Pretensado

El pretensado puede usarse en la obra cuando se requiera de un gran número de unidades similares prefabricadas, pero normalmente se lleva acabo en la planta donde ya han sido previamente construidas mesas permanentes de tensado. El método más efectivo es el de producción a gran escala, en la que un cierto número de unidades análogas se producen simultáneamente. Los tendones de acero se tensan entre las placas de anclaje situadas en cada extremo de una mesa larga de tensado. Dichas placas se encuentran soportadas por grandes secciones de acero ahogadas en un macizo de concreto (muerto de anclaje) en cada extremo de la superficie de colado. En uno de los extremos, la placa de anclaje se apoya directamente en las viguetas de acero soportantes, denominadas apoyo fijo. En el otro extremo, el de tensado, se introducen puntales de acero temporales entre la placa de anclaje y las viguetas de apoyo. Las placas de anclaje son placas gruesas de acero con agujeros por donde los alambres o torones pueden introducirse y anclarse. Los extremos de cada unidad tienen un tope que se taladra de acuerdo con la colocación de los tendones requeridos y del diámetro de los alambres o torones utilizados.

Los torones o alambres se arrastran a todo lo largo de la mesa de tensado, enhebrándose en los topes y en las placas de anclaje que finalmente se sujetan al apoyo fijo. En el otro extremo de la mesa, el tensado se inicia una vez que hayan sido colocados todos los alambres. Los cables se estiran para levantarlos de la mesa y aplicar la carga. Puede tomarse lectura de la extensión y compararse con el valor calculado, pero como, de hecho, los tendones tienen libertad de movimiento es la fuerza en el cable la que reviste una importancia primordial. En seguida se ancla el alambre y se descarga el gato. La secuencia del tensado no es muy importante en el pretensado, pero es esencial un tensado preciso.

En el pretensado, la adherencia entre el acero tensado y el concreto es de vital importancia y en ésta debe preverse que el acero quede libre de cualquier material, tal como el aceite o grasa de los moldes, que interfiera con la adherencia.

Para obtener una comparación completa del concreto, se deben de emplear vibradores, ya sean internos ó externos.

Como ocurre con cualquier concreto, el curado es necesario y es un proceso que se acelera mediante la introducción de vapor bajo una cubierta apropiada.

Cuando el concreto ha adquirido suficiente resistencia, los puntales provisionales son sustituidos por los gatos que pueden irse aflojando lentamente. Como el acero tensado tiende a regresar a su longitud original, la adherencia entre el concreto y el acero evita que suceda esto, de tal manera que el concreto queda sometido a compresión.

La fuerza en cada tendón se transfiere al concreto en una cierta longitud denominada “longitud de transmisión”. Esta longitud se afecta considerablemente por las condiciones de la superficie con respecto a los alambres.

En los procedimientos descritos hasta ahora, todos los tendones se han mantenido rectos, continuamente adheridos al concreto. Aun cuando la mayoría de las unidades pretensadas se construyen de esta manera no proporciona el uso mas eficiente de la fuerza de presfuerzo, en lo que respecta a miembros a flexión de sección constante.

Pretensado

El aspecto más importante del equipo en el pretensado consiste básicamente en la mordaza temporal que retienen a los alambres o torones durante y después del tensado. El método de tensado podrá variar pero la mordaza no, ya que aún está constituida por un barril y una cuña.

Generalmente, la cuña consta de 2 a 3 piezas con un collar y una grapa de alambre que mantiene a ambos en la misma posición relativa. Es importante que la cuña quede fija alrededor del alambre o torón y dentro del barril en una posición concéntrica, para que todos los segmentos de la cuña se introduzcan a la misma distancia dentro del barril.

En el anclaje fijo, las mordazas se presionan sobre los tendones no tensados cerca de la placa de anclaje. En el extremo de tensado, donde los tendones son tensados en forma individual, debe colocarse la mordaza sobre el tendón no tensado, contra la placa de anclaje. Se coloca ahora el gato con el tendón y se inicia el tensado, en el tendón se jala a través de la mordaza. Cuando se han alcanzado la carga y extensión requeridas, se introduce la cuña con fuerza sobre el tendón, se afloja la carga en el gato y al tratar el tendón de jalar a través de la cuña, la obliga a correrse sobre él quedando firmemente sujeto.

Si los tendones se estiran en forma individual, los gatos son relativamente pequeños y operan a base de electricidad.

Se denomina hormigón pretensado (en América concreto

presforzado)[cita requerida] a la tecnología de construcción de elementos

estructurales dehormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de

compresión previos a su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se

consiguen mediante barras, alambres ocables de alambres de acero que

son tensados y anclados al hormigón.

Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón

frente a esfuerzos de tracción,1 2 y fue patentada por Eugène

Freyssinet en 1920.

El objetivo es el aumento de la resistencia a tracción del hormigón,

introduciendo unesfuerzo de compresión interno que contrarreste en

parte el esfuerzo de tracciónque producen las cargas de servicio en

el elemento estructural.

Otra ventaja muy importante de la técnica del Hormigón Pretensado, es

que con su empleo no sólo se reducen las deformaciones que

experimentan los elementos estructurales, sinó que demás dichas

deformaciones pueden reajustarse haciendo variar los parámetros de

tensión y trazado de las armaduras.

El esfuerzo de pretensado se puede transmitir al hormigón:

Mediante armaduras pretesas; generalmente barras o alambres que se tensan en un banco, se mantienen tensadas y se embeben dentro del molde en hormigón fresco para formar una pieza. Cuando el hormigón ha fraguado se sueltan los anclajes y el hormigón queda comprimido. éste es el método utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados.

Mediante armaduras postesas; generalmente cables compuestos por alambres que se introducen en conductos huecos dentro de las piezas de hormigón y se tensan cuando éste ya ha fraguado. Éste es el método utilizado principalmente para construir tableros de puentes y otras grandes estructuras cuando éstas se hormigonan "in situ".

Normalmente al aplicar esta técnica, se emplean hormigones y aceros de

alta resistencia, dada la magnitud de los esfuerzos inducidos.

Según se ha indicado el pretensado se puede lograr de dos

maneras: pretesado(con armaduras pretesas) y postesado (con

armaduras postesas). De esta forma, la palabra general pretensado se

utiliza para referirse simultáneamente tanto al hormigón

pretesado como al hormigón postesado, donde lo que cambia es el

momento en el que se produce el tesado de los cables. Así, en general,

se habla deestructuras pretensadas, cuando no se quiere hacer

referencia al momento en que se produce el tesado de los cables y, se

dirá estructuras pretesadas o estructuras postesadas cuando este

momento es importante.

El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método

produce un buen vínculo entre el tendón y el hormigón, el cual protege al

tendón de la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El

hormigón o concretofraguado se adhiere a las barras, y cuando la tensión

se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por

medio de la fricción. Sin embargo, se requieren fuertes puntos de anclaje

exteriores entre los que el tendón se estira y los tendones están

generalmente en una línea recta. Por lo tanto, la mayoría de elementos

pretesados de esta forma son prefabricados en taller y deben ser

transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño.

Elementos pretesados pueden ser elementos balcón, dinteles, losas de

piso, vigas de fundación o pilotes.

Ventajas del hormigón pretensado

La resistencia a la tracción del hormigón convencional es muy inferior a

su resistencia a la compresión, del orden de 10 veces menor. Teniendo

esto presente, es fácil notar que si deseamos emplear el hormigón en

elementos, que bajo cargas de servicio, deban resistir tracciones, es

necesario encontrar una forma de suplir esta falta de resistencia a la

tracción.

Normalmente es escasa la resistencia a la tracción que se produce

colocando acero de refuerzo en las zonas de los elementos estructurales

donde pueden aparecer tracciones. Esto es lo que se conoce

como hormigón armadoconvencional. Esta forma de proporcionar

resistencia a la tracción puede garantizar una resistencia poco adecuada

al elemento, pero presenta el inconveniente de no impedir

el agrietamiento del hormigón para ciertos niveles de carga.

Aplicaciones

El hormigón pretensado es el material predominante en puentes de

vigas, en puentes construidos "in situ" de largos tramos entre pilas, o

construidos por métodos especiales como voladizos, empuje, etc.

También es muy empleado en pisos derascacielos, en cámaras

de reactores nucleares, así como en los pilares y núcleos resistentes

de edificios preparados para resistir un alto grado

de terremoto 3  y protección contra explosiones.4

Una ventaja del hormigón pretensado es el menor coste de construcción

gracias al empleo de elementos más ligeros, como losas delgadas -

especialmente importante en los edificios altos en los que el ahorro de

peso del piso puede traducirse en plantas adicionales para el mismo y

menos coste. El aumento de las longitudes aumenta el espacio utilizable

en los edificios; disminuyendo el número de juntas, lo que conduce a la

disminución de los costes de mantenimiento durante la vida de diseño de

un edificio, ya que dichas juntas son el principal escenario de debilidad

en los edificios de hormigón.

El primer puente de hormigón pretensado en América del Norte es

el Walnut Lane Puente Memorial en Filadelfia(Pensilvania). Se terminó y

se abrió al tráfico en 1951

Postensado

El postensado puede usarse en la producción industrial para grandes unidades prefabricadas con propósitos especiales, tanto en la obra como fuera de ella. El uso de tendones rectos no es muy conveniente por que no se aplica todo el presfuerzo al hablar de grandes unidades. En aquellos puntos donde ocurre el momento máximo se requiere de la máxima fuerza efectiva de presfuerzo y la mínima fuerza es necesaria donde ocurre el mínimo momento flexionante. Ello puede lograrse para una fuerza constante de presfuerzo variando la excentricidad de la fuerza, de tal manera que, el efecto del presfuerzo neutralizará el efecto de la carga.

Si los tendones se localizan dentro de la sección del concreto, se colocarán con un perfil curvo, por lo que el encamisado debe quedar sujeto son el perfil necesario, estos ductos deben colocarse en formas precisas y sujetarse al acero de refuerzo, que para entonces ya debe haberse puesto sobre la mesa que contiene los moldes. El anclaje permanente en los extremos de los ductos se fija en el extremo del molde.

El concreto se vaciará una vez que los moldes se encuentren ensamblados. Una vez que el concreto ha adquirido resistencia suficiente, se tensan los tendones, anclándolos por un extremo y tensándolos con los gatos contra la cara del anclaje en el otro extremo, o tirando de ellos simultáneamente. Los tendones dentro de cada ducto pueden tensarse individualmente, enganchando un gato de barra o de un solo torón a cada tendón a la vez o conectando también un gato de torón o de múltiples alambres a todos los tendones al mismo tiempo.

En cuanto se haya alcanzado la carga de diseño, se registrará la extensión y, si ésta ha alcanzado el valor calculado podrá anclarse el tendón.

Una vez que los tendones han sido tensados y anclados, generalmente se llenan los ductos de una lechada coloidal de cemento introducida a presión. El objeto principal de la lechada endurecida es el de evitar que la corrosión de los tendones, así como proporcionar adherencia entre los tendones y el concreto.

En los extremos de las unidades postensadas, los tendones transmiten una gran fuerza al anclaje en cual es de un área relativamente pequeña. El efecto que se produce es similar al de introducir una cuña en un bloque de madera y, a menos de que pueda contenerse esta fuerza de “estallamiento” hasta que se disperse la sección en el extremo de la unidad se presentará fractura.

En los cálculos de diseño se ha prestado especial atención a esto, que por lo general, resulta en concentrar refuerzo en las zonas extremas. También el concreto en esta área deberá de ser de buena calidad con una compactación adecuada, a pesar del congestionamiento del refuerzo, ductos y anclajes. En algunos casos, el bloque de extremo será prefabricado, girándolo 90° para darle mejor acceso al concreto en el momento de vaciarlo y posteriormente incorporarlo a la estructura durante la construcción.

Se denomina hormigón postesado o postensado a aquel hormigón al

que se somete, después del vertido y fraguado, a esfuerzos

de compresión por medio de armaduras activas (cables de acero)

montadas dentro de vainas. A diferencia delhormigón pretesado, en el

que las armaduras se tensan antes del hormigonado, en el postesado las

armaduras se tensan una vez que el hormigón ha adquirido su

resistencia característica.

De esta forma, el pretensado se puede lograr de dos

maneras: pretesado (con armaduras pretesas) y postesado (con

armaduras postesas). La palabra generalpretensado se utiliza para

referirse simultáneamente tanto al hormigón pretesadocomo

al hormigón postesado, donde lo que cambia es el momento en el que

se produce el tesado de los cables.

Al igual que en el hormigón pretesado, la ventaja del postesado consiste

en comprimir el hormigón antes de su puesta en servicio, de modo que

las tracciones que aparecen al flectar la pieza se traducen en una

pérdida de la compresión previa, evitando en mayor o menor medida que

el hormigón trabaje a tracción, esfuerzo para el que no es un material

adecuado.

A diferencia del hormigón armado ordinario, las armaduras no están

directamente en contacto con el hormigón en el momento del

hormigonado, ya que de lo contrario le transmitirían la tensión

de tracción por adherencia entre la armadura y el hormigón. Es por ello

que las armaduras se colocan dentro de vainas de plástico o metal. Estas

vainas se posicionan dentro del encofrado (el molde) formando una línea

curva definida en la fase de diseño, en función de la forma de la pieza y

de las cargas a las que estará sometida.

Una vez que se les ha aplicado la tensión de trabajo a las armaduras, se

anclan a la estructura mediante piezas especiales en sus dos extremos.

Finalmente, caben dos opciones:

en el sistema "adherente", se rellena el interior de las vainas con mortero de alta resistencia a presión, de manera que la armadura queda adherida al hormigón formando una sección monolítica. A su vez, el mortero asegura la protección del acero frente a la corrosión.

en el sistema "no adherente", las vainas no se rellenan, por lo que el único contacto entre el tendón y el hormigón se produce a través del cabezal de anclaje.

El hormigón postesado suele requerir además cierta cantidad de

armaduras pasivas (sin tensión aplicada)

El empleo de hormigón postesado suele reducirse a estructuras

sometidas a grandes cargas y con grandes separaciones entre apoyos,

en las cuales la reducción del coste de los materiales compensa el

aumento de la complejidad de ejecución.

La técnica del postesado se utiliza generalmente in situ, es decir, en el

mismo emplazamiento de la obra.

Ventajas

El uso de hormigón postesado permite reducir el canto de los elementos de hormigón, ya que por un lado aumenta su capacidad resistente, y por otro reduce las deformaciones.

Conlleva un uso más eficiente de los materiales, por lo que permite reducir el peso total de la estructura.

Disminuye la fisuración del hormigón, aumentando su vida útil.

Inconvenientes

Requiere de maquinaria y mano de obra más especializada que el hormigón sin postesar.

El cálculo es más complejo.

Postensado

El equipo que se requiere para el postensado depende del sistema que se utilice. En Inglaterra existen varios sistemas en operación, cuya lista es orden alfabético proporciona el nombre comercial del sistema y el tipo de tendón empleado.

Aún cuando podrían elegirse otros métodos para la clasificación, es conveniente agrupar los sistemas mediante el método que se adopta para el anclaje de los tendones, y aquí tenemos ya sea un sistema de tuerca enroscada o a base de cuña. En la primera categoría, se encuentran BBRV, Dividag y Macalloy. Todos los demás sistemas emplean cuñas.

DEFINICIÓN DE PRESFUERZO

El presfuerzo significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una

estructura o conjunto de piezas, con el propósito de mejorar su comportamiento

y resistencia bajo condiciones de servicio y de resistencia. Los principios y

técnicas del presforzado se han aplicado a estructuras de muchos tipos y

materiales, la aplicación más común ha tenido lugar en el diseño del concreto

estructural.

El concepto original del concreto presforzado consistió en introducir en vigas

suficiente precompresión axial para que se eliminaran todos los esfuerzos de

tensión que actuarán en el concreto. Con la práctica y el avance en

conocimiento, se ha visto que esta idea es innecesariamente restrictiva, pues

pueden permitirse esfuerzos de tensión en el concreto y un cierto ancho de

grietas.

El ACI propone la siguiente definición:

Concreto presforzado: Concreto en el cual han sido introducidos esfuerzos

internos de tal magnitud y distribución que los esfuerzos resultantes debido a

cargas externas son contrarrestados a un grado deseado

En elementos de concreto reforzado el presfuerzo es introducido comúnmente

tensando el acero de refuerzo.

Dos conceptos o características diferentes pueden ser aplicados para explicar y

analizar el comportamiento básico del concreto presforzado. Es importante que

el diseñador entienda los dos conceptos para que pueda proporcionar y diseñar

estructuras de concreto presforzado con inteligencia y eficacia.

Primer concepto - Presforzar para mejorar el comportamiento elástico del

concreto.Este concepto trata al concreto como un material elástico y

probablemente es todavía el criterio de diseño más común entre ingenieros.

El concreto es comprimido (generalmente por medio de acero con tensión

elevada) de tal forma que sea capaz de resistir los esfuerzos de tensión.

Desde este punto de vista el concreto está sujeto a dos sistemas de fuerzas:

presfuerzo interno y carga externa, con los esfuerzos de tensión debido a la

carga externa contrarrestados por los esfuerzos de compresión debido al

presfuerzo. Similarmente, el agrietamiento del concreto debido a la carga es

contrarrestado por la precompresión producida por los tendones. Mientras que

no haya grietas, los esfuerzos, deformaciones y deflexiones del concreto

debido a los dos sistemas de fuerzas pueden ser considerados por separado y

superpuestos si es necesario

PRESFUERZO

El preesfuerzo o Postensado se define como un estado especial de esfuerzos y deformaciones que es inducido para mejorar el comportamiento estructural de un elemento. Por medio del preesfuerzo seaumenta la capacidad de carga y se disminuye la sección del elemento. Se Inducen  fuerzas opuestas a las que producen las cargas de trabajo mediante cable de acero de alta resistencia al ser tensadocontra sus anclas.La aplicación de estas fuerzas se realiza después del fraguado, utilizando cables de acero enductados para evitar su adherencia con el concreto. Contrario al pretensado elPostensado es un método de presforzado en el cual el tendón que va dentro de unos conductos es tensado después de que el concreto ha fraguado. Así el presfuerzo es casi siempre ejecutado externamente contrael concreto endurecido, y los tendones se anclan contra el concreto inmediatamente después del

presforzado. Esté método puede aplicarse tanto para elementos prefabricados como colados en sitio.

 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO PRESFORZADO

Ventajas

Se tiene una mejoría del comportamiento bajo la carga de servicio por el control del agrietamiento y la deflexiónPermite la utilización de materiales de alta resistenciaElementos más eficientes y esbeltos, menos materialMayor control de calidad en elementos pretensados (producción en serie). Siempre se tendrá un control de calidad mayor en una planta ya que se trabaja con más orden y los trabajadores están más controladosMayor rapidez en elementos pretensados. El fabricar muchos elementos con las mismas dimensiones permite tener mayor rapidez 

Ventajas[editar]

Las ventajas del presfuerzo son:

Brinda mejor comportamiento bajo cargas de servicio.

Permite utilizar materiales de alta resistencia, utilizando materiales de mayor calidad se puede mejorar el control de calidad en la producción.

Los elementos industrializados al presfuerzo logran ser eficientes y esbeltos con menos material a otros procesos constructivos.

Su producción en serie, al ser industrializados, brinda mayor ajuste en tiempo y costos de la obra

Desventajas

Se requiere transporte y montaje para elementos pretensados. Esto puede ser desfavorable según la distancia a la que se encuentre la obra de la plantaMayor inversión inicialDiseño más complejo y especializado (juntas, conexiones, etc)Planeación cuidadosa del proceso constructivo, sobre todo en etapas de montaje.Detalles en conexiones, uniones y apoyos

Desventajas

Las desventajas del presfuerzo son:

El presfuerzo requiere alta inversión inicial.

El diseño de los elementos es complejo y especializado; además es necesario contar con operarios igualmente especializados, tanto para la construcción como el montaje del elemento.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CONCRETO PRESFORZADO 

Ventajas

Se tiene una mejoría del comportamiento bajo la carga de servicio por el

control del agrietamiento y la deflexión

Permite la utilización de materiales de alta resistencia

Elementos más eficientes y esbeltos, menos material

Mayor control de calidad en elementos pretensados (producción en

serie). Siempre se tendrá un control de calidad mayor en una planta ya que

se trabaja con más orden y los trabajadores están más controlados

Mayor rapidez en elementos pretensados. El fabricar muchos elementos

con las mismas dimensiones permite tener mayor rapidez

 

 

Desventajas

Se requiere transporte y montaje para elementos pretensados. Esto

puede ser desfavorable según la distancia a la que se encuentre la obra de

la planta

Mayor inversión inicial

Diseño más complejo y especializado (juntas, conexiones, etc)

Planeación cuidadosa del proceso constructivo, sobre todo en etapas de

montaje.

Detalles en conexiones, uniones y apoyos

DIFERENCIA

Las dos formas en que se puede presforzar un elemento estructural son las siguientes:

Pretensado

Postensado

El término pretensado se utiliza para describir el método de presfuerzo en el cual los

cables se tensan antes de colar el concreto. Se requiere de anclajes y moldes

(bloques de concreto enterrados en el suelo) que sean capaces de soportar el total de

la fuerza de presfuerzo durante el colado y curado del concreto antes de cortar los

cables y que la fuerza pueda ser transmitida al elemento.

El postensado es el método de presfuerzo que consiste en tensar los cables y

anclarlos en los extermos de los elementos después de que el concreto ha fraguado y

alcanzado la resistencia necesaria.

TECNICAS MAS COMUNES

El Torón de Presfuerzo es destinado a los sistemas constructivos más eficientes técnica y económicamente de la industria de la construcción.Su proceso de fabricación es altamente tecnificado, y en el caso de Deacero, éste contempla desde la fundición de la materia prima hasta el producto terminado. Antes del proceso de formación de nuestros torones, el cual se realiza con tecnología de vanguardia, nos aseguramos de contar con las características óptimas, tanto mecánicas como químicas, del acero requerido para su fabricación.

Ventajas

> HACE POSIBLE LA CONSTRUCCIÓN DEESTRUCTURAS.con dimensiones superiores a las construidas consistemas de acero tradicionales, propiciando además:

. Menos costos.

. Menos tiempo de construcción.

. Mayor resistencia al tener menos pérdida de tensiónpor envejecimiento.. Menos columnas o mayor espaciamiento entre columnas.. Cimentaciones más eficientes.. Menos consumo de acero que los sistemas tradicionales.

En hormigón pretensado la armadura es una fuerza creada artificialmente con el único fin de conseguir que la sección entera trabaje a compresión, eliminándose los esfuerzos de tracción y por tanto la fisuración.