Dispositivo y procedimiento simultáneo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas.

Procedimiento simultáneo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas y dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento con forma de trípode construido mediante 3 brazos (1, 2) constituidos por perfiles metálicos IPN-100 y chapas auxiliares de 5 y 6 mm de espesor para la construcción del nudo central (8) y los rigidizadores (9) respectivamente que permite trasmitir una tercera parte de la carga proporcionada por la prensa a cada probeta (4) gracias a la geometría del dispositivo, al hecho de ser un mecanismo isostático y por la rótula situada en el actuador dinámico

Dispositivo y procedimiento simultáneo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas.

Objeto de la invención

La presente invención se encuadra en el sector de la investigación de las propiedades mecánicas de los materiales sólidos por aplicación de una incitación mecánica.

La invención consiste en un nuevo dispositivo y procedimiento de ensayo para la caracterización a fatiga en flexotracción de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos, con la ventaja de que es posible ensayar 3 probetas prismáticas con un solo actuador dinámico.

El procedimiento permite determinar el número de ciclos de carga que es capaz de soportar el material ensayado hasta su rotura. Por otro lado, facilita una mejor optimización de la prensa dinámica dado que reduce el tiempo necesario para la realización del ensayo con respecto al procedimiento convencional.

Antecedentes de la invención

El procedimiento de ensayo que se emplea actualmente consiste en la realización del ensayo de caracterización a fatiga en flexotracción con una sola probeta prismática colocada bajo el actuador dinámi- co.

La forma de colocar la probeta bajo el actuador se detalla en la Norma UNE-EN 12390-5 - Ensayos de hormigón endurecido. Parte 5: Resistencia a flexotracción de probeta prismáticas-. Esta norma se refiere a los ensayos estáticos de resistencia a flexotracción de probetas prismáticas. El procedimiento de ensayo detallado en la Norma, se refiere a ensayos de resistencia a flexotracción estáticos, pero la forma de colocar las probetas bajo el actuador es idéntica para el caso de fatiga.

La norma permite que la carga se aplique mediante uno o dos rodillos en la parte superior de la probeta, y especifica la posición de los dos rodillos inferiores.

Con la técnica usada actualmente, los ensayos de fatiga en flexotracción requieren mucho tiempo ya que cada probeta puede estar sometida a ciclos de carga durante varios días hasta su rotura. Por otro lado, la prensa dinámica permanece inutilizada para otro tipo de ensayos durante un largo periodo, lo cual limita su aprovechamiento.

En el proceso actual se consume una gran cantidad de energía ya que la prensa dinámica trabaja durante un largo periodo de tiempo. Para cargas pequeñas, es posible que la sensibilidad de la prensa dinámica no sea suficiente y se tenga que optar por prensas que apliquen cargas menores o que tengan una sensibilidad mayor.

El procedimiento de ensayo objeto de la presente invención evita los inconvenientes anteriormente enunciados.

Descripción de la invención

El procedimiento consiste en la utilización de un dispositivo en forma de trípode construido mediante perfiles metálicos IPN-100 y chapas auxiliares de 5 y 6 mm de espesor.

Este dispositivo permite trasmitir la carga desde el actuador a cada una de las tres probetas ensayadas. Una tercera parte de la carga proporcionada por la prensa llega a cada probeta.

El reparto equitativo de la carga viene dado por la geometría del dispositivo, por el hecho de ser un mecanismo isostático y por la rótula situada en el actuador dinámico.

Descripción de las figuras

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un conjunto de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figuras 1a y 1b: Muestran sendas vistas en alzado y en planta del dispositivo de ensayo respectivamen- te.

Figura 2: Muestra una vista en alzado del dispositivo de ensayo de la invención junto con las probetas prismáticas.

Figuras 3a y 3b: Muestran sendas representaciones detalladas del nudo central del trípode del dispositivo de la invención.

Realización preferente de la invención

El dispositivo propuesto consiste en un trípode compuesto por un brazo principal (1) y dos brazos secundarios (2). Todos los brazos están fabricados con perfiles metálicos IPN-100. Los 3 brazos están unidos entre sí mediante soldadura por el nudo central (8) fabricado mediante chapas (3) de 5 mm de espesor. La aplicación de las cargas a cada probeta (4) se materializa mediante rodillos (9) con un diámetro comprendido entre 20 y 40 mm. Dichos rodillos (9) se colocan bajo los brazos (1, 2) disponiéndose unos rigidizadores (5) verticales de 6 mm de espesor dentro de los perfiles y en la vertical de los rodillos (9). El trípode descrito se coloca bajo el actuador dinámico mediante una unión atornillada (6).

En la Fig. 2 se muestra en planta el dispositivo de ensayo junto con las probetas (4) de material tratado con conglomerantes hidráulicos. Se detalla la posición de los rodillos (9) y del nudo central (8).

La configuración geométrica en forma de pentágono del nudo central (8) puede verse en la figura 3, en donde además se aprecian las chapas que lo conforman.

Para la realización del procedimiento de ensayo propuesto es necesario disponer de 3 probetas (4) prismáticas (600 x 150 x 150 mm) de material tratado con conglomerante hidráulico apoyadas sobre 2 rodillos (9) metálicos cada una y colocadas como se indica en la figura 2.

Las probetas (4) se colocan a la altura necesaria para permitir que el trípode llegue a contactar con la cara superior de las mismas. Esta altura dependerá de la altura del pórtico de la prensa y del recorrido que tenga el actuador dinámico.

Los rodillos (9) inferiores sobre los que se apoyan las probetas (4) tienen un diámetro comprendido entre 20 y 40 mm y están colocados a 75 mm del borde de las probetas (4) (Norma UNE-EN 12390-5. Ensayos de hormigón endurecido. Parte 5: Resistencia a flexotracción de probeta prismáticas).

El rodillo superior que transmite la carga a las probetas (4) se coloca centrado en la longitud de las mismas (300 mm desde los bordes).

Una vez colocadas las probetas (4) y el trípode, es necesario comprobar que el rodillo superior esté en la posición correcta respecto a las 3 probetas (2) y en contacto con la cara superior de las mismas.

Tras la colocación del trípode y las probetas (4), se selecciona la carga y la frecuencia y se da comienzo al ensayo de fatiga en flexotracción. El ensayo durará hasta que todas las probetas comiencen a fisurar- se.

Para la fabricación del trípode (Fig. 1) son necesarios los siguientes elementos:

- 1 perfil IPN-100 con una longitud de 572,8 mm para el brazo principal (1);

- 2 perfiles IPN-100 con una longitud de 354,7 mm para los brazos secundarios (2);

- 12 chapas (5) de 75 x 22 mm y 6 mm de espesor (para los rigidizadores; y

- Varias chapas (3) de 5 mm de espesor para el nudo central (8).

La unión de los brazos (1, 2) con el núcleo central (8), los rigidizadores y el nudo central (8) se materializará mediante soldadura.

La unión del trípode con el actuador se ajustará con tornillos (6) y los rodillos (9) se unirán con los perfiles IPN-100 mediante mordazas metálicas.

1. Procedimiento simultáneo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas (4) prismáticas a fatiga en flexotracción caracterizado porque comprende los pasos de:

- Colocar las tres probetas (4) prismáticas apoyadas sobre 2 rodillos (9) metálicos cada una y a la altura necesaria para permitir que el trípode llegue a contactar con la cara superior de las mismas;

- Colocar el rodillo superior que transmite la carga a las probetas (4) centrado en la longitud de las mismas;

- Comprobar que el rodillo superior está en la posición correcta respecto a las 3 probetas (4) y en contacto con la cara superior de las mismas;

- Selección de la carga y la frecuencia y comienzo del ensayo de fatiga en flexotracción hasta que todas las probetas comiencen a fisurarse.

2. Dispositivo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas, según el procedimiento de la reivindicación 1ª, caracterizado porque consiste en un trípode construido mediante la unión de un brazo principal (1), dos brazos secundarios (2), un nudo central (8) y rigidizadores (9).

3. Dispositivo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas, según reivindicación 2ª, caracterizado porque los brazos principal (1) y secundarios (2) están construidos mediante 3 perfiles metálicos IPN-100, el núcleo central (8) mediante chapas auxiliares de 5 mm de espesor y los rigidizadores (9) mediante chapas auxiliares de 6 mm.

4. Dispositivo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas, según reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el núcleo central (8) se une mediante tornillos (6) al actuador dinámico.

5. Dispositivo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas, según reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque la unión de los brazos (1, 2) con el núcleo central (8), los rigidizadores y el nudo central (8) se realiza mediante soldadura.

6. Dispositivo de ensayo para la caracterización a fatiga de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos con el empleo de tres probetas prismáticas, según reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque los rodillos (9) se unen con los perfiles IPN-100 de los brazos (1, 2) mediante mordazas metálicas.