El documento compara las probetas cilíndricas de hormigón de 100 x 200 mm y 150 x 300 mm para pruebas de aceptación. Explica que las probetas más pequeñas presentan una mayor variabilidad en las pruebas de compresión, pero que con un cuidadoso proceso de fabricación y ensayo se puede igualar o reducir esta variabilidad en relación con las probetas más grandes. También señala que varios estudios han demostrado que no existe una diferencia significativa en la resistencia medida entre las dos dimensiones de probeta para la

1. El uso de las probetas cilíndricas de 100 x 200
mm para pruebas de aceptación del hormigón
se hace cada vez más general en el mundo de
la construcción, principalmente por las ven-tajas
que estas presentan comparadas con la pro-beta
tradicional de 150 x 300 mm, que entre otras
son: facilidad de almacenamiento y protección en
la obra, menor espacio de ocupación en las áreas
de curado en laboratorio, menor requerimiento de
material para su fabricación por probeta, facilidad
para transportarlas y menor peso. En este docu-mento
se presenta lo más actual sobre el uso de las
probetas de 100 x 200 mm en procesos de control de
calidad del hormigón.
En las normativas y códigos actuales vincu-lados
a la fabricación, ensayo y especificación de
probetas cilíndricas se encuentran citadas las pro-
32 DOMUS MARZO I ABRIL 2012
betas de 100 x 200 mm para control de calidad, así
la norma ASTM C31-09 menciona que “para prue-bas
de aceptación de la resistencia a la compresión
se deben utilizar probetas de 150 x 300 mm o de 100
x 200 mm”. De la misma manera en el código ACI
318-08 se establece que “los resultados de resisten-cia
deben ser el promedio de por lo menos dos pro-betas
de 150 x 300 mm o de tres probetas de 100 x
200 mm, siendo fabricadas de la misma muestra de
hormigón y ensayadas a la edad de 28 días para la
determinación de f'c”. En el mismo código se expli-ca
que la indicación de tres probetas de 100 x 200
mm es para mantener el mismo nivel de confianza
Sin embargo, Detwiller y otros (2006) proponen coeficientes de va-riación
para las probetas de 100 x 200 mm en condiciones de campo y la-boratorio,
considerando un solo operador y varios operadores (Tabla 2).
Esta investigación demuestra además que las probetas pequeñas (100 x
200 mm) presentan una mayor variabilidad en la prueba de compresión
dentro de la muestra, comparada con la variabilidad que presentan las
probetas de 150 x 300 mm. Esto confirma lo especificado en ACI 318-08
de solicitar tres probetas de 100 x 200 mm y solo dos de 150 x 300 mm
por la variabilidad que presenta cada una. Entiéndase que esta variabili-dad
se determina en la misma muestra, es decir, es la variación que exis-te
entre dos o tres cilindros (probetas cilíndricas) compañeros elaborados
del mismo hormigón y ensayados a la misma edad.
Dimensiones molde
(mm)
CoeĮ ciente de
Variación (%)
Rango aceptable para resultados de
cilindros individuales (%)
2 cilindros 3 cilindros
150 x 300
Condiciones de laboratorio 2,4 6,6 7,8
Condiciones de campo 2,9 8,0 9,5
100 x 200
Condiciones de laboratorio 3,2 9,0 10,6
Tabla 1. Precisión para el ensayo de compresión (ASTM C39-10).
La mayor dispersión de datos
(variabilidad) encontrada en las pro-betas
pequeñas se debe lógicamente
a que estas son más sensibles a daños
que los cilindros grandes; pero, tra-tándolas
con mucho más cuidado se
puede igualar e inclusive reducir el
coeficiente de variación con respecto
al que presentan las probetas grandes.
Estos cuidados incluyen los procesos
de fabricación y ensayo, en aspectos
como: perpendicularidad, refrenta-do
de caras, centrado del cilindro y
otros. Se ha demostrado que aplican-do
eficazmente las disposiciones de
las normas ASTM C31 y C39 en la fa-bricación
y prueba de los cilindros se
puede conseguir disminuir los coefi-cientes
de variación de la prueba. Así,
para dos probetas de 100 x 200 mm
se pueden conseguir coeficientes de
variación cercanos a 2,1%, tanto para
hormigones de resistencias menores
a 35 MPa como para hormigones de
Condiciones de campo
CoeĮ ciente de
Variación (%)
Rango aceptable de resultados de
cilindros individuales (%)
2 cilindros 3 cilindros
Un mismo operador 2,86 8,09 9,44
General 4,71 13,32 15,54
52 MPa 4,07 11,52 13,43
шϱϮDPa 5,66 16,03 18,69
Tabla 2. Precisión propuesta para probetas cilíndricas de 100 x 200 mm en el ensayo
de compresión (Detwiller, R; et. al.; 2006).
Control de calidad del hormigón con
probetas cilíndricas
de 100 x 200
Por MARLON VALAREZO A.
Ingeniero Civil
mfvalarezo@utpl.edu.ec
Unidad de Ingeniería Civil, Geología y Minas
Universidad Técnica Particular de Loja
1 Ingeniero Civil (UTPL), Inspector Especial de Construcciones de Hormigón (ACI, Estados Unidos), Máster en Ingeniería (Universidad de Granada, España). Do-cente
Investigador en las Escuelas de Ingeniería Civil y Arquitectura, Responsable del Laboratorio de Resistencia de Materiales de la UTPL. Examinador e Ins-tructor
de los Programas de Certifi cación ACI para Ecuador y Perú. Miembro del Subcomité Técnico de Áridos, Hormigones y Morteros del INEN. Miembro del
Comité C09 del American Society for Testing and Materials-ASTM.
que generan las probetas grandes (150 x 300 mm),
puesto que, las probetas de 100 x 200 mm tienden a
presentar aproximadamente un 20% más de varia-bilidad
en el ensayo de compresión que las probetas
de 150 x 300 mm. Así mismo en la norma ASTM
C39-10 se incluye a las probetas de 100 x 200 mm
con coeficientes de variación para condiciones de
fabricación en laboratorio cuando se trata de dos
y tres probetas (Tabla 1); pero esta normativa aún
carece de una especificación de precisión para las
condiciones de fabricación en campo de las mismas
probetas.
resistencias mayores (Detwiller, R; et.
al, 2009). Este coeficiente determina-do
para condiciones de campo es in-clusive
más bajo que el coeficiente de
variación 2,9% presentado en ASTM
C39-10 cuando se emplean dos pro-betas
de 150 x 300 mm.
Ahora, con respecto a la dife-rencia
entre los valores de resisten-cia
que se obtienen de las probetas de
100 x 200 mm y los valores obtenidos
de las probetas de 150 x 300 mm, al-gunos
autores coinciden en conside-rarlos
insignificantes para todos los
rangos de resistencia. De esta mane-ra,
haciendo un recuento de los es-tudios
realizados para determinar la
influencia del tamaño de la probe-ta
cilíndrica en la resistencia, tene-mos
que Malhotra (1976) demostró
que los cilindros de 100 x 200 mm
tienden a presentar resistencias ma-yores
que los cilindros grandes pero
solo para niveles altos de resistencia,
algo contradictorio hoy en día, por-que
justamente las probetas pequeñas
se usan con más frecuencia y en gene-ral
para hormigones de altas resisten-cias;
posteriormente Forstie y Schnor-meier
(1981) verifican que para rangos
usuales de resistencia (entre 17 y 28
MPa) no existe diferencia significativa
en cuanto a la resistencia que presen-tan
los cilindros de 100 x 200 mm y los
de 150 x 300 mm. Luego, Burg y Ost
(1994) en un análisis para hormigones
con resistencias entre 40 y 160 MPa
bajo condiciones de curado en húme-do
y al ambiente, encuentran que la
tendencia de comparación de los va-lores
de resistencia entre las probetas
pequeñas y grandes es prácticamen-te
lineal (Figura 1), observando eso sí
que la probeta de 100 x 200 mm pre-senta
un desvío o coeficiente de varia-ción
ligeramente mayor que la probe-ta
de 150 x 300 mm.

2. Finalmente, se puede mencio-nar
que en la actualidad países como
Australia (desde 1996), Canadá y Es-tados
Unidos emplean como tamaño
predominante el cilindro de 100 x 200
mm en la toma de muestras para veri-ficar
la resistencia de los hormigones.
Además según un trabajo publicado
por “The American Edge” (Wirth,
2003), realizado en algunos estados
de Norteamérica, el 90% de los en-cuestados
se mostró de acuerdo con el
uso de las probetas de 100 x 200 mm y
las han utilizado sin emplear en nin-guno
de los casos algún factor de co-rrección
para determinar la resisten-cia
de las mismas.
De lo expresado, debemos con-siderar
la coincidencia de criterios de
algunos investigadores con respecto
a la insignificante variación que pre-sentan
en resistencia las probetas de
tan los cilindros de 100 x 200 mm y los cilindros de
150 x 300 mm, lo que aumenta más la seguridad de
utilizarlos y especificarlos en obra.
Por lo explicado, un especial cuidado se debe
prestar a los procedimientos utilizados para la fa-bricación
y ensayo de las probetas de 100 x 200 mm,
debido a la variabilidad que estas presentan y las di-ferencias
entre los procedimientos de fabricación
de las probetas de 100 x 200 mm y las de 150 x 300
mm. De acuerdo con lo especificado en la norma
ASTM C31-09, estas diferencias se resumen en la
Tabla 3. Con respecto a los procedimientos del en-sayo
de compresión, estos son básicamente los mis-mos
que se aplican a la probeta de 150 x 300 mm,
la única diferencia radica en que los dispositivos
de aplicación de carga en la máquina de ensayo
deben ajustarse al tamaño de la probeta pequeña.
Para esto, la misma norma ASTM C39-10 especi-fica
que para ensayar cilindros de 100 x 200 mm,
el diámetro máximo de la cara de contacto (bloque
suspendido con una sección esférica) del bloque de
apoyo superior con la probeta, no debe ser mayor a
165 mm. Esto deja implícito que no se puede utili-zar
la misma cabeza móvil (cara de contacto + ró-tula)
que se utiliza para ensayar los cilindros de 150
x 300 mm, lo cual no representa un inconveniente
mayor, ya que las máquinas de compresión actuales
están provistas de ambos accesorios.
REFERENCIAS
ACI 318 (2008), “Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary”,
American Concrete Institute, Detroit, MI.
ASTM C 31 (2009), “Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in
the Field”, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
ASTM C 39 (2010), “Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concre-te
Specimens”, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
Burg, Ron G.; Ost, Borje W., (1994), “Engineering Properties of Commercially Available
High-Strength Concrete (Including Three-Year Data)”, Research and Development Bulletin
RD104, Portland Cement Association, pp. 58.
Day, R. L. (1994 a), “Strength Measurement of Concrete Using Different Cylinder Sizes: A
Statistical Analysis”, Cement, Concrete and Aggregates 16 (1), pp. 21-30.
Day, R. L. (1994 b), “The Effect of Mold Size and Mold Material on Compressive Streng-th
Measurements Using Concrete Cylinders”, Cement, Concrete, and Aggregates 16 (2), pp.
159-166.
Day, R. L.; Haque, M. N., (1993), “Correlation between Strength of Small and Standard Con-crete
Cylinders”, ACI Materials Journal 90 (5), pp. 452-462.
Detwiller, R.; Swor, T.; y Thomas, W., (2006), “Acceptance Testing Using 4 x 8 in. Cylinders”,
Concrete International, V.28, No.1, January, pp. 81-86.
Detwiller, R.; Thomas, W.; Stangebye, T.; Uranh, M., (2009), “Variability of 4x8 in. Cylinder
Tests, Are three cylinders really necessary?”, Concrete International, May, pp. 57-61.
Forstie, D. A.; R. Schnormeier, R. (1981), “Development and Use of 4 x 8 in. Concrete Cylin-ders
in Arizona”, Concrete International 3 (7), pp. 41-45.
Malhotra, V. M., (1976), “Are 4 by 8-in Concrete Cylinders as Good as 6 by 12-in Cylinders
for Quality Control of Concrete?”, ACI Journal 73 (1): pp. 33-36.
Wirth, D., (2002/2003), “Concrete Test Specimens, Does Cylinder Size Matter?” The Ameri-can
Edge, American Engineering Testing, Inc., V. 7, No. 4, p. 4.
Wirth, D., (2003), “Survey Sez …Smaller Cylinder Mold Favored for Concrete Test Speci-mens”
The American Edge, American Engineering Testing, Inc., V. 8, No. 3, pp. 2-3.
Por otro lado, Day y Haque (1993) demues-tran
en un estudio realizado con más de 8.000 re-sultados
de resistencia que dentro de un rango de
20 MPa y 100 MPa, la resistencia de los cilindros
pequeños es 5% mayor que la resistencia obtenida
en los cilindros grandes. Sin embargo, aclaran en el
mismo estudio que en el rango de resistencia de 20
MPa a 60 MPa, los resultados se pueden conside-rar
iguales. Estos pequeños márgenes de variación
presentados son atribuibles a los procedimientos de
operación de los equipos, al equipo mismo o al uso
de diferentes equipos (pruebas multi-laboratorios)
y con ello las diferencias se estiman despreciables,
como lo mencionan estos investigadores.
Dentro de este tema, es necesario también
hacer referencia a que factores como: tipo de hormi-gón,
tipo de árido, contenido de cemento, relación
agua-cemento, presencia de material cementante
suplementario y tipo de vibración, no parecen tener
ningún efecto significativo en la correlación entre
la resistencia de cilindros pequeños y grandes (Day,
1994 b). Así, todas estas investigaciones fundamen-tan
claramente que no existe una variación signifi-cativa
en cuanto al valor de resistencia que presen-
ŝŵĞŶƐŝſŶ
del molde
(mm)
Varillado sŝďƌĂĚŽ
N° de capas
aproximadamente
iguales
N° de
inserciones
de la varilla
por capa
Diámetro
de la
varilla
;ŵŵͿ
Longitud de la
ǀĂƌŝůůĂ;ŵŵͿ
N° de capas
aproximadamente
iguales
N° de
inserciones
del vibrador
por capa
Diámetro
del
vibrador
;ŵŵͿ
100x200 2 25 10±2 300 a 600 2 1 25
150x300 3 25 16±2 400 a 600 2 2 38
dĂďůĂϯ͘ZĞƋƵĞƌŝŵŝĞŶƚŽƐƉĂƌĂĐŽŶƐŽůŝĚĂĐŝſŶĚĞůĂƐƉƌŽďĞƚĂƐĐŝůşŶĚƌŝĐĂƐ͘
Empresa ecuatoriana, presente
en las provincias de nuestro país,
con más de 90 plantas de
potabilización de agua instaladas
y más de 600.000 ecuatorianos
disfrutando de agua de calidad,
pone a su disposición nuestros
productos y servicios.
100 x 200 mm y las de 150 x 300 mm.
Esto ha llevado a que las probetas de
100 x 200 mm sean consideradas en
las normas ASTM C31-09, C39-10 y
el código ACI 318 como válidas para
pruebas de evaluación y aceptación
del hormigón. Otro aspecto funda-mental
en este campo, es recomen-dar
en los países que han adoptado o
adaptado el ACI 318 la exigencia para
que las muestras sean tomadas por un
Técnico en Ensayos de Campo o con
la certificación ACI “Concrete Field
Testing Technician-Grade I” y que la
persona que realiza el ensayo de com-presión
esté en posesión de la Certi-ficación
ACI “Concrete Strength Tes-ting
Technician”, o alguna similar. La
presencia de técnicos certificados en
campo y en laboratorio ayuda a dis-minuir
la variabilidad presentada en
las pruebas.
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3. Equipos y suministros:
Mezcladores estáticos
Oxigenadores
Canaletas Parshall
Módulos de sedimentación
Placas de Floculización
Equipos de pruebas de jarras
Lechos filtrantes
Valvulería
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4. ŏ7HOIVHO
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