Corrugado de Acero Inoxidable
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Nota TécnicaA b r i l 2 0 0 1 I n f o r m e t é c n i c o r e a l i z a d o p o r C E D I N OX
Puentes y túneles.
Construcciones en ambientes marinos
e industriales.
Construcciones en ambientes húmedos.
Construcciones amagnéticas.
Aplicaciones criogénicas.
Edificios resistentes al fuego.
Restauración de monumentos.
Balcones y voladizos.
Anclajes.
Construcciones en zonas de difícil acceso.
Conducciones y almacenamiento de aguas.
Peldaños de escaleras.
Suelos antideslizantes.
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Corrugado de Acero Inoxidable
El número
de estructuras
de hormigón
armado
dañadas es
muy grande
Hoy en día y en todos los
países, el número de es-
tructuras de hormigón
armado dañadas es muy
grande. El problema del
deterioro progresivo de las estructuras
de hormigón armado en ambientes
agresivos es candente y de actualidad y
cada vez más frecuentemente observa-
mos en autopistas y puentes, princi-
palmente, la realización de un
mantenimiento necesario y bastante
caro. Estructuras diseñadas en un princi-
pio para tener una duración de 100 años
o superior, son objeto de sucesivas repa-
raciones o incluso reemplazadas com-
pletamente a los pocos años de servicio.
Lo cierto es que el hormigón además de
aportar unas prestaciones en resistencia
muy amplias, ha demostrado poseer una
durabilidad adecuada para la mayoría de
los usos a los que es destinado.
Esta durabilidad se debe al resultado de
la acción protectora que el propio
hormigón ejerce sobre el acero de las
armaduras, debido, por un lado, a la
elevada alcalinidad del hormigón, queforma sobre la superficie del acero una
capa resistente que lo mantiene inaltera-
ble por tiempo indefinido, y por otro
lado, al mismo recubrimiento de la ar-madura por parte del hormigón, ya que
supone una fuerte barrera física para el
acceso de los agentes corrosivos.
Sin embargo, existen ambien-
tes agresivos o sustancias
que se añaden durante el
amasado del hormigón, que
pueden provocar la
corrosión de las armaduras, destruyendo
previamente la capa protectora delacero. Esto se produce ante la presencia
de una cantidad suficiente de cloruros,
bien porque se añadan durante el
amasado, bien porque penetren desde el
exterior en ambientes marinos, bien por
el uso de sal para el deshielo.
Así mismo, se puede iniciar el fenómeno
de la corrosión a causa de la disminución
de la alcalinidad del hormigón, por
haber reaccionado éste con el dióxido de
carbono que suele contaminar la
atmósfera.
Esta durabilidad
se debe al resultado
de la acción
protectora que
el propio hormigón
ejerce sobre el acero
de las armaduras
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El hormigón es un compuesto cuyos
componentes fundamentales son:- Arena.- Piedras.- Cemento.- Agua.
En función de distintas proporciones a
combinar entre ellos, tenemos los distin-
tos tipos posibles de hormigón a fabricar.
Entre el hormigón y las barras corru-
gadas de acero, se produce una granadherencia que da como resultado de
esta simbiosis, los siguientes beneficios
mutuos:
1. El acero provoca un aumento en la
resistencia mecánica del hormigón, la
cual no se ve afectada por las varia-
ciones de temperatura, al poseer estos
dos materiales similares coeficientes de
dilatación.
2. El hormigón protege al acero contra
la corrosión. Debido a los componen-
tes del hormigón, éste presenta una
alcalinidad elevada que hace que la ve-
locidad de corrosión de la estructura
de acero sea muy lenta.
Esta simbiosis funciona bien hasta que la
alcalinidad del hormigón se reduce y elpH se coloca a niveles de pH = 9 ó infe-
riores. Tanto más grave será el problema
cuanta menos alcalinidad tengamos en
el hormigón. Como todos vds. saben, el
pH es un logaritmo y por lo tanto, la
velocidad de corrosión aumenta expo-
nencialmente con la disminución del pH.
Los tres factores que influyen en la de-
gradación de la estructura del hormigón
son:
- CARBONATACIÓN.
- CLORUROS.
- PÉRDIDA DE LA ALCALINIDAD.
El mecanismo de la agresión puede
interpretarse de la siguiente forma:
El anhídrido carbónico (CO2) se
encuentra presente en la at-
mósfera, pero además en dis-
tintas zonas, sobre todo
industriales, urbanas y en ge-
neral contaminadas, los niveles son
mayores a los habituales. Este gas
reacciona con el agua presente en los
intersticios del hormigón, originándose
ácido carbónico (H2CO3) que ataca al hi-dróxido cálcico (Ca(OH)2) presente en el
hormigón formando carbonato cálcico y
bicarbonato cálcico, este último soluble
en agua, lo que hace al fenómeno impa-
rable y que se propague hacia el interior.
Al alcanzar la armadura de acero, provo-
ca su oxidación con el consiguiente au-
mento de volumen. Este aumento de
volumen se traduce en nuevas tensiones
internas que terminan por agrietar el
hormigón, debilitando la resistencia de
la estructura y abriendo nuevos caminos
al CO2, en su acción degradante.
Los cloruros pueden llegar al hormigón
por dos caminos: uno de ellos, debido al
lanzamiento masivo de sal (cloruro sódi-
co) sobre carreteras, puentes y viaduc-
tos, para eliminar hielo y nieve. El otro,
es la cercanía del mar estando los clo-
ruros en el propio medio ambiente oporque se añade arena que los contiene
durante el amasado.
Otros agentes que
contribuyen enorme-
mente a disminuir la
alcalinidad del hormi-
gón, son los gases sul-
furosos y nitrosos, presentes también en
los típicos ambientes contaminados
industriales, ya que combinados con elagua de lluvia conforman lo que
conocemos por "lluvia ácida".
El acero provocaun aumento
en la resistencia
mecánica
del hormigón
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Todos estos fenómenos que
afectan directamente a ladurabilidad de las constru-
cciones, se tratan de evitar
por dos caminos:
1. Variando las proporciones de los
componentes que forman parte del
hormigón, se mejoran en parte sus
características tanto mecánicas como
de durabilidad y compacidad.
2. Utilizando barras corrugadas de
acero inoxidable, cuyo uso se inició en
Japón y en los países nórdicos, y que
en la actualidad, va extendiéndose por
el resto de Europa.
El acero inoxidable es un material
óptimo para este tipo de aplicación, no
sólo por sus especiales características de
resistencia a la corrosión sino por sus
buenas propiedades mecánicas que
permiten, con un adecuado diseño, ali-
gerar los pesos de las estructuras al dis-
minuir las secciones de las barras a
emplear.
Las barras corrugadas de acero ino-
xidable cumplen las especificaciones re-
queridas por las normas internacionales
existentes relativas a ellas (BS 6744,
UNE-36067,...).
Las barras corrugadas de acero inoxida-
ble son perfectamente soldables por
cualquiera de los procedimientos con-
vencionales. Las soldaduras no requieren
tratamientos térmicos posteriores, y no
se ven afectadas sus características mecá-
nicas.
Las barras corrugadas de acero inoxi-
dable tienen un excelente comporta-miento en condiciones extremas de
temperatura.
A 600 ºC, la resistencia a la tracción
apenas ha variado. A -196 ºC la duc-tibilidad es prácticamente la misma que
a temperatura ambiente lo que les hace
válidos para aplicaciones criogénicas.
Hasta el momento hay poca bibliografía
al respecto, y son pocos los trabajos de
investigación objetivos y serios realizados
en el mundo. Los datos que vamos a
ofrecer a continuación forman parte de
un estudio realizado por el BUILDING
RESEARCH ESTABLISHMENT del ReinoUnido referentes a unos experimentos
llevados a cabo en Beckton, localidad al
este de Londres.
Durante un período de 10 años, se
estudió la resistencia a la corrosión dedistintos tipos de corrugados en distintas
probetas en las que se variaba el diseño
de la mezcla de hormigón y la profun-
didad del recubrimiento (sección efec-
tiva). También se variaba el contenido de
cloruros presentes en el hormigón,
introduciéndolos en forma de cloruro
cálcico disuelto en el agua de la mezcla.
La duración del corrugado fue estimada
por medidas de pérdida de peso(corrosión severa) y extensión de las pi-
caduras. En el hormigón se estudió la
composición de la mezcla, el nivel de
contaminación de cloruros y la extensión
de la carbonatación.
Los aceros estudiados se encuentran en
la figura nº 1, junto con su composición
química.
Se utilizaron dos mezclas de hormigón
1:6 y 1:8, por ser las más representativas
(figura nº 2).
Las distintas cantidades de ión cloruroañadidas fueron: 0; 0,32; 0,96; 1,9; 3,2,
expresadas en %.
Los resultados encontrados
para los distintos tipos de
acero de la prueba se exponen
en las gráficas de las figuras
números 3, 4, 5, 6 y 7 .
Sobra cualquier comentario acerca de la
comparación entre los aceros inoxida-bles y el resto en cuanto a duración, pér-
dida de espesor, etc.
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Las barras corrugadas
de acero inoxidable
cumplen las
especificaciones
requeridas por
las normas
internacionales
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COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ACEROS EMPLEADOS (figura 1)
COMPOSICIÓN
QUÍMICA
C
Si
N
Mn
P
S
Cr
Ni
Mo
Al
Cu
Magnético Sí Sí Sí Sí No No No
0,3
0,05
0,05
0,3
0,05
0,05
0,045
0,28
0,016
0,36
0,018
0,008
13,2
0,07
0,09
0,27
-
0,047
0,48
0,026
0,39
0,018
0,005
16,6
0,19
0,17
-
-
0,096
0,47
0,02
0,78
0,021
0,023
17,76
8,80
0,18
-
0,10
0,056
0,29
0,030
1,64
0,030
0,009
16,96
10,10
1,42
-
0,02
0,041
0,46
0,022
1,87
0,030
0,007
17,28
12,35
2,14
-
0,15
ACERO
CONSTRUCCIÓN
ACERO
GALVANIZADO
ACEROS INOXIDABLES
AISI 405 AISI 430 AISI 302 AISI 315 AISI 316
DISEÑO MEZCLA (figura 2)
PROPORCIÓN CEMENTO/GRAVILLA
CONTENIDO APROX. EN CEMENTO (Kg/m3 )
FINOS < 5 mm (%)
GRAVILLA > 5 mm (%)
1:8
220
40
60
1:6
290
40
60
POBRE (1:8)
Alta Permeabilidad
RICO (1:6)
Baja Permeabilidad
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RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE LA ARMADURA (figura 3)
0: SIN NINGÚN VESTIGIO DE CORROSIÓN
1: PEQUEÑAS PICADURAS DIFÍCILES DE APRECIAR
2: PEQUEÑAS PICADURAS FÁCILMENTE VISIBLES
3: GRANDES PICADURAS (10% DE PÉRDIDA DE ÁREA TRANSVERSAL)
4: CORROSIÓN GENERALIZADA (25% PÉRDIDA DE ÁREA TRANSVERSAL)
AISI 316
AISI 430
AISI 405
GALVANIZADO
ACEROCONSTRUCCIÓN
0 1 2 3 4
Hormigón (1:8) sin adición de clorurosTiempo: 10 años
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE LA ARMADURA (figura 4)
0: SIN NINGÚN VESTIGIO DE CORROSIÓN
1: PEQUEÑAS PICADURAS DIFÍCILES DE APRECIAR
2: PEQUEÑAS PICADURAS FÁCILMENTE VISIBLES
3: GRANDES PICADURAS (10% DE PÉRDIDA DE ÁREA TRANSVERSAL)
4: CORROSIÓN GENERALIZADA (25% PÉRDIDA DE ÁREA TRANSVERSAL)
AISI 316
AISI 430
AISI 405
GALVANIZADO
ACEROCONSTRUCCION
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Hormigón (1:8) 3,2% clorurosTiempo: 10 años
7
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RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE LA ARMADURA (figura 5)
0: SIN NINGÚN VESTIGIO DE CORROSIÓN
1: PEQUEÑAS PICADURAS DIFÍCILES DE APRECIAR
2: PEQUEÑAS PICADURAS FÁCILMENTE VISIBLES
3: GRANDES PICADURAS (10% DE PÉRDIDA DE ÁREA TRANSVERSAL)
4: CORROSIÓN GENERALIZADA (25% PÉRDIDA DE ÁREA TRANSVERSAL)
AISI 316
AISI 430
AISI 405
GALVANIZADO
ACEROCONSTRUCCIÓN
0 1 2 3 4
Hormigón (1:6) 0,96% clorurosTiempo: 10 años
8
P é r d i d a d e l p e s o a n u a l e n %
Contenido en cloruros en %
Aisi 316
DURACIÓN DE DISTINTOS CORRUGADOS EN HORMIGÓN EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO DE CLORUROS (figura 6)
Acero Construcción Aisi 430
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,32 0,64 0,96 1,28 1,60 1,92 2,24 2,56 2,88 3,20
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PÉRDIDA ANUAL DE ESPESOR (MICRAS/AÑO) (figura 7)
M i c r a s / a ñ o
Contenido en cloruros en %
Aisi 405 Hierro galvanizado Aisi 302
Hormigón (1:8) 10 mm
GAMA DE FABRICACIÓN
DIÁMETRO(mm)
345 6 8
10 12 1416 20 25
28 32
7,10 12,70 19,60 28,30 50,30 78,50
113,10 153,90 201,00 314,00 491,00
616,00 804,00
0,055 0,100 0,156 0,225 0,396 0,620 0,890 1,210 1,58 2,47 3,87
4,836,31
15 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35
15 15
-6.000 6.000 6.000 6.000 6.000 6.000 6.000
2.000 - 12.0002.000 - 12.0002.000 - 12.000
--
SECCIÓN (mm2 )
PESO(Kg/m)
ACABADOLONGITUD
(mm)
345 6 8
10 12 1416 20 25
28 32
7,10 12,70 19,60 28,30 50,30 78,50
113,10 153,90 201,00 314,00 491,00
616,00 804,00
0,055 0,100 0,156 0,225 0,396 0,620 0,890 1,210 1,58 2,47 3,87
4,836,31
15 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35 15 - 35
15 15
-6.000 6.000 6.000 6.000 6.000 6.000 6.000
2.000 - 12.0002.000 - 12.0002.000 - 12.000
--
Acabado 15 Material suministrado en rollo Acabado 35 Material suministrado en barra
0 0,32 0,64 0,96 1,28 1,60 1,92 2,24 2,56 2,88 3,20
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“ROLDÁN, SA. división de producto largo del grupo ACERINOX es un proveedor cualificado en diversos tipos de acero inoxidable.”
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS
DIÁMETRO(mm)
3 - 1416 - 32
>700 >700
>600 >525
>12 >15
>1,05 >1,05
Rm(MPa)
Rp 0,2 (MPa)
A (5xD)(%)
RmRp 0,2
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS El corrugado fabricado por ROLDÁN, S.A.
cumple las siguientes normas:
UNE 36 - 067 - 94. Alambres corrugados
de acero inoxidable austenítico.DIN 488 BS 6744
UNE 36 - 068 - 94. Barra corrugada de acero soldable para armaduras de
hormigón armado.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
COMPOSICIONES QUÍMICAS
CALIDAD
1.4301/1.4307/1.43111.4401/1.4404/1.4571/1.4429
1.4462
7,9 8,0 7,8
0,5 0,5 0,5
15 15 15
0,730,75 0,8
200 200 200
DENSIDAD (Kg/dm3 )
CALOR ESPECÍFICO
(J/gr o K)
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA (20 o C)
(W/ o Kxm)
RESISTIVIDAD Ωmm2
m
MÓDULOELASTICIDAD
(kN/mm2 )
1.43011.4307
1.43111.44011.44041.4429 1.45711.4462 F111
HORMIGÓN
T
CALIDAD
16 16
16 16 16 16
16,5 1312 12
100
16,5 16,5
16,5 16,5 16,5 16,5 17,5 13,5
200
17 17
17 17 17 17 18 14
300
17,5 17,5
17,5 17,5 17,5 17,5 18,5
-
400
18 18
18 18 18 18 19 -
500
18,5 18,5
18,5 19 19 19 19 -
600
18,5 18,5
18,5 19,5 19,5 19,5 19,5
-
700
19 19
19 19,5 19,5 19,5 19,5
-
800
EN 10.088
AISI
1.4301
1.4307
1.4401
1.4404
1.4571
1.4311
1.4429
1.4462
304
304L
316
316L
(316Ti)
304LN
316LN
2205
UNS
S30400
S30403
S31600
S31603
SB1635
S30453
S31653
S31803
RDN
130
142
250
273
280
146
279
900
C
≤ 0,07
≤ 0,030
≤ 0,070
≤ 0,030
≤ 0,080
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,030
Si
≤ 1,00
≤ 1,00
≤ 1,00
≤ 1,00
≤ 0,75
≤ 1,00
≤ 1,00
≤ 1,00
Mn
≤ 2,00
≤ 2,00
≤ 2,00
≤ 2,00
≤ 2,00
≤ 2,00
≤ 2,00
≤ 2,00
P
≤ 0,045
≤ 0,045
≤ 0,045
≤ 0,045
≤ 0,045
≤ 0,045
≤ 0,045
≤ 0,030
S
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,030
≤ 0,015
N
≤ 0,10
≤ 0,10
≤ 0,10
≤ 0,10
-
≤ 0,12-0,16
0,12-0,16
0,10-0,20
Cr
18 - 19,5
18 - 19,5
16,5 - 18
16,5 - 18
16,5 - 18
18 - 9,5
16,5 - 18
21 - 23
Mo
-
-
2 - 2,5
2 - 2,5
2 - 2,5
-
2,5 - 3
2,5 - 3,5
Ni
8 - 10,5
8 - 10
10 - 13
10 - 13
10,5 - 13,5
8,5 - 11,5
11 - 14
4,5 - 6,5
Ti
-
-
-
-
≥5(C+N)≤0,7
-
-
-
PRE
20,4
20,4
20,7
20,7
20,4
22,6
30,5
34,2
Coeficiente dilatación térmica (x10-6 mm/o C)
PRE Índice de resistencia a la corrosión por picaduras
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Centro para la Investigación yDesarrollo del Acero Inoxidable
C/ Santiago de Compostela, 100 - 28035 MADRID - Tf.: 91/398 52 31- Fax: 91/398 52 90 - e-mail: [email protected] I m p r e s o e n p a p e l r e c i c
l a d o Roldán S.A.