Los materiales deben probarse en cada paso del proceso de construcción: desde el diseño de la mezcla hasta el muestreo del núcleo. En este blog, proporcionamos una descripción general de los cuatro tipos principales de máquinas de ensayo que son capaces de probar una amplia variedad de muestras.
Las máquinas de ensayo de materiales de construcción (CMT, por sus siglas en inglés) desempeñan un papel fundamental. Sin ellas, los propietarios de proyectos y los ingenieros no tienen forma de saber si la calidad de los materiales utilizados en sus proyectos de construcción cumple con los requisitos esperados. Encontrar la máquina adecuada para sus necesidades depende de diversos factores, que incluyen lo siguiente:
- El material que necesita probar
- La geometría de la muestra
- El tipo de ensayo que necesita realizar
En este blog, exploraremos estos factores y brindaremos una descripción general de los cuatro tipos principales de máquinas de ensayo de materiales.
Tipos de materiales, geometrías y ensayos
En un proyecto de construcción se deben probar muchos materiales, desde el hormigón y el cemento hasta los metales y los plásticos. A continuación, mencionamos algunos de los más comunes:
- Hormigón
- Mortero
- Lechada
- Hormigón autocompactante
- Metales
- Plásticos
- Cemento hidráulico
- Cemento de fondo de pozo
- Materiales de baja resistencia controlada/relleno fluido
- Cerámicos apuntalantes
El material es importante, pero también lo es la geometría de la muestra (también conocida como la forma de la muestra o el cupón de ensayo). Las geometrías se pueden definir de la siguiente manera:
- Cilindros
- Cubos
- Prismas de lechada
- Vigas
- Bloques de mampostería
- Prismas de mampostería
- Núcleo de roca
- Barras de refuerzo
- Tornillos
- Pernos
- Cables
- Barras
- Cupones
Por último, existen varios tipos diferentes de ensayos que posiblemente deba realizar. Aquí hay una breve descripción de los tipos principales:
- Compresión: ejercer fuerza contra una muestra hasta que se rompa
- Tensión: tirar de una muestra hasta que se rompa
- Flexión: flexionar una muestra, lo que produce un esfuerzo de tracción en el exterior de la flexión (cara convexa) y un esfuerzo de compresión en el interior de la flexión (cara cóncava), hasta que se rompa
- Módulo de elasticidad (MOE, por sus siglas en inglés): medir la resistencia a la deformación o cuánto se estira/comprime ante una fuerza determinada
- Coeficiente de Poisson: similar al MOE, medir la resistencia a la deformación perpendicular a la dirección de la carga
- Rotura por tracción: cargar un cilindro de muestra de ensayo apoyado de costado y dividir su diámetro verticalmente como método indirecto para determinar su resistencia a la tracción
Entonces, con tantos factores en juego, ¿cómo saber qué tipo de equipo necesita para realizar los ensayos? Afortunadamente, estos cuatro tipos de máquinas de ensayo de materiales cubren casi todas las necesidades de ensayo.
4 tipos de máquinas de ensayo de materiales
Todos los siguientes tipos de máquinas de ensayo de materiales se pueden configurar según sus especificaciones exactas y cumplir con los estándares de protocolo ASTM, AASHTO, ISO, API, BS y EN.
1. Máquinas de ensayo de compresión
El ensayo de compresión es fundamental para determinar las características de resistencia de los materiales.
Las máquinas de ensayo de compresión se utilizan comúnmente para el ensayo de cilindros de hormigón de alta resistencia. Sin embargo, también puede utilizarlas para el ensayo de cubos, vigas, bloques, prismas y materiales finos a granel de muchos otros materiales.
Las máquinas de ensayo de compresión se pueden utilizar en el laboratorio y en el campo, y están disponibles en una variedad de marcos con diversas capacidades de carga. Además de la resistencia a la compresión, también puede ejecutar ensayos de módulo de elasticidad/coeficiente de Poisson y rotura por tracción.
Las máquinas de compresión estándar son versátiles, duraderas y confiables en entornos de ensayo convencionales. Es posible que, en entornos de ensayo más exigentes, se necesiten máquinas de alta rigidez o alta capacidad. Estas están diseñadas para muestras más grandes o materiales de alta resistencia, con marcos de acero soldados y rígidos. Las capacidades de carga pueden exceder 1.000.000 lbf.
2. Máquinas de ensayo de flexión
Las máquinas de ensayo de flexión son versátiles e ideales para realizar ensayos de hormigón utilizado en carreteras y pistas de aeropuertos.
Al igual que las máquinas de compresión, puede utilizarlas en el campo o en el laboratorio. De hecho, algunos fabricantes pueden proporcionar un marco de flexión que puede conectar a cualquier máquina de compresión: una solución económica que cubre varias necesidades a la vez.
Con una máquina de ensayo de flexión, puede probar la flexión o la resistencia de una viga en materiales con fallas inferiores a 30.000 lbf, como lechada, adoquines y cubos.
Además de la flexión y la resistencia, estas máquinas de ensayo pueden probar el módulo de elasticidad/coeficiente de Poisson, la resistencia al aplastamiento del apuntalante y la rotura por tracción.
3. Máquinas de ensayo universales
Las máquinas de ensayo universales son solo eso: máquinas universales y de usos varios. Puede medir y controlar mediante diversos tipos de ejes y vectores: fuerza, presión, tensión, deformación y fuerza de rango bajo, en situaciones de compresión, tensión o flexión.
Desde cilindros y cubos hasta pernos y cables, pruebe una amplia gama de muestras y materiales (cementosos, no cementosos, metálicos, no metálicos) y mida la fuerza, el desplazamiento, la velocidad y la deformación. Realice ensayos de acuerdo con los métodos deseados en capacidades de 20.000 a 850.000 lbf.
4. Máquinas de ensayo especializadas
Si bien las máquinas enumeradas anteriormente pueden resolver muchos desafíos de ensayo, a veces necesita algo único y personalizado que brinde soluciones para una aplicación especial.
Puede trabajar con un fabricante para desarrollar una máquina que ofrezca una solución práctica y rentable para satisfacer requisitos de ensayo específicos y determinar las propiedades especializadas de materiales o productos.
Por ejemplo, Forney trabajó con profesionales para desarrollar ensayos de durmientes de ferrocarril de hormigón, ensayos de apuntalante para arena de fracturación hidráulica, ensayos de baldosas y adoquines, máquinas para probar pernos, rodamientos de bolas y más.
¿Manual o automático?
Todos los tipos anteriores de máquinas están disponibles con control manual o automático.
Las máquinas manuales, sin embargo, pueden ser ineficaces y muy variables según el nivel de habilidad del operador. Es por eso que cada vez más organizaciones de ensayo eligen sistemas de control automático para brindar mayor precisión, consistencia y repetibilidad al proceso de ensayo.
Los controles automáticos proporcionan precarga automática y ajustes de velocidad, sistemas hidráulicos de eficiencia energética y más. Esto ayuda a los operadores de máquinas atareados a ahorrar tiempo y permite que los ensayos se ejecuten en piloto automático sin afectar los resultados.
Y no importa si ya tiene una máquina manual. A menudo puede actualizar los controles a automático.
Una cosa más: el fabricante de la máquina es importante
Comprar máquinas de ensayo de materiales es una gran inversión. Por lo tanto, es importante que compre las de un fabricante de renombre.
Cuando busque una máquina, asegúrese de que el fabricante prometa las siguientes cualidades:
- Resultados precisos y repetibles
La integridad del marco de la máquina debe superar los requisitos, y el diseño y la fabricación de la máquina deben ser de primera categoría para garantizar resultados continuos y repetibles durante los años de uso.
- Seguridad de los técnicos y las máquinas
La seguridad de los técnicos de laboratorio y del personal de servicio es primordial. Las máquinas deben diseñarse pensando en el operador, independientemente de su nivel de habilidad.
- Facilidad de uso
El diseño ergonómico y los detalles elaborados deberían garantizar un ensayo sencillo, incluso para los técnicos nuevos.
- Servicio de atención al cliente
Sabrá que tiene una buena máquina si está construida y respaldada por un equipo experto de soporte técnico que conoce bien la industria. Si desea que su máquina dure, trabaje con un fabricante que ofrezca un grupo especializado de ingenieros y técnicos que tengan años de experiencia con su equipo. De este modo, puede confiar en que cualquier problema que surja se resolverá de manera adecuada y oportuna.
Conclusión
Con tantos requisitos de ensayo, materiales, geometrías de muestras y protocolos reglamentarios que se deben tener en cuenta, puede ser difícil determinar qué máquina es más adecuada para sus necesidades. Use nuestra herramienta Buscador de máquinas para restringir su búsqueda.
Forney es la máquina de ensayo original, que representa el estándar en CMT. Encuentre la suya hoy.