Las barras de refuerzo son uno de los elementos más importantes en la construcción. Estas piezas de acero aumentan la resistencia y durabilidad de las estructuras, lo que las hace más seguras y confiables. Pero, ¿sabes cuáles son los diferentes tipos, grados y tamaños de barras de refuerzo? En este artículo exploraremos esta interesante temática para que estés informado sobre este elemento clave en la construcción.
La construcción de estructuras residenciales, comerciales o industriales con hormigón requiere barras de refuerzo para mejorar su resistencia a la tracción y a la fluencia. Ya sea que construya cimientos, muros, puentes u otros proyectos, hay diferentes grados, tamaños y tipos de barras de refuerzo para elegir. Es importante elegir la barra de refuerzo adecuada, ya que en última instancia puede afectar la longevidad y el éxito de la construcción.
El tipo de barra de refuerzo afecta su resistencia a la corrosión. El grado determina su resistencia máxima a la tracción y el límite elástico, mientras que su tamaño o diámetro determina el tipo de construcción para el que se puede utilizar. La barra de refuerzo más utilizada para proyectos de construcción residencial es acero al carbono deformado de grado 60 en tamaños n.° 3, n.° 4 y n.° 5.
En esta guía, explicaremos el propósito de las barras de refuerzo en la construcción y para qué se utilizan. Identificaremos los diferentes tipos de barras de refuerzo, dónde usarlas mejor y sus ventajas y desventajas. Además, discuta los diferentes grados y tamaños de barras de refuerzo. Nuestro objetivo es brindarle la información necesaria para decidir qué varilla corrugada es mejor para sus proyectos.
¿Qué es la barra de refuerzo en la construcción?
Las barras de refuerzo o barras de refuerzo son varillas de acero formadas en caliente que se utilizan en la construcción para mejorar la resistencia a la tracción y la durabilidad de las estructuras de hormigón o mampostería. Por lo general, se colocan o erigen dentro de formas o núcleos huecos antes de verter el hormigón.
Las barras de refuerzo a menudo forman una estructura similar a un esqueleto de acero dentro de cimientos, paredes, losas, columnas, techos, puentes, entradas de vehículos, carreteras y otros proyectos de construcción de hormigón.
El hormigón tiene una gran resistencia a la compresión, pero puede agrietarse o romperse bajo tensión. Las barras de refuerzo se utilizan para ayudar a mejorar la resistencia del hormigón a las cargas y evitar que se agriete bajo tensión. Agrega resistencia al concreto, lo que significa que puede soportar o soportar cargas más pesadas sin agrietarse ni romperse. La fuerza añadida también puede reducir los costos de construcción al disminuir el espesor de la estructura de hormigón.
El acero y el hormigón tienen coeficientes térmicos similares, por lo que se expandirán y contraerán juntos para mantener la cohesión de la estructura de hormigón. Las barras de refuerzo permiten que el concreto se extienda más, alcance más altura, soporte más peso y resista más tensiones.
El tipo, tamaño y grado de la barra de refuerzo, además de su espaciado, se ven afectados por el tamaño, el propósito, las variaciones climáticas, la ubicación geográfica y el tipo de construcción.
¿Para qué se utiliza la barra de refuerzo?
Las barras de refuerzo se utilizan para aumentar la durabilidad, la longevidad, la estabilidad y la resistencia a la tracción y al rendimiento del hormigón. Ayuda a prevenir el agrietamiento y reduce los costos y la masa al permitir el uso de soluciones estructurales de concreto más delgadas.
El hormigón y el acero también tienen coeficientes térmicos similares. Esto les permite unirse y expandirse o contraerse al calor y al frío a la misma velocidad. Por lo tanto, ayuda aún más con la integridad estructural del hormigón.
Las barras de refuerzo se utilizan en muchas facetas de la construcción residencial, comercial e industrial para ayudar al concreto bajo tensión u otras fuerzas externas. Ayuda a que el concreto se extienda más y soporte más, y permite que los componentes de concreto más delgados también resistan más. Refuerza zapatas, cimientos, pisos, paredes, techos, columnas y techos.
Las barras de refuerzo también agregan resistencia a los componentes de concreto de muchas rutas de transporte, infraestructuras de agua y alcantarillado, represas y puentes. Además de postes de transmisión eléctrica e iluminación y muchos otros usos, incluidas aplicaciones ornamentales.
Diferentes tipos de barras de refuerzo
Las barras de refuerzo o las barras de acero de refuerzo son un componente invaluable de la construcción con hormigón. Está disponible en diferentes longitudes, diámetros y grados, lo que afecta la fuerza que la barra de refuerzo agrega al concreto. Sin embargo, algunos tipos diferentes de barras de refuerzo afectan no solo la resistencia sino también la longevidad y durabilidad de las estructuras de hormigón. Seleccionar el tipo correcto de barra de refuerzo es tan importante como el diámetro y el grado.
Las barras de refuerzo suelen estar hechas de diferentes tipos de acero. El acero con bajo contenido de carbono es principalmente hierro y ferrita con un contenido de carbono del 0,04 % al 0,30 % y solo pequeñas cantidades de aleaciones. El acero de carbono medio contiene de 0,31 % a 0,60 % de carbono, y el acero de alto carbono contiene entre 0,61 % y 1,99 % de carbono. El acero con mayor contenido de carbono se suele denominar hierro fundido.
La barra de refuerzo también está hecha de acero aleado que combina acero al carbono con manganeso, cromo, aluminio, cobre, níquel, titanio, silicio u otros elementos. Las barras de refuerzo de acero inoxidable contienen un 11 % de cromo. Otros tipos suelen tener una capa protectora para evitar daños por humedad o mejorar la unión con el hormigón. El acero tiene un coeficiente de expansión térmica similar al del concreto, lo que mejora la compatibilidad de expansión y contracción.
Barra de acero dulce
El acero dulce laminado en caliente o acero bajo en carbono contiene entre 0,05% y 0,25% de carbono y es principalmente hierro y ferrita, sin cantidades significativas de aleaciones. Es más magnético que otros tipos de acero y también es más susceptible a la oxidación o al óxido. Para evitar la oxidación, el acero debe tratarse o recubrirse.
El acero dulce generalmente tiene lados lisos, por lo que no se adhiere bien al concreto a menos que se doble antes de verterlo o incrustarlo. Tiene una resistencia a la tracción de alrededor de 40 000 psi y se utiliza para una variedad de fines de construcción y fabricación, así como para usos decorativos.
El bajo contenido de carbono y aleación del acero dulce facilita el mecanizado y la soldadura. El acero dulce se puede estirar, enrollar o moldear en alambre, barras planas o cuadradas, varillas o barras redondas o láminas de acero. Tiene mayor ductilidad que los aceros al carbono o aleados.
El acero dulce se utiliza para fines estructurales y también para hacer letreros, decoraciones, muebles, automóviles, cercas, alambres y clavos. Es menos costoso, lo que lo hace más común y popular.
Barra de acero deformada
Las barras de acero corrugadas o corrugadas están hechas de acero laminado en caliente y enfriadas de forma natural. Pueden estar hechos de acero al carbono suave o bajo, medio o alto o aleaciones de acero. El acero se denomina acero deformado debido al patrón de nervaduras, nudos, crestas o salientes elevados impresos en su superficie.
Las barras de refuerzo de acero con bajo contenido de carbono se utilizan comúnmente en la construcción y con fines decorativos. Su falta de aleaciones o recubrimiento lo hace menos costoso, pero también susceptible a la corrosión en lugares con mucha humedad. La mayoría de los códigos de construcción requieren tipos específicos de barras de refuerzo deformadas en áreas marítimas o climas húmedos para que el acero conserve su estabilidad, resistencia y durabilidad.
1. Acero al carbono
El acero al carbono, también conocido como barra de refuerzo de acero templado o barra negra, es el menos costoso y, por lo tanto, el más utilizado para la construcción de hormigón residencial y comercial. Es fuerte y duradero pero se corroe fácilmente cuando se expone a mucha humedad o lugares con mucha humedad.
Las barras de refuerzo de acero con bajo, medio y alto contenido de carbono se utilizan en cimientos, cimientos, pisos, paredes, techos, techos y muchos otros proyectos de construcción para mejorar la resistencia a la tracción del concreto. Está disponible en diferentes diámetros, longitudes y grados según las especificaciones del proyecto.
Mejor para construcción residencial y comercial en áreas de baja humedad y para aplicaciones decorativas o artísticas.
ventajas
- Alta capacidad de carga
- Gran resistencia a la tracción
- Flexible y versátil
- Un menor contenido de carbono es más soldable
Contras
- Susceptible a la corrosión
- Pesado
2. Acero inoxidable
La barra de refuerzo de acero inoxidable es un acero aleado que tiene un contenido de cromo del 11 %. Se utiliza en ambientes de alta humedad o aquellos donde es posible una alta exposición a la sal.
También se utiliza donde no se puede utilizar acero galvanizado debido al potencial reactivo de su contenido de zinc. Debido a su alta resistencia a la corrosión, el acero inoxidable es más caro y, por lo general, solo se usa cuando no hay alternativas.
Mejor para proyectos de concreto donde las sales, la humedad o la humedad alta podrían corroer el acero y acortar la longevidad estructural.
ventajas
- Versátil y flexible
- Mayor longevidad estructural
- Reducción de los costes de mantenimiento y reparación.
- Misma resistencia a la tracción y al rodamiento que el acero al carbono
Contras
- Alto costo inicial
- Difícil de encontrar
3. Galvanizado
La barra de refuerzo galvanizada es acero al carbono que ha sido recubierto con zinc y luego pasa por un proceso de recubrimiento en frío o en caliente o galvanoplastia para sellar el recubrimiento de zinc. El proceso de zincado y enchapado proporciona al acero una protección duradera contra la corrosión.
La barra de refuerzo galvanizada es más cara que la barra de refuerzo recubierta de epoxi, que es más resistente a la corrosión. Sin embargo, la durabilidad del revestimiento galvanizado lo hace más difícil de dañar que el revestimiento de epoxi. Por lo tanto, es una buena opción para estructuras expuestas a mucha humedad o agua.
Mejor para estructuras expuestas a alta humedad o agua
ventajas
- Misma resistencia a la tracción que la barra de refuerzo de acero al carbono
- 40 veces más resistente a la corrosión que el acero al carbono
- Resistencia portante igual a otras barras de refuerzo de acero templado
- El revestimiento de zinc resiste el transporte y la instalación mejor que otros revestimientos
Contras
- El revestimiento galvanizado puede agrietarse, astillarse o descascararse
- Más caro que algunas otras opciones.
4. PRFV
La barra de refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) está hecha de fibras de vidrio entrelazadas y resina de fibra de vidrio formada en barras o barras. Parece una barra de refuerzo de acero deformada, pero es significativamente más liviana y tiene una mayor resistencia a la tracción.
El peso más ligero hace que sea más fácil de manejar y transportar, lo que puede reducir los costos de manejo y envío. GFRP es 100% resistente a la corrosión por agua, sales y otros elementos. Además, es un aislante térmico ideal y no conduce ni interfiere con ondas o impulsos eléctricos o magnéticos.
El GFRP también es menos costoso que el corrugado metálico por longitud, aunque por tonelada es más costoso; pero también obtienes significativamente más piezas por tonelada.
Mejor para laboratorios, centros de investigación, salas de resonancia magnética, estructuras de comunicación, minas y puentes, además de todas las estructuras expuestas a agua salada, agua, alta humedad y en cualquier lugar donde se puedan usar barras de refuerzo de acero.
ventajas
- Más fuertes y duraderas con mayor resistencia a la tracción que las barras de refuerzo de acero al carbono
- Calor no conductor, propiedades eléctricas y magnéticas
- Más resistente a la corrosión que cualquier otra barra de refuerzo
- 75% más ligero que el acero de diámetro equivalente
Contras
5. Recubierto de epoxi
Las barras de refuerzo de acero al carbono con un revestimiento de epoxi grueso se conocen como barras de refuerzo recubiertas de epoxi o barras de refuerzo verdes. El epoxi protege el acero de la corrosión por la humedad y las sales, lo que lo convierte en una buena opción para estructuras expuestas a sales, agua y alta humedad.
Desafortunadamente, el revestimiento de epoxi puede dañarse fácilmente, por lo que debe manejarse con mucho cuidado. Todos los cortes y rayones deben repararse con un material de reparación de epoxi aprobado por el fabricante.
Mejor para puentes, carreteras, estructuras subterráneas, además de estructuras marinas, en alta mar y otras estructuras expuestas a humedad, alta humedad y sales.
ventajas
- De 40 a 50 veces más resistente a la corrosión que las barras de refuerzo de acero al carbono
- Mismas resistencias a la tracción que las barras de refuerzo galvanizadas o negras
- Mayor longevidad estructural
- Alta resistencia estructural
Contras
- El revestimiento de epoxi se daña fácilmente
- Incluso un agujero de alfiler puede permitir que se produzca corrosión.
6. Metal expandido
El acero expandido es una ‘barra de refuerzo’ o malla con patrón de diamante abierto, fuerte, versátil, cortada o estirada a partir de una lámina plana de acero al carbono. Está disponible en diferentes espesores y tamaños de patrón abierto para diferentes usos o propósitos. Es similar al tejido de alambre soldado (WWF) pero tiene aberturas más pequeñas.
El metal expandido se usa comúnmente para yeso grueso, estuco, pasarelas de concreto o patios que no necesitan soportar tráfico pesado. También se utiliza para cercas y rejillas de piso o techo, además de otras aplicaciones. La malla está disponible en láminas estándar, enrejadas, aplanadas y decorativas o arquitectónicas.
Mejor para yeso grueso, estuco, pasarelas de concreto o patios que no necesitan soportar cargas pesadas.
ventajas
- Fácil de cortar
- Variedad de usos
- Duradero y fuerte, pero flexible para dar forma.
- Disponible en diferentes grosores y tamaños de patrones.
Contras
- No soportará tráfico pesado o cargas
- Bordes afilados
7. Barras de refuerzo de basalto
El basalto o roca volcánica se utiliza para fabricar barras de refuerzo de basalto. El basalto tiene un contenido de hierro y magnesio comparativamente más alto, lo que da como resultado una barra de refuerzo que es de 2 a 3 veces más fuerte que la barra de refuerzo de acero al carbono. El acero de basalto también es de 4 a 5 veces más liviano que el acero al carbono de espesor o diámetro similar.
También es resistente a la oxidación, los ácidos, los álcalis y la humedad, y su coeficiente de expansión térmica es el mismo que el del concreto. Además, no conduce electricidad ni energía RF y no es magnético. El acero de basalto no requiere un recubrimiento especial, es fácil de cortar, produce un 60 % menos de emisiones de CO2 en el proceso de fabricación y proporciona ahorros en los costos de mano de obra y materiales del proyecto.
Mejor para centros de comunicación y datos, laboratorios, hospitales, puentes, carreteras, estructuras subterráneas y todas las estructuras expuestas a humedad, alta humedad y sales.
ventajas
- 2 a 3 veces más fuerte que el acero al carbono
- 4 a 5 veces más ligero que el acero de similar espesor o diámetro
- Resistente al óxido, productos químicos, ácidos, álcalis, agua salada y humedad.
- Menos peso y mayor resistencia dan como resultado una construcción de concreto más liviana o más delgada
Contras
- Actualmente no muy conocido o identificado en los códigos de construcción
- No flexible ni soldable
8. Barras de refuerzo europeas
El corrugado europeo es similar al corrugado de acero al carbono normal, pero utiliza un sistema de medición diferente. También es acero aleado con una mezcla de manganeso. El manganeso hace que la barra de refuerzo sea menos costosa y más fácil de doblar. Todavía es duradero y fuerte y mejora la resistencia a la tracción del hormigón. Desafortunadamente, su flexibilidad lo hace menos adecuado para áreas propensas a huracanes, tornados y terremotos.
Mejor para viviendas de baja densidad y proyectos comerciales, calzadas, aceras y estructuras en áreas geológicas y de clima estable.
ventajas
- Bajo costo
- Ayuda a fortalecer el concreto.
- Mejorar la resistencia a la tracción del hormigón.
- Ideal para la mayoría de los proyectos de hormigón.
Contras
- Flexibilidad
- No apto para áreas propensas a huracanes, tornados y terremotos
Grados de barras de refuerzo
La integridad estructural de las estructuras de hormigón depende del tamaño y la separación de la barra de refuerzo dentro del vertido, su ubicación en la estructura y la calidad del acero. La barra de refuerzo se produce en diferentes grados que están determinados por su máxima resistencia a la tracción, límite elástico, composición química y su porcentaje de elongación. El porcentaje de elongación define la ductilidad de la barra de refuerzo para que se doble sin agrietarse.
Los planes estructurales comúnmente identifican el grado de barra de refuerzo que debe usarse en proyectos de concreto para proporcionar el límite elástico mínimo y las resistencias a la tracción. Se puede usar acero de grado superior, pero no de grado inferior.
Los grados de las barras de refuerzo en los EE. UU. se identifican en función del límite elástico mínimo del acero medido en kilolibras por pulgada cuadrada o KSI, también conocido como 1000 psi. Por lo tanto, el límite elástico mínimo de la barra de refuerzo de grado 40 es de 40 KSI o 40 000 psi.
Los grados de barras de refuerzo más utilizados son 40, 60 y 75. Los grados de mayor resistencia, como 80, 100, 120 y 150, también están disponibles para estructuras que requieren un mayor rendimiento y resistencia a la tracción. Los grados inferiores a 40, así como los grados 50 y 55, ya no están en uso.
Hoy en día, el grado de barra de refuerzo más utilizado en la construcción de concreto es 60. El grado 40 podría usarse en muchas construcciones, pero la diferencia de costo para un aumento del 50% en la resistencia no es significativa, por lo que muchos constructores actualizan a la barra de refuerzo de grado 60. Sin embargo, la barra de refuerzo de grado 40 se usa a menudo para reforzar la construcción de ladrillos y mampostería, así como proyectos residenciales livianos.
Para identificar el grado de acero, busque las marcas a lo largo de los lados del acero; a menudo se encuentran dentro del patrón elevado o las nervaduras de la barra. Por ejemplo, H 4 S 60. La primera marca estampada identifica la planta de fabricación, la segunda es el tamaño de la barra de refuerzo, la tercera es el tipo de acero y la última identifica el grado.
Tamaños de barra de refuerzo
Los tamaños de las barras de refuerzo tienden a estar estandarizados para el país en el que se fabrican o para el que se fabrican. Los EE. UU. utilizan tamaños de barra en pulgadas en función del número de unidades de 1/8”. Entonces, la barra de refuerzo #5 tiene nominalmente 5/8” de diámetro. Cada diámetro de EE. UU. también tiene un tamaño métrico ‘suave’ para usar en Canadá, Europa y el resto del mundo que usa métrico. Las medidas ‘suaves’ son el tamaño en milímetros redondeado al número entero más cercano.
Las varillas corrugadas estándar de Canadá funcionan tanto en los mercados de EE. UU. como en los europeos, así como en el suyo propio. Sus tamaños generalmente se redondean al 5 más cercano, por lo que las barras de refuerzo de 11,3 mm (3/8″) de diámetro se redondean a 10M y las de 16,0 mm (5/8″) se redondean a 15M. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, si bien 10M tiene un diámetro ‘nominal’ de 3/8”, equivalente a una barra de refuerzo n.º 3 de EE. UU., su diámetro real no es el mismo.
La Unión Europea ha estandarizado su barra de refuerzo para reflejar el verdadero diámetro nominal de las varillas de acero, identificando 6 mm como 6,0 y 14 mm como 14,0. La siguiente tabla compara los tamaños de barras de refuerzo de EE. UU. y Canadá.
| Tamaños de barras de refuerzo de EE. UU. y Canadá | |||||
| Tamaños de barra | Diámetro nominal | ||||
| Tamaños de EE. UU. | Métrica ‘suave’ | Tamaños canadienses | Pulgadas | Milímetro ‘suave’ de EE. UU. | Milímetro canadiense (M) |
| #2 | #6 | – | 1/4 | 6.35 | – |
| #3 | #10 | 10M | 3/8 | 9.525 | 11.3 |
| #4 | #13 | 12M | 1/2 | 12.70 | 12.7 |
| #5 | #dieciséis | 15M | 5/8 | 15.875 | 16.0 |
| #6 | #19 | 20M | 3/4 | 19.05 | 19.5 |
| #7 | #22 | – | 7/8 | 22.225 | – |
| #8 | #25 | 25M | 1 | 25.40 | 25.2 |
| #9 | #29 | – | 1-1/8 | 28.65 | – |
| #10 | #32 | 30M | 1-1/4 | 32.26 | 29,9 |
| #11 | #36 | 35M | 1-1/2 | 35.81 | 35.7 |
| #14 | #43 | 45M | 1-3/4 | 43.0 | 43.7 |
| #18 | #57 | 55M | 2-1/4 | 57.30 | 56.4 |
El tamaño o diámetro de la barra de refuerzo afecta su resistencia a la tracción y a la fluencia y, por lo tanto, sus usos. Estos son algunos usos típicos para los tamaños de barras de refuerzo más comunes:
#3 o 10M: el diámetro angosto de 3/8” hace que esta barra de refuerzo sea más fácil de doblar y rentable para su uso en obras artísticas o decorativas, así como en proyectos estructurales. Se usa comúnmente en piscinas, entradas de vehículos, aceras, patios y la mayoría de las construcciones residenciales.
#4 o 12M: el diámetro ligeramente más ancho de 1/2” aumenta la resistencia a la tracción y el rendimiento para fortalecer el concreto para que soporte cargas y usos más pesados. Se usa comúnmente para cimientos de losa, zapatas, columnas, carreteras y estructuras comerciales, pero a menudo también se encuentra en muros, pisos, arcos y vigas residenciales de concreto.
#5 o 15M – Con 5/8” de diámetro, esta barra de refuerzo se usa para fortalecer estructuras de alto uso que experimentan cargas más pesadas, como carreteras, puentes, vigas estructurales, muros de contención, zonas de carga y estructuras industriales.
Las barras de refuerzo de diámetros mayores se usan típicamente para estructuras que experimentan cargas y fuerzas más pesadas. Por lo general, se reservan para edificios altos, garajes de varios pisos o centros comerciales, autopistas de varios carriles, infraestructura y otros usos complejos comerciales e industriales.
Conclusión
La barra de refuerzo es un componente estructural esencial de la construcción de hormigón. La integridad estructural y la longevidad de las estructuras de concreto dependen del tamaño, el espacio y la ubicación de la barra de refuerzo dentro del concreto. El tipo y el grado de acero también son vitales para la resistencia a la tracción, el rendimiento, la resistencia estructural, la longevidad y el éxito de la construcción.
Con suerte, tiene una mejor comprensión de los diferentes tipos, grados y tamaños de barras de refuerzo y sus usos, y está mejor preparado para su proyecto concreto.
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