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Boletín Técnico / Mayo 2014 / Número 50

Resistencia a flexión

En el caso de elementos prismáticos (viguetas), utilizados para determinar la resistencia a flexión del concreto, el método de ensayo más utilizado es ASTM C 78 con puntos de carga a los tercios medios de la vigueta (espécimen de ensayo). También existe el método de ensayo ASTM C 293 con punto de carga al centro del espécimen, sin embargo, por la alta variabilidad de este último, ASTM C 78 es el método más utilizado.

El método de prueba descrito en ASTM C 78 (ver Ilustración 5) permite obtener una zona de mayor longitud (un tercio del espécimen), en donde los esfuerzos cortantes son cero, por lo que en esta zona el elemento está sometido únicamente a flexión ocasionada por el momento flexionante. El esfuerzo de falla ocasionado por dicho momento en la fibra extrema del elemento se conoce como "Módulo de Ruptura" del concreto.

 

Flexion

Ilustración 5. Ensayo de resistencia a flexión 

El módulo de ruptura es sumamente útil para evaluar la conformidad de la mezcla de concreto en el caso de aplicaciones que estarán sometidas principalmente a esfuerzos de flexión y sin refuerzo, tal es el caso de pisos industriales y pavimentos de concreto.

Relación entre la resistencia a compresión y la resistencia a flexión (f´c vs MR)

Dada la facilidad y economía de las pruebas de resistencia a compresión, numerosas relaciones empíricas han sido desarrolladas para estimar otras propiedades de resistencia del concreto a partir de pruebas de resistencia a compresión, entre ellas la resistencia a flexión o módulo de ruptura.

Entre otras cosas, esto se debe a la relativa facilidad con la que se moldean y manipulan los especímenes cilíndricos necesarios para ejecutar las pruebas de resistencia a compresión, en comparación con las viguetas necesarias en las pruebas a flexión.

Un espécimen cilíndrico de un concreto normal, con 15 cm de diámetro y 30 cm de altura, pesa alrededor de 13 kg, en tanto que una vigueta, con 15 cm de ancho, 15 cm de alto y 50 cm de largo, pesa alrededor de 27 kg, más del doble del peso de un cilindro (ver Ilustración 6). 

 

Especimenes

Ilustración 6. Viguetas y cilindros en una pila de curado. Nótese la diferencia en tamaño entre ambos 

Este incremento en el peso dificulta la manipulación de los especímenes durante el transporte y manipulación hasta el sitio de la prueba, lo que muchas veces resulta en golpes que afectan el resultado obtenido en la prueba.

Asimismo, el ensayo es altamente sensible a las condiciones de humedad en la superficie de la vigueta, cuando la superficie se seca rápidamente antes de ensayarla, se producen microgrietas que disminuyen la resistencia hasta en un 33% (Ozyildirim, y otros, 2006).

Factores como los descritos anteriormente, hacen que los resultados de los ensayos de resistencia a compresión sean más confiables y consistentes que los resultados obtenidos de las pruebas de resistencia a flexión.