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II.- Resistencia a la Compresión del Concreto.


Para una cierta trabajabilidad y un contenido de cemento, el concreto con aire incluido (incorporado) requiere menos agua de mezclado (amasamiento) que un concreto sin aire incluido. La posibilidad de empleo de relaciones agua-cemento menores en el concreto con aire incluido compensa las resistencias menores en estos concretos, especialmente en mezclas pobres o con medio contenido de cemento.

La determinación de la resistencia a compresión se da a través de ensayos (experimentación, prueba) en probetas (muestras de prueba, muestras de ensayo, especimenes) de concreto o mortero. En los EE.UU., a menos que especifi- cado de manera diferente, los ensayos en mortero se hacen en cubos de 50 mm (2pulg.), mientras que los ensayos en concreto se realizan en cilindros de 150mm (6 pulg.) de diámetro y 300 mm (12pulg.) de altura (Fig.1-18).

Cilindros menores 100 x 200 mm (4 x 8 pulg.) también se pueden usar para el concreto.

La resistencia a compresión es una propiedad principalmente física y frecuentemente usada en los cálculos para diseño de puentes, edificios y otras estructuras. Los concretos para uso general tienen una resistencia a compresión entre 200 y 400 kg/cm2 o 20 y 40 MPa (3000 y 6000 lb/pulg2). Concretos con resistencias a compresión de 700 y 1400 kg/cm2 o 70 a 140 MPa (10,000 a 20,000 lb/pulg2) han sido empleados en puentes especiales y edificios altos.

La resistencia a flexión o el módulo de ruptura (rotura) se usa en el diseño de pavimentos u otras losas (pisos, placas) sobre el terreno. La resistencia a compresión, la cual es más fácil de ser medida que la resistencia a flexión, se puede usar como un índice de resistencia a flexión, una vez que la relación empírica entre ambas ha sido establecida para los materiales y los tamaños de los elementos involucrados. La resistencia a flexión de concretos de peso normal es normalmente de 0.7 a 0.8 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en megapascales o de 1.99 a 2.65 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en kilogramos por centímetros cuadrados (7.5 a 10 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en libras por pulgadas cuadradas). Wood (1992) presenta la relación entre resistencia a flexión y resistencia a compresión para concretos expuestos a curado húmedo, curado al aire y exposición al aire libre.

La resistencia a la tensión (resistencia a tracción, resistencia en tracción) directa del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de la resistencia a compresión y se estima normalmente como siendo de 0.4 a 0.7 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en megapascales o de 1.3 a 2.2 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en kilogramos por centímetros cúbicos (5 a 7.5 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en libras por pulgada cuadrada).La resistencia a esfuerzos por cisallamiento (cortante, corte o cizalladura) es del 8% al 14% de la resistencia a compresión (Hanson 1968).

Fig. 1-18. Ensayo a compresión de cilindro de concreto de 150 x 300-mm (6 x 12pulg.). La carga en el ensayo es registrada en la carátula. (68959)

La resistencia a tensión por cisallamiento en función del tiempo es presentada por Lange (1994).

La resistencia a torsión en el concreto está relacionada con el módulo de ruptura y las dimensiones de los miembros de concreto. Hsu (1968) presenta correlaciones para la resistencia a torsión.

Las correlaciones entre resistencia al cortante y resistencia a compresión se discuten en el ACI 318 código de construcción. La correlación entre resistencia a compresión y resistencia a flexión, tensión, torsión y cortante varía con los componentes del concreto y el medio ambiente.

El módulo de elasticidad, denotado por el símbolo E, se puede definir como la razón entre el esfuerzo normal a una deformación correspondiente para el esfuerzo de tensión o compresión abajo del límite de proporcionalidad del material. En concretos de peso normal, el E varía de 140,000 a 420,000 kg/cm2 o de 14,000 a 41,000 MPa (2 a 6 millones de lb/pulg2) y puede ser aproximado a 15,500 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en kilogramos por centímetros cuadrados o 5,000 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en megapascales (57,000 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión en libras por pulgada cuadrada). Como en otras relaciones de resistencia, la relación entre el módulo de elasticidad y la resistencia a compresión es específica para una mezcla de ingredientes y se la debe verificar en el laboratorio (Word 1992).

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