Cubos vs Cilindros

La resistencia a la compresión, uno de los parámetros más importantes del control de calidad en la industria del concreto, se determina a partir de procedimientos que van desde la obtención de muestras, elaboración o moldeo de especímenes, su protección y condiciones de curado, hasta el ensaye a compresión a una edad especificada.

Hasta hace poco, en México estos procedimientos describían únicamente la metodología para la determinación de la resistencia a compresión del concreto en especímenes de forma cilíndrica. Sin embargo, el uso de cubos ya está normado y significa un avance de la tecnología del concreto, lo cual se traduce en ahorros y eficacia en los resultados.

De hecho, la norma NMX-C-155-ONNCCE-2014 recientemente canceló la norma NMX-C-155-ONNCCE-200 y en ella se indican los factores de correlación entre resistencias a compresión de cilindros de 15 x 30 cm y especímenes cúbicos de diferentes dimensiones (Tabla 1).

Se indican factores de la variación normal y del valor medio aceptable para los diferentes tipos de especímenes.

Tomando un ejemplo: en el caso de emplear cubos de 15 x 15 cm, se considera una variación normal de 0.70 a 0.90 con un valor promedio de 0.80. Un cubo que resulte con una f´c de 300 kg/cm2, al considerar el factor promedio de 0.80, nos indica que la correlación a cilindro de 15 x 30 cm resultará en 240 kg/cm2.

Se pueden utilizar otros valores de factores, en caso de que la correlación entre éstos y la resistencia de cilindros de referencia se establezca con suficiente precisión y se documente.

¿Cuál es el beneficio de utilizar cubos?

Los procedimientos para el ensaye a compresión en cilindros de concreto involucran un proceso intermedio, con relación a los cubos: el cabeceo. Se trata de garantizar la mayor planicidad posible entre los cilindros y la placa de la prensa donde se colocan los mismos, por lo que se aplica una carga uniforme en toda el área del cilindro.

Este proceso de cabeceo requiere la fundición de azufre y materiales cementantes a una temperatura de 140°C. Por ello, se requiere de personal altamente capacitado, instalaciones especiales y equipo de seguridad adecuado.

Al emplear cubos:

•Se elimina el proceso del cabeceo, que a su vez elimina riesgos a la salud por inhalación de vapores de azufre y riesgos de quemaduras, ahorro por desuso del mortero de azufre, ahorro por no consumir gas LP (donde aplique), optimización de tiempos del personal, disminución de impacto ambiental.

•Fácil manipulación de especímenes por empleo de una menor cantidad de concreto en la elaboración de las muestras, traducido en un mayor rendimiento físico del personal.

•Optimización de uso de espacios en áreas de curado, ya sean piletas o cuartos, debido a que los especímenes cúbicos son de menor volumen.

•El proceso, en general, implica un ahorro sustancial de tiempo.

Desventaja en el uso de cubos

La limitación más significativa, y que no siempre aplica en todos los casos, es la necesidad de tener máquinas de ensaye con mayor capacidad, debido a los mayores niveles de resistencia a la compresión que se suelen obtener, al tenerse una mayor área de contacto en el espécimen. Además, se necesita un aditamento que funciona como aumento de altura.

Toma nota

•Se recomienda evaluar localmente un protocolo de pruebas de concreto para verificar que los factores de la correlación entre las resistencias a compresión, obtenida de cilindros de 15 x 15 cm, respecto a la de especímenes cúbicos de diferentes dimensiones que se indican en la NMX-C-155-ONNCCE-2014, son satisfactorios para su uso en la evaluación de la resistencia a la compresión del concreto. Recodar que la norma aprueba el uso de factores diferentes, siempre y cuando se obtengan con la suficiente precisión y se documente.

•El emplear moldes cúbicos dúplex hace aún más eficiente el moldeo de los especímenes, su descimbrado y limpieza de moldes.

¿Sabías que?

Calentar el azufre, mediante flama directa, es peligroso debido a que el punto de ignición del azufre es de 227 °C y el mortero puede encenderse por sobrecalentamiento.

Mientras un cilindro de concreto de masa normal con dimensiones de 15 x 30 cm tiene un peso promedio de 11.1 a 12,7 kg, un cubo de 15 x 15 cm sólo pesa en promedio 7.1 – 8.1 kg, es decir, tienen un peso y un volumen menor en aproximadamente 36%.

También pueden adquirirse moldes cúbicos de plástico, que para el descimbrado requieren del  uso de aire comprimido.

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