CATEGORÍA: CONTROL DE CALIDAD

DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO PARTE 1

1 de diciembre de 2022

En la industria de la construcción es importante asegurar que los materiales utilizados cumplen con las propiedades mecánicas para los que fueron diseñados. Hablando del concreto, una de las características que lo definen es la resistencia a compresión la cual se define como la carga máxima soportada por el concreto por centímetro cuadrado.

Desde hace muchos años, la resistencia a compresión del concreto se ha determinado con la elaboración y ensayo de especímenes cilíndricos con dimensiones 15 cm de diámetro por 30 cm de altura o 10 cm de diámetro y 20 cm de altura, conservando una relación de altura diámetro 2:1, también es común el uso de especímenes cúbicos de 10 cm por 10cm o cualquier otra que conserve una relación 1:1 como se establece en las normas ASTM y NMX aplicables.

Tomando en cuenta que la resistencia a compresión resulta de la fuerza aplicada entre el área de contacto del elemento pareciera que no debería de importar la dimensión ni la forma de la sección transversal del espécimen siempre y cando se conserve como máximo una relación altura-diámetro 2:1 para obtener la falla del material y evitar la incidencia de efectos de esbeltez que podrían resultar en una falla por pandeo.

Siguiendo esta hipótesis, LIEC plantea el uso de especímenes prismáticos con dimensiones de 10 cm de base por 20 cm de altura, los cuales conservan una relación de 2:1 altura-base establecida en las normas de referencia. Derivado de varios ensayos simultáneos utilizando muestras cilíndricas (Figura 1) y prismas (Figura 2) se llegó a la conclusión de que la resistencia a compresión en ambas muestras es similar, presentando las mismas variaciones observadas entre dos ensayos de especímenes cilíndricos elaborados con la misma mezcla de concreto.

Existen muchas ventajas al realizar los ensayos de resistencia a compresión del concreto con prismas LIEC siendo la más importante la disminución de contaminantes resultantes de estos ensayos. Al disminuir el volumen de concreto utilizado por muestra se reduce considerablemente la cantidad de desperdicio, un cilindro pesa en promedio 12 kg mientras que un prisma pesa en promedio 4 kg, esto depende del tipo de concreto, en la Figura 3 se puede observar la diferencia entre la cantidad de especímenes que ocupan un área de un metro cuadrado.

Otra ventaja radica en la cantidad de personal en obra que realiza el muestreo y elaboración de especímenes que puede ser menor si se acepta el uso de prismas. Es importante recordar que, para obtener una planicidad y perpendicularidad adecuada para el ensayo, los especímenes cilíndricos son comúnmente “cabeceados” con mortero de azufre que al ser calentado a alta temperatura libera gases tóxicos que podría poner en riesgo la salud de los técnicos que realizan esta actividad si no se cuenta con las condiciones de seguridad adecuadas.

Para los prismas se utilizan dispositivos de cabeceo (Figura 4) sobre el espécimen, los cuales consisten en capsulas de acero con fondo de neopreno de 6.4mm, se instalan sobre la placa inferior de la prensa alineando su eje cuidadosamente con el centro de la placa de carga mientras la placa superior se baja hacia el espécimen asegurándose que se tenga un contacto suave y uniforme lo que proporciona la planicidad deseada para la ejecución del ensayo.

Entre otras razones por las que LIEC opta por el uso de prismas es que el volumen de concreto necesario para una muestra de 4 especímenes se disminuye en un 70% por lo que los trabajos de elaboración, transporte, almacenamiento, ensayo y desecho de los residuos se reducen de forma considerable.

El precio que se ofrece al cliente es mejorado con el cambio de especímenes ya que se optimizan la cantidad de elementos que realizan las actividades antes mencionadas además de que se disminuye la depreciación de la maquinaria, aumenta la productividad de los ensayos al trabajar con elementos más ligeros y que con las mismas máquinas se pueden ensayar concretos de mayor resistencia.

Por estas razones, en LIEC hemos adoptado el uso de PRISMAS en lugar del tradicional cilindro para determinar la resistencia a compresión del concreto, actualmente se trabaja en investigaciones que ayudaran a implementar los primas para la obtención de otras características mecánicas del concreto como lo son; resistencia a flexión, flexo-compresión y modulo elástico.

La metodología utilizada para la elaboración y ensayo de los prismas está avalada por una acreditación ante la EMA (Entidad Mexicana de Acreditación) bajo la denominación Procedimiento para la obtención de la resistencia a la compresión del concreto hidráulico mediante la elaboración de especímenes prismáticos “Método de Ensayo Interno MC-23” dicha acreditación puede ser consultada en la siguiente liga https://www.liec.com.mx/.