la dureza, la resistencia, la tracción y el límite elástico aumentan. Por el
contrario, disminuye la ductibilidad y la tenacidad.
El magnesio es adicionado en forma de ferro magnesio, aumenta la forjabilidad del
acero, su templacidad y resistencia al impacto, así como disminuye en su
ductibilidad.
El silicio se adiciona en proporciones que varían de 0.05% a 0.5%. Se incluye en la
aleación para propósitos de oxidación, pues se combinan con oxígeno disuelto en la
mezcla.
El cromo incrementa la resistencia a la abrasión y a la templacidad.
El níquel mejora la resistencia al impacto y calidad superficial.
El vanadio mejora la templacidad.
El fósforo, al igual que el Azufre, en algunos tipos de aceros se agrega
deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la
maquinabilidad; pero reduce la ductilidad y la resistencia al impacto.
COMPOSICION
Aleación Cantidad
Hierro 92%
Carbono 3 o 4%
Silicio 3%
Magnesio 0.25 al 2.5%
Fosforo y algunas partículas de Azufre 2%
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7. PROPIEDADES DEL ACERO:
4450 kg/cm2 ≤ Límite de fluencia (fy) ≤ 5100 kg/cm2
Resistencia a la tracción: σ_t≥6450 kg/cm2
7.1. PROPIEDADES FÍSICAS DEL ACERO:
Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a
que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos
térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con
combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se
pueden citar algunas propiedades genéricas:
Su densidad media es de 7850 kg/m³. En función de la temperatura el acero
se puede contraer, dilatar o fundir.
El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes
de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de
alrededor de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero
presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C,
y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que
se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes, (excepto las
aleaciones auténticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido
funde a 1.650 °C. Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.
7.2. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO
Relación esfuerzo-deformación del acero:
En la figura se puede apreciar una porción de la curva esfuerzo-deformación
para aceros de diversos grados. Como se observa, en la fase elástica, los
aceros de distintas calidades tienen un comportamiento idéntico y las
curvas se confunden. El módulo de elasticidad es definido como la tangente
del ángulo α. Por lo tanto, este parámetro es independiente del grado del
acero y se considera igual a: 𝐸𝑆=2039000 𝐾𝑔/𝑐𝑚2
Curva esfuerzo-deformación y módulo de elasticidad del acero.
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Tenacidad:
Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir
fisuras (resistencia al impacto). El acero es un material muy tenaz,
especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar
herramientas.
Ductilidad:
Es relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados
alambres. Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca
un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede
valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo a el coeficiente de dilatación,
que para el acero vale aproximadamente 1,2 · 10−5 (es decir α = 0,000012).
El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al
coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso
simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se
denomina hormigón armado.
Maleable:
Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una
lamina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta,
generalmente de forma electrolítica, por estaño.
Resistencia al desgaste:
Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en
contacto de fricción con otro material.
Maquinabilidad:
Es la facilidad que posee un material que permitir el proceso de mecanizado.
Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de
recibir un tratamiento térmico.
Dureza:
La densidad promedio del acero es 7850 kg/m3. Es la resistencia que ofrece
un acero para dejarse penetrar. La dureza de los aceros varía entre la del
hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos
térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado
del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite,
cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite
fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son
los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados
aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo,
wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la
dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros.
Conductividad eléctrica:
Posee una alta conductividad eléctrica en las líneas aéreas de alta tensión
se utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero
proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para
incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación.
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7.3. PROPIEDADES TÉRMICAS:
Conductividad eléctrica: Es la facilidad que presenta un material para dejar
pasar a través de él la corriente eléc¬trica. Este fenómeno se produce por
una diferencia de potencial entre los extremos del metal.
Conductividad térmica: Es la facilidad que presenta un material para dejar
pasar a través de él una cantidad de calor. El coeficiente de conductividad
térmica k nos da la cantidad de calor que pasaría a través de un
determinado metal en función de su espesor y sección.
Dilatación: Es el aumento de las dimensiones de un metal al incrementarse
la temperatura. No es uniforme ni sigue leyes determinadas.
7.4. PROPIEDADES QUÍMICAS.
La actividad química del metal depende de las impurezas que contenga y de la
presencia de elementos que reaccionan con estas, dependiendo también en menor
medida de la tem¬peratura y zonas de contacto. Distinguimos fundamentalmente
dos reacciones: oxidación y corrosión.
Oxidación: La oxidación se produce cuando se combina el oxigeno del aire
y el metal. La oxidación es superficial, produciéndose en la capa más externa
del metal y protegiendo a las capas interiores de la llamada oxidación total.
El óxido no es destructivo.
Corrosión: Se considera corrosión a toda acción que ejercen los diversos
agentes químicos sobre los metales, primeramente en la capa superficial y
posteriormente en el resto. Cuando es producida por el oxígeno y usando
como catalizador el agua, la corrosión es progresiva desde la capa superficial
hasta el interior del metal lo que provoca su total destrucción.
Corrosión general: Cuando es en toda la superficie, se protege con facilidad.
Corrosión intercristalina: Se debe a las impurezas y no se advierte a simple
vista.
Corrosión localizada: Se localiza en sitios poco visibles y pasa desapercibida
hasta que se rompe la pieza.
8. CARACTERÍSTICAS DEL ACERO:
8.1. CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DEL ACERO: Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente
y aun así siguen manteniendo su eficacia.
Soldabilidad: Es un material que se puede unir por medio de soldadura y
gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas
rectas
Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede
dar cualquier forma deseada
Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia
mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan
por la contribución química que tienen los aceros. Por medio de los ensayos
de laboratorio se determina la resistencia a tracción y a compresión
evaluando su límite elástico y el esfuerzo de rotura.
Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse
erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
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8.2. CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DEL ACERO:
Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen
al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material
si se trata de agua salina.
Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de
corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es
preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos
haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con
este tipo de material. Estas dos desventajas son manejables teniendo en
cuenta la utilización de los materiales y el mantenimiento que se les dé a los
mismos.
9. USOS DE LOS ACEROS ESTRUCTURALES:
Una relación completa sería imposible: desde el objeto más corriente hasta el instrumento
más sofisticado, desde lo microscópico (piezas menores de un gramo en los micro motores
de relojes eléctricos) hasta lo gigantesco (cubas de metanero, capaces de alojar el volumen
del arco del triunfo), el acero esta en el origen de la infinidad de productos elaborados por
la industria humana.
En la construcción de puentes o de edificios:
El acero puede tener múltiples papeles. Sirve para armar el hormigón, reforzar los
cimientos, transportar el agua, el gas u otros fluidos. Permite igualmente formar el
armazón de edificios, sean estos de oficinas, escuelas, fabricas, residenciales o
polideportivos. Y también vestirlos (fachadas, tejados). En una palabra, es el elemento
esencial de la arquitectura y de la estética de un proyecto.
En el sector de la automoción:
Este sector constituye el segundo mercado acero, después de la construcción y las obras
publicas. Chasis y carrocerías, piezas de motor, de la dirección o de la transmisión,
instalaciones de escape, carcasas de neumáticos, el acero representa del 55 al 70% del
peso de un automóvil.
En la comunicación:
Los componentes electrónicos utilizados en la informática o en las telecomunicaciones,
así como los elementos funcionales del tubo de los televisores en colero, son piezas
delicadas con exigencias particulares: por ello, se fabrican en aleaciones adaptadas a
cada caso.
En la energía:
El petróleo y la industria nuclear requieren infraestructuras, equipos y redes de
conductos de fluidos muy específicos. El acero se muestra como un material clave en
este mundo que, como la industria química, debe hacer frente a numerosos desafíos:
medios altamente corrosivos, altas temperaturas, condiciones mecánicas altamente
exigentes.
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CONCRETO ARMADO I Página 16
10. EMPRESAS QUE FABRICAN ACERO:
En el mercado local existen actualmente dos principales productores de acero: 10.1. ACEROS AREQUIPA:
1964: Fue fundada en la ciudad de Arequipa su primera planta.
1966: inicia sus operaciones con la producción y comercialización de perfiles y
barras lisas de acero para la industria metal- mecánica, construcción y de
carpintería metálica.
1983: Se inauguró su segunda planta de laminación en la ciudad de Pisco, al sur
de Lima, e incursionamos en la fabricación de barras corrugadas y alambrones.
1988: La fusión con Laminadora del Pacifico permitió ampliar sus operaciones a
la fabricación de acero en forma de palanquillas, materia prima para los
productos laminados en caliente.
1997: Recibió la Certificación ISO 9002.Actualmente, han adecuado su sistema
de calidad a la norma ISO 9001 versión 2000. A fines de 1997, se fusiono con la
empresa Aceros Calibrados S.A. A fin de ampliar su portafolio de productos. De
esta manera, nace Corporación Aceros Arequipa.
Para el 2009 está programado concluir la segunda ampliación de su Planta de
Pisco, para incrementar nuevamente u capacidad de producción, esta vez de 550
mil a 1100 mil toneladas de acero anuales, con una inversión que superara los
280 millones de dólares.
10.2. SIDERPERU (EMPRESA SIDERURGICA DEL PERÚ S.A.A):
Principal empresa de extracción y la transformación del hierro en el Perú.
Fue el 9 de Mayo de 1956 cuando nace la primera siderúrgica del Perú, con la
con la creación de la Sociedad de Gestión de la Planta Siderúrgica de Chimbote y
de la Central Hidroeléctrica del Cañón del Pato (SOGESA)
Posteriormente, el 21 de abril de 1958 fue inaugurada la Planta Siderúrgica de
Chimbote por el Presidente Manuel Prado.
Actualmente Sider Perú se encuentra bajo la administración del grupo Gerdau
(inversionistas Brasileños), que a finales del año 2006, compró más del 70% de
la acciones de la empresa.
