Estudio del comportamiento mecánico de armaduras de acero inoxidable, en función de su grado de corrosión

Abstract

En este trabajo de fin de máster se realiza una nvestigación experimental acerca del estudio del comportamiento mecánico de armaduras de acero inoxidable, en función de su grado de corrosión, en comparación con el comportamiento mecánico del acero al carbono. Para ello, se emplearon barras corrugadas de acero inoxidable y acero al carbono de 16 mm de diámetro corroídas de forma acelerada en una etapa anterior y con factor desencadenante la presencia de ión cloruro. Se trabajó con un total de 30 barras corrugadas las cuales se dividieron de la siguiente manera: acero al carbono B-500-SD: 3 barras de referencia, 6 barras con nivel bajo de corrosión y 6 barras con nivel alta de corrosión (6); acero inoxidable dúplex de baja aleación EN 1.4482 (AISI 2001), 3 referencia (3), 6 con nivel bajo de corrosión y 6 con nivel alta de corrosión. Las armaduras se sometieron a ensayos de tracción para estudiar el efecto de la corrosión sobre sus propiedades mecánica y su ductilidad en base al concepto de acero equivalente. Los aceros inoxidables presentaron valores mayores de ductilidad y una buena capacidad de endurecimiento por trabajo que los aceros al carbono. A partir de los resultados se pudo comprobar que la influencia de la corrosión a los aceros inoxidables es mucho menor a los del acero al carbono, cumpliendo con los valores mínimos que se establecen en las normativas (CM-90, EC2 y EHE). Por lo tanto, el uso del acero inoxidable como refuerzo sería una buena alternativa en ambientes en donde se puede producir corrosión de las armaduras, como es el caso de estructuras cercanas a ambientes agresivos, o en caso se necesite un periodo de vida útil de más de 50 años y con escaso mantenimiento, que el uso de los aceros al carbono, ya que este último incrementara sustancialmente el costo de la estructura a lo largo del tiempo, debido a los costos de mantenimiento, costos de sustitución y costos adicionales de explotación ------ ABSTRACT ------ In this master's thesis, an experimental investigation is carried out on the study of the mechanical behavior of stainless steel reinforcements, depending on their degree of corrosion, compared to the mechanical behavior of carbon steel. For this, corrugated bars of stainless steel and carbon steel with a diameter of 16 mm were used, corroded in an accelerated way in a previous stage and with the presence of chloride ion triggering factor. A total of 30 corrugated bars were worked, which were divided as follows: carbon steel B-500-SD: 3 reference bars, 6 bars with a low level of corrosion and 6 bars with a high level of corrosion (6); Low alloy duplex stainless steel EN 1.4482 (AISI 2001), 3 reference (3), 6 with low level of corrosion and 6 with high level of corrosion. The reinforcements were subjected to tensile tests to study the effect of corrosion on their mechanical properties and ductility based on the equivalent steel concept. Stainless steels presented higher ductility values and good work hardening capacity than carbon steels. From the results, it was possible to verify that the influence of corrosion on stainless steels is much lower than those of carbon steel, complying with the minimum values established in the regulations (CM-90, EC2 and EHE). Therefore, the use of stainless steel as reinforcement would be a good alternative in environments where corrosion of the reinforcements can occur, as is the case of structures close to aggressive environments, or in case a useful life period of more is needed. 50 years and with little maintenance, than the use of carbon steels, since the latter will substantially increase the cost of the structure over time, due to maintenance costs, replacement costs and additional operating costs.