Ensayo de Piedras de Construcción: 10 Métodos para Evaluar Calidad y Durabilidad

Introducción

Los siguientes ensayos determinan las cualidades de una buena piedra de construcción:

1. Ensayo ácido
2. Ensayo de atrición
3. Ensayo de compresión (crushing)
4. Ensayo de cristalización
5. Ensayo de congelación-descongelación
6. Ensayo de dureza
7. Ensayo de impacto
8. Ensayo microscópico
9. Ensayo de Smith
10. Ensayo de absorción de agua

Cada uno se describe brevemente a continuación.

1. Ensayo Ácido (Acid Test)

Muestra de ~0,50-1 N en solución HCl 1% durante 7 días, agitando a intervalos. Buena piedra: aristas agudas mantenidas, superficie sin polvo. Bordes rotos y polvo en superficie → presencia de carbonato cálcico → mala calidad de intemperismo. No aplicable a calizas. Usado normalmente en areniscas.

2. Ensayo de Atrición (Attrition Test)

Determina tasa de desgaste de piedras para construcción vial. Indica poder de resistencia a acción de molienda bajo tráfico.

Procedimiento:

1. Piedra rota en trozos ~60 mm.
2. 50 N de trozos en cada cilindro de máquina Deval (Ø200 mm × 340 mm).
3. Cilindros cerrados, ejes a 30° con horizontal.
4. Rotación 5 horas a 30 RPM.
5. Contenido sacado y pasado por tamiz 1,50 mm.
6. Material retenido pesado.
7. % desgaste = [(peso inicial - peso retenido) / peso inicial] × 100.

3. Ensayo de Compresión (Crushing Test)

Determina resistencia a compresión.

1. Cubos 40×40×40 mm, caras finamente acabadas.
2. Mínimo 3 especímenes.
3. Sumergidos ~72 h antes del ensayo; ensayados saturados.
4. Caras de carga cubiertas con yeso o contrachapado 5 mm.
5. Carga axial en máquina de compresión. Velocidad: 13,72 N/mm²/min.
6. Resistencia = carga máxima de fallo / área de cara de carga.

4. Ensayo de Cristalización (Crystallisation Test)

Mínimo 4 cubos 40 mm. Secados 72 h y pesados. Sumergidos 2 h en solución Na₂SO₄ 14%. Secados a 100°C y pesados. Diferencia de peso anotada. Ciclo (secado, pesado, inmersión, pesado) repetido ≥5 veces. Cada vez, cambio de peso expresado como % peso original.

Nota: cristalización de CaSO₄ en poros causa decadencia por intemperismo, pero por su baja solubilidad no se usa en este ensayo.

5. Ensayo de Congelación-Descongelación (Freezing and Thawing Test)

Espécimen sumergido 24 h. Colocado en mezcla congelante a -12°C 24 h. Descongelado a temp. ambiente (en sombra para evitar viento, sol, lluvia). Ciclo repetido varias veces; comportamiento observado.

6. Ensayo de Dureza (Hardness Test)

Procedimiento:

1. Cilindro Ø25 mm × 25 mm de la muestra.
2. Pesado.
3. Colocado en máquina Dorry, presionado 12,50 N.
4. Disco anular de acero rotado a 28 RPM.
5. Arena gruesa estándar espolvoreada sobre disco durante rotación.
6. Tras 1000 revoluciones, espécimen sacado y pesado.
7. Coeficiente de dureza = 20 - (pérdida de peso en g / 3).

7. Ensayo de Impacto (Impact Test)

Determina tenacidad en máquina de impacto Page.

1. Cilindro Ø25 mm × 25 mm de la muestra.
2. Sobre yunque de fundición.
3. Martillo acero 20 N cae axialmente en vertical.
4. Altura golpes: 1 cm, 2 cm, 3 cm... sucesivamente.
5. Golpe en que espécimen rompe = índice de tenacidad (n-ésimo golpe → n = índice).

8. Ensayo Microscópico (Microscopic Test)

Secciones delgadas bajo microscopio para estudiar:

• Tamaño medio de grano
• Existencia de poros, fisuras, vetas, sacudidas
• Constituyentes minerales
• Naturaleza del material cementante
• Presencia de sustancias nocivas
• Textura

9. Ensayo de Smith (Smith's Test)

Detecta materia soluble. Unos trozos en tubo de vidrio + agua clara. Tras ~1 h, agitar vigorosamente. Agua turbia → materia terrosa. Agua clara → piedra durable, sin materia soluble. Agua sucia → exceso de materia terrosa/mineral soluble.

10. Ensayo de Absorción de Agua (Water Absorption Test)

Procedimiento:

1. Cubo ~0,50 N de la muestra. Peso real = W₁.
2. Sumergido en agua destilada 24 h.
3. Sacado, agua superficial secada con paño húmedo. Peso = W₂.
4. Suspendido libremente en agua. Peso = W₃.
5. Agua hervida, cubo en ebullición 5 h.
6. Sacado, secado superficie, peso = W₄.

Propiedades calculadas:

• Absorción % peso = [(W₂ - W₁)/W₁] × 100
• Absorción % volumen = [(W₂ - W₁)/(W₁ - W₃)] × 100
• Porosidad = [(W₂ - W₁)/(W₁ - W₃)] × 100
• Densidad = W₁/(W₁ - W₃)
• Gravedad específica = W₁/(W₁ - W₃)
• Saturación % = [(W₂ - W₁)/(W₄ - W₁)] × 100