Hormigón Postensado

El hormigón postensado funciona cuando se emplea combinado con algunos elementos que le permiten resistir los esfuerzos ellos son las vainas, torones, la lechada y anclajes.

Había comentado brevemente lo que es y significa el hormigón pretensazo, ahora hablaré de el hormigón postensado, el cual es similar al pretensazo, pero con la diferencia que después del llenado y endurecido, se introducen esfuerzos de compresión conformados por torones de acero en estructuras interiores, que se han colocado previamente, denominadas vainas (ver foto lateral). Luego de ello, lo cables, al igual que en el pretensado, son estirados con maquinas especiales y anclados con placas de anclaje (las hay de varios tipos, ejemplo tipo trompeta – ver figura 1 inferior), rellenándose las vainas con mortero (lechada) de tal forma de asegurar la protección del acero y la adherencia al resto de la estructura.

Al igual que en el hormigón pretensado, la ventaja del postensado 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.

Como había mencionado en anteriores artículos el hormigón postensado funciona cuando se emplea combinado con algunos elementos que le permiten resistir los esfuerzos. Uno de los más importantes es la zona de anclaje, se emplean en vigas con tendones postensados, las cuales deben utilizarse bloques extremos a fin de distribuir las fuerzas concentradas del preesfuerzo en el anclaje; tomando en cuenta que los mismos deben proporcionar espacio suficiente para permitir la colocación del acero de preesfuerzo y alojar los dispositivos de anclaje, y deben ser diseñados para resistir tanto la fuerza máxima de tensado como la fuerza última de diseño de los tendones utilizando que en el caso del hormigón es de 0.9 (FR).

Figura 1: Placas de Anclaje (izquierda: instalada, derecha: trompeta por instalar)

Con el fin de resistir el esfuerzo de quiebre y evitar las fisuras y el desprendimiento del recubrimiento (tarrajeo o acabado), debe colocarse refuerzo en los miembros postensados con la separación y cantidad recomendadas por el fabricante del anclaje. En el caso que estas no puedan ser aplicadas, la armadura debe estar conformada por un mínimo de barras de medida 3 colocadas cada 8 cm en cada dirección. Esta parrilla se colocará a no más de 4 cm de la cara interna de la placa de apoyo de anclaje.

En el caso de los anclajes y acopladores para postensado si se aplican a tendones adheridos o no adheridos deben desarrollar, como mínimo el 95 por ciento de la resistencia máxima de los tendones cuando se prueben bajo condición de no adherencia, sin que se excedan los corrimientos previstos. Sin embargo, para tendones adheridos dichos anclajes y acopladores deben ser ubicados para poder desarrollar el 100 por ciento de la resistencia a la ruptura de los tendones en las secciones críticas una vez producida la adherencia al elemento.

Para la colocación de acopladores es necesario contemplar las recomendaciones de la supervisión de obra, a su vez deben ser guardados en dispositivos lo suficientemente largos para permitir los movimientos necesarios pero que permitan que se conserven e forma permanente de la corrosión. En elementos sometidos a cargas cíclicas se debe atender la posibilidad de fatiga en los anclajes y acopladores.

Otro de los elementos claves de un sistema de postensado son los “ductos para postensado. Estos ductos, al momento del vaciado de la estructura no deben permitir que el hormigón pase a su interior de manera que queden libres para el paso del acero; asimismo deben ser químicamente inertes, de tal forma que no reaccionen con el hormigón y puedan generar corrosión o deformaciones que impidan el libre movimiento y duración del postensado, afectando de esta forma a la estructura final.

Para facilitar la inyección de lechada al interior de los ductos, estos no deben tener un diámetro menor a 6 cm y por lógica debe ser mayor que al diámetro del tendón; el área transversal interior de ductos que alojen varios tendones será por lo menos igual al doble del área transversal de todos los tendones. En relación a esta “lechada” (hormigón líquido), se debe emplear como materiales constituyentes el cemento tipo Portland y agua, o en su defecto cemento Portland, arena y agua; siempre considerando que los materiales deben cumplir, en el caso del España, las normas EHE correspondientes a hormigón y agregados (Capítulo XII Elementos Estructurales) correspondientes al Código Técnico de Edificación. El contenido del agua será el mínimo necesario para que la lechada pueda bombearse adecuadamente, pero la relación agua-cemento en peso no será mayor que 0.45. No es recomendable utilizar agua para incrementar la fluidez de la lechada si aquella fue disminuida por retraso en su inyección, ya que ello disminuirá a su vez su resistencia.

Para mejorar la manejabilidad y reducir el sangrado y la contracción, pueden usarse aditivos que no sean dañinos ni a la lechada ni al acero ni al hormigón, y no debe utilizarse cloruro de calcio.

La proporción de la lechada debe estar basada en análisis previo de pruebas de laboratorio, constituidas por ensayos sobre lechada fresca y lechada endurecida realizados antes de iniciar las operaciones de inyección o en su defecto experiencias anteriores documentadas y probadas exitosamente, con materiales y equipo oarecido al que estamos empleando y en condiciones de obra similares.

La lechada debe inyectarse con equipo mecánico de mezclado y agitación continua que de lugar a una distribución uniforme de los materiales; asimismo, debe bombearse de modo que llene completamente los ductos de los tendones.

La temperatura del elemento presforzado, cuando se inyecta la lechada, debe ser mayor que 2º C, y debe mantenerse por encima de este valor hasta que la resistencia de cubos de 5 cm, fabricados con la lechada y curados en la obra, lleguen a una resistencia mínima a la compresión de 55 kg/cm2. Durante el mezclado y el bombeo, la temperatura de la lechada no debe exceder de 30º C.

Una vez hallamos completado el proceso de inyección de la lechada y cubierto los tendones interiores en los ductos, se procederáa cubrir y proteger los tendones de preesfuerzo, estos son los que quedarán como “excedente” de la estructura y servirán para su fijación ya aseguramiento. Debe tenerse en cuenta que al emplear soplete y soldadura en la proximidad del acero de preesfuerzo, es conveniente evitar que el acero esté sometido a altas temperaturas, reciba chispas de soldadura (carcasa) o corrientes eléctricas a tierra, que más adelante lo debiliten o permitan que este material reaccione químicamente al interior de la estructura. Una vez asegurados, los tendones no adheridos deberán estar completamente cubiertos con material adecuado para asegurar la protección contra la corrosión; este recubrimiento debe ser continuo en toda su longitud no adherida, y deberá prevenirse que se introduzca lechada o la pérdida del material de recubrimiento durante la colocación del hormigón.