Evaluación del comportamiento mecánico y estructural de las armaduras de acero inoxidable austenítico aisi 304 y dúplex aisi 2304

Abstract

La durabilidad de las estructuras de hormigón armado no es ilimitada, en especial en determinados ambientes.El ingreso de agentes agresivos en el hormigón,fundamentalmente dióxido de carbono e iones cloruros, rebasando el espesor del recubrimiento y alcanzando las armaduras, reducen el alto pH del hormigón hasta alcanzar un umbral crítico, por debajo del cual, el acero queda despasivado.
Posteriormente, si existe el suficiente aporte de humedad y oxígeno, el acero se corroe, lo que supone drásticas reducciones de la vida de servicio de estas estructuras y su
inevitable reparación.
La utilización de armaduras de acero inoxidable, a pesar de su alto coste inicial en comparación con el acero al carbono, es una alternativa que está recibiendo cada vez más consideración. Su resistencia a la corrosión en los ambientes más agresivos,incluso con ataque de cloruro s, lo convierte en el material idóneo para prolongar de forma muy considerable la vida útil de la estructura.
En este trabajo se ha evaluado el comportamiento mecánico y estructural de dos aceros inoxidables, el más utilizado EN 1.4301 (AISI 304) tipo austenítico para usos generales, y el acero dúplex EN 1.4362 (AISI 2304), y se han comparado con el tradicional acero al carbono B500SD. El estudio se ha realizado en tres niveles diferentes: a nivel de barra, estudiando las propiedades mecánicas y de ductilidad de
los tres aceros; a nivel de sección, estudiando su comportamiento a flexión con diferentes cuantías de armado por medio de los diagramas momento-curvatura; y anivel de pieza, ensayando una serie de vigas armadas con diferentes aceros y cuantías, y comprobando su comportamiento a desplazamiento y resistencia por medio de los diagramas carga-desplazamiento.
Los resultados de los ensayos han demostrado dos aspectos diferentes. Uno, que las nuevas armaduras de acero inoxidable tienen un comportamiento muy similar a las de acero al carbono en lo referente a las resistencias alcanzadas, pero distinto en cuanto al módulo de deformación longitudinal, claramente inferior al del acero al carbono, por lo que su utilización en las estructuras de hormigón necesita modificar en ese punto los análisis lineales de cálculo existentes.
El segundo aspecto es que las armaduras de acero inoxidable laminadas en caliente presentan una ductilidad muy superior a las de acero al carbono, por lo que ofrecen una mayor seguridad frente a su rotura o al colapso de la estructura, lo que se debe tener en cuenta en el análisis plástico de cálculo. En cambio, las armaduras de acero inoxidable laminadas en frío sólo cumplen con los límites mínimos de ductilidad establecidos en la instrucción EHE- 08 para los aceros soldables, y no para los aceros con características especiales de ductilidad.
Los resultados a nivel de sección y a nivel de pieza permiten identificar el comportamiento estructural del hormigón armado con este tipo de aceros y compararlo
con el de las estructuras de hormigón armado convencionales.