Características mecánicas y químicas del acero corrugado

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Siguiendo con los artículos referentes a la ferralla, con idea de ampliar la ayuda de Ferraplan, que es una aplicación de código abierto y gratuita, que se puede descargar de desde el área de descargas: http://www.atareao.es/es/descargas/aplicaciones/ferraplan/ferraplan-2.html, en este artículo se pretende hacer una descripción minuciosa, atendiendo a las normas UNE 36065 y UNE 36068, de las características mecánicas y químicas del acero corrugado.

Definición

El acero corrugado para armaduras de hormigón armado es un producto de acero de sección transversal circular o prácticamente circulara, apto para el armado del hormigón con al menos dos filas de corrugas trasnversales, uniformemente distribuidas a lo largo de todas la longitud.

Descripción

Corrugas

Las corrugas son estrías, resaltos o nervaduras discontínuas y no paralelas al eje longitudinal de la barra.

Aletas

Las aletas son resaltos contínuos, paralelos al eje longitudinal de la barra y diametralmente opuestos.

Núcleo

Es la parte de la barra no afectada por las corrugas ni por las aletas

Diámetro nominal

Número convencional, indicado en la siguiente tabla, respecto al cual se establecen las tolerancias. A partir del diámetro nominal, se determinan los valores nominales del área de la sección recta transversal y de la masa por metro lineal, adoptando convencionalmente, como masa específica del acero, el valor 7,85 kg/dm3.

Diámetro nominal
mm
Área de la sección
transversal
mm2
Masa
kg/m
6 28.3 0.222
8 50.3 0.395
10 78.5 0.617
12 113 0.888
14 154 1.21
16 201 1.58
20 314 2.47
25 491 3.85
32 804 6.31
40 1260 9.86

Tipo de acero corrugado

Los tipos de acero normalizados son los siguientes:

  • B400S y B500S según UNE 36098
  • B400SD y B500SD según UNE 36065
    • Estos aceros tienen características especiales de ductilidad.

Composición química

Los límites especificados para la composición química, referida al análisis de colada, y los valores admisibles en el análisis de producto se indican en la siguiente tabla.
El fabricante debe comprobar la composición química sobre producto, cuando se solicite expresamente en el pedido.

Carbonoa
máx
Azufre
máx
Fósforo
máx
Nitrógenob
máx
Cobre
máx
Carbono
equivalente
máx
Análisis de colada 0,22 0,050 0,050 0,012 0,80 0,50
Análisis de producto 0,24 0,055 0,055 0,014 0,85 0,52
a Se permite superar los valores máximos para el carbono en un 0,03 % en masa, si el valor del carbono equivalente decrece en un 0,02% en masa.
b Se permiten contenidos superiores de nitrógeno si existen elementos fijadores del nitrógeno en cantidad suficiente.

Características mecánicas

Las características mecánicas de los diferentes tipos de acero son las siguientes:

Ensayo de tracción

Tipo de
acero
Re
MPa
Rm
MPa
Re real/Re nominal A5
%
Agt
%
Rm/Re
B400S 400 440 - 14 - 1,05
B500S 500 550 - 12 - 1,05
B400SD 400 480 <= 1,20 >= 20 9 >=1,20
<=1,35
B500SD 500 575 <= 1,25 >= 16 8 >= 1,15
<= 1,35

donde:

Rm es la resistencia a tracción
Re es el límite elástico. Para esta características se considerará el valor del límite elástico superior. Cuando no se presenta el fenómeno de cedencia, se determinará el límite elástico convencioanl al 0,2%
A5 es el alargamiento de rotura
Agt es el alargamiento total bajo carga máxima.

Ensayo de doblado y desdoblado

Diámetro del mandril D
Y1=90 Y2 =20
Tipo de acero d<=12 12<d<=16 16<d<=25 25<d<=40
B400S 5d 6d 8d 10d
B500S 6d 8d 10d 12d
B400SD 5d 6d 8d 10d
B500SD 6d 8d 10d 12d

Adherencia

El fabricante de las barras tiene que tener un certificado de homologación de la adherencia emitido por un laboratorio de ensayo acreditado por una entidad de acreditación designada. El ensayo de adherencia se debe efectuar según la Norma UNE 36740. Los valores mínimos de las tensiones de adherencia se incluyen en la siguiente tabla:

Diámetro nominal
mm
Tensión media
MPa
Tensión de rotura
MPa
inferior a 8 6,88 11,22
de 8 a 32 7,84 – 0,12 d 12,74 – 0,19 d
superior a 32 4,00 6,66

Soldabilidad y composición química

La soldabilidad del acero para armaduras de hormigón armado está determinada por dos características:

  • el carbono equivalente
    • El carbono equivalente debe calcularse utilizando la siguiente formula: Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
  • limitaciones en el contenido de ciertos elementos. Estas limitaciones se recogen en la siguiente tabla, donde se refleja la composición química (% en masa):
Carbonoa
máx
Azufre
máx
Fósforo
máx
Nitrógenob
máx
Cobre
máx
Carbono
equivalente
máx
Análisis de colada 0,22 0,050 0,050 0,012 0,80 0,50
Análisis de producto 0,24 0,055 0,055 0,014 0,85 0,52
a Se permite superar los valores máximos para el carbono en un 0,03 % en masa, si el valor del carbono equivalente decrece en un 0,02% en masa.
b Se permiten contenidos superiores de nitrógeno si existen elementos fijadores del nitrógeno en cantidad suficiente.

La durabilidad de los productos conformes con la norma europea UNE EN 10080:2006 viene dada por la composición química especificada en la tabla anterior.

Resistencia a la fatiga

En el caso de los aceros con características especiales de ductilidad como son el B400SD y el B500SD, es necesario que cumplan con las exigencias requeridas por la norma UNE EN 36065, referentes a la resistencia a fatiga, que indica que: “las barras sometidas a un esfuerzo axial, cíclico y controlado, entre un valor máximo y uno mínimo siguiendo el procedimiento indicado en el apartado 10.7 de la norma UNE EN 36065, deben soportar un número de ciclos igual o superior a 2E+06.

Resistencia a la carga cíclica

En el caso de los aceros con características especiales de ductilidadcomo son el B400SD y el B500SD, es necesario que cumplan con las exigencias requeridas por la norma UNE EN 36065, referentes a la resistencia a la carga cíclica, que indica que:  “las barras sometidas a un ensayo de carga cíclica, según el apartado 10.8 de la norma UNE EN 36065, cumplen las exigencias en lo referente a la resistencia a la carga cíclica, si no se produce la rotura parcial o total de la probeta por la aparición de grietas transversales apreciables a simple vista, producidas como consecuencia de la realización del ensayo. la presencia de fisuras longitudinales, debidas al proceso de fabricación, no se consideran defectos atribuibles a la fragilidad del material.