La norma "ASTM C1352/C1352M Método de Ensayo Estándar para el Módulo de Elasticidad a la Flexión de Piedras Dimensionales", desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), describe un método de ensayo para determinar el módulo de elasticidad a la flexión de la piedra utilizando una viga simple con carga puntual en un cuadrante. Los ensayos de piedra pueden realizarse con la carga aplicada perpendicularmente al plano de estratificación o a la grieta, y con la carga aplicada paralelamente a dicho plano. Los ensayos de piedra pueden realizarse en muestras húmedas y secas. El evaluador debe determinar las condiciones que se utilizarán.
Este método de ensayo es útil para obtener valores de ingeniería para el análisis de tensión y deflexión de paneles de piedra. También es útil para demostrar las diferencias en el módulo de flexión entre piedras de diferentes tamaños y piedras del mismo tipo en diferentes direcciones de carga (paralela y perpendicular a la grieta o fisura).
Para los efectos de esta norma, el módulo de elasticidad también se conoce como tensión por unidad de deformación, módulo de Young.
La máquina de ensayo utilizada en estas pruebas cumple con los requisitos de la norma ASTM E4. El método de carga de un cuarto de punto se utiliza en ensayos de flexión de piedras con bloques portantes para garantizar que las fuerzas aplicadas a la viga sean únicamente verticales y sin excentricidad. El dispositivo debe ser capaz de mantener la longitud del tramo y las distancias entre los bloques portantes y de soporte con una precisión de ±1,3 mm. La carga debe aplicarse de forma uniforme y evitando impactos.
En las pruebas también se utilizan medidores de deflexión capaces de leer hasta 0,002 mm para medir las deflexiones en el centro del tramo en los dos bordes libres y las deflexiones de apoyo en ambos extremos.
Las probetas deberán tener 100 mm de ancho, 32 mm de espesor y 380 mm de largo, con una abertura de ensayo de 320 mm. Los bordes de la probeta deberán ser perpendiculares a las superficies superior e inferior. Las probetas se recubrirán con un abrasivo fino en los planos perpendiculares a la carga y con una superficie de corte fina en los otros cuatro planos. Las dimensiones de la probeta se medirán y registrarán con una precisión de 0,2 mm. Se ensayarán al menos cinco probetas para cada condición de ensayo. El valor promedio calculado a partir de los gráficos de los resultados del ensayo se reportará como el módulo de elasticidad a flexión para esa condición.
Cuando se determina el espesor de trabajo (cuando se determina el espesor de los paneles de piedra para el proyecto), a menudo se solicita que se realicen pruebas de módulo de elasticidad a la flexión en el espesor de trabajo. Lo siguiente rige el tamaño de la muestra cuando se solicita la prueba en el espesor de trabajo y cuando el espesor de trabajo varía de 32 mm. El tramo probado debe ser diez veces el espesor. Las longitudes de las muestras no deben ser inferiores a 50 mm ni superiores a 100 mm más largas que el tramo probado. Cuando el espesor es inferior a 70 mm, el ancho de la muestra debe ser de 100 mm. Cuando el espesor es superior a 70 mm, el ancho debe ser 1,5 veces el espesor. Cuando el espesor varía de 32 mm y el tamaño de la muestra cumple con los criterios de espesor de trabajo especificados anteriormente, el valor promedio de los resultados de la prueba para cada condición se informa como el módulo de elasticidad a la flexión de la piedra en el espesor de trabajo para esa condición.
Para muestras con superficies rugosas, prepare las áreas planas de la plataforma para los soportes de tramo y los bloques de carga de cuarto de punto, y aplique un cordón de 15 mm de ancho de sellador resistente al agua en el centro de estas áreas. Deje que el sellador se seque o cure según las recomendaciones del fabricante antes de proceder con el acondicionamiento de las muestras.
Antes de la prueba, las muestras se secan en un ambiente seco a 60 °C (60 °F) ± 2 °C durante 48 horas. A las 46, 47 y 48 horas, se pesan para asegurar que tengan el mismo peso. Si el peso continúa disminuyendo, se secan hasta obtener tres lecturas horarias consecutivas con el mismo peso. Tras retirarlas del horno, se enfrían a temperatura ambiente en un desecador antes de la prueba.
Antes de analizarlas en un entorno húmedo, las muestras se sumergen en agua a 22 °C (22 °F) ± 2 °C (22 °F) durante 48 horas. Inmediatamente después de retirarlas del baño, se limpia el agua de sus superficies y se analizan.
Para comenzar el ensayo, se ensambla el aparato, se coloca la probeta sobre los soportes de tramo y se ajustan los bloques de carga de un cuarto de punto para que entren en contacto con la probeta. La probeta se precarga dos veces hasta una carga máxima equivalente al 50 % de la resistencia última prevista y luego se vuelve a cero. La carga se incrementa a una velocidad equivalente a la variación de la tensión de flexión, no superior a 4,14 MPa por minuto. Los valores de resistencia última a la flexión se determinan mejor mediante la norma ASTM C880. Se aplica una precarga de 44 N, se ponen a cero los indicadores de deflexión y se utiliza el dispositivo de lectura de carga.
La carga se incrementa en incrementos de aproximadamente el 10 % de la carga de falla prevista. En cada incremento, se detiene la carga y se registran las deflexiones del borde en el centro del tramo de ambas probetas. Los incrementos de carga y las lecturas de deflexión se continúan hasta que se produce la falla. A menudo es difícil poner a cero los indicadores de deflexión cuando la probeta no está sometida a carga. Una práctica común es aplicar una pequeña carga inicial, como 44 N, a la probeta y poner a cero los indicadores de deflexión para esta carga. Dado que solo se desea conocer la pendiente de la curva de tensión-deformación, esta carga inicial no afecta el resultado final.
En resumen, la norma ASTM C1352/C1352M incluye un método de ensayo para determinar la resistencia de los materiales refractarios a la deformación bajo carga compresiva constante a altas temperaturas. Este ensayo es importante para evaluar el comportamiento de los materiales refractarios utilizados en hornos, calderas, hornos de incineración y reactores bajo tensiones térmicas y mecánicas reales. Este método de ensayo mide la fluencia de un material refractario sometido a una carga constante a alta temperatura durante un período de tiempo específico. Es particularmente útil para evaluar:
Esta norma se aplica a una amplia gama de productos refractarios conformados, incluidos ladrillos de chamota, ladrillos con alto contenido de alúmina y refractarios aislantes.
Los refractarios deben mantener su forma y rendimiento estructural bajo condiciones extremas de calor y presión. La deformación por fluencia, o deformación lenta bajo cargas de alta temperatura, puede comprometer el rendimiento del revestimiento en equipos industriales, provocando fallos prematuros o riesgos de seguridad. Esta norma proporciona un método estandarizado para medir este factor de rendimiento, garantizando la consistencia y la fiabilidad en la selección de materiales y el control de calidad.
Los principales parámetros evaluados aquí son:
Las industrias que utilizan esta norma para la evaluación refractaria incluyen:
Esta norma ayuda a los fabricantes e ingenieros a seleccionar los materiales refractarios adecuados para aplicaciones exigentes donde la estabilidad térmica y mecánica a largo plazo es fundamental.
Los beneficios de la norma ASTM C1352/C1352M incluyen:
Como resultado, la norma ASTM C1352/C1352M es una herramienta esencial para evaluar el rendimiento mecánico de los materiales refractarios a alta temperatura. Al simular condiciones de servicio que involucran calor y presión, esta norma garantiza que los materiales utilizados en entornos industriales extremos resistan el paso del tiempo, la temperatura y la tensión.
Nuestra organización, con una larga trayectoria y un meticuloso seguimiento de los avances científicos y tecnológicos globales, realiza pruebas, mediciones y análisis en una amplia gama de áreas para empresas de todos los sectores, con un equipo cualificado y una amplia infraestructura. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba de acuerdo con la norma ASTM C1352/C1352M, "Método de prueba estándar para el módulo de elasticidad a la flexión de la piedra dimensional".
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