Práctica de Laboratorio N° 9
Ensayo de Compresión
Título:
Objetivos:
a) Especificar los equipos, instrumentos y metodologías empleados en ensayos de
compresión.
b) Determinar la resistencia máxima a la compresión de probetas cúbicas de dos materiales
distintos (de yeso y de arcilla caolín).
Fundamento teórico:
Ensayo de compresión
Las pruebas de compresión emplean maquinaria especializada para evaluar la respuesta del
material a un esfuerzo de compresión que aumenta progresivamente. Las pruebas de compresión
evalúan la seguridad, la durabilidad y la integridad de los materiales.
Las pruebas de compresión se realizan para evaluar la respuesta de un material a las fuerzas de
compresión.
En la prueba, se aplica presión a una muestra a través de platos de compresión o accesorios
especializados dentro de un equipo de prueba de materiales universal para determinar las diversas
cualidades del material.
Máquina de ensayo de compresión
Una máquina de prueba de compresión es un aparato de prueba universal, equipado con accesorios
o platos especiales para pruebas de compresión. Estos accesorios se eligen e instalan en la
máquina según factores como el tipo de prueba, el material y el tamaño de la muestra, la
temperatura de prueba y la fuerza máxima prevista.
Un aparato de prueba de compresión estándar comprende una celda de carga, uno o varios
cabezales transversales (travesaños), accesorios de prueba de compresión (platos o punzones),
componentes electrónicos y un mecanismo de accionamiento (manual o hidráulico).
Resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión de un material es la capacidad de soportar cargas a lo largo de su
sección transversal sin sufrir deformaciones o fallos significativos. La importancia de evaluar este
atributo mecánico en el lugar de trabajo se relaciona con el control de calidad, la evaluación de la
resistencia para la selección de materiales y la trabajabilidad, entre otros factores. Los datos
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derivados de las pruebas de resistencia a la compresión se utilizan en la industria para evaluar la
resistencia de los materiales en las estructuras, lo que facilita la programación de las actividades
de construcción.
Esfuerzo máximo de compresión
El esfuerzo máximo de compresión (σc) se define como el esfuerzo necesario para inducir la
fractura de la probeta (cúbica o cilíndrica). Una fractura se produce cuando hay una reducción
abrupta en la aplicación de carga, lo que hace que la probeta no pueda soportar sucesivos
aumentos de carga.
El paralelismo de las bases es crucial, ya que pequeñas imperfecciones pueden dar lugar a errores
importantes en los resultados.
Tipos de fractura en materiales frágiles
Los tipos de falla (tanto en probetas cúbicas como en probetas cilíndricas) en materiales frágiles
(fracturan sin apenas deformación permanente) se muestran a continuación:
Cálculos
Se calcula mediante la siguiente fórmula:
𝜎𝜎𝑐𝑐 = 𝑓𝑓´𝑐𝑐 =
𝐹𝐹𝑚𝑚á𝑥𝑥
𝐴𝐴
Donde: Fmáx = Carga máxima soportada (N) y A = Área (o sección) transversal sobre la que se
aplica la carga (mm2).
Nota: 1 N/mm2 = 1 MPa.
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Equipos e instrumentos:
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Prensa universal para aplicar y medir la carga en Newtons.
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Celda de carga (Capacidad 10000 N).
-
Deformímetro digital (opcional).
-
Vernier.
-
Soporte universal.
-
Cámara de video (o celular con cámara de video)
-
Probetas cúbicas de aproximadamente 5 cm de lado, de yeso y de arcilla caolín.
Procedimiento experimental:
-
Registramos las dimensiones de las probetas a ensayar y calculamos el área de la sección
transversal.
-
Confirmamos que la máquina universal está en óptimas condiciones (colocamos a cero
los instrumentos de medición o registramos sus valores iniciales).
-
Colocamos la muestra centrada en los platos (o punzones) de compresión de la máquina
universal.
-
Iniciamos la prueba de compresión, aplicando una carga a una velocidad baja y constante.
-
Continuamos la prueba hasta que la muestra presente falla (registramos los tipos de
grietas).
-
Registrar la carga máxima (N) a la que la probeta rompe (filmarlo con cámara).
-
Extraemos la muestra del aparato e insertamos una nueva muestra, repitiendo el
procedimiento mencionado anteriormente.
Discusión y Conclusiones
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