Equipos Del Laboratorio de Ensayo de Materiales

Universidad Nacional de Chimborazo Escuela de Ingenieria Civil

1. TEMA: RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS Y MATERIALES DE LOS LABORATORIOS DE

INGENIERIA CIVIL 2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL: 

Realizar un reconocimiento a los laboratorios de Ingeniería Civil, para adquirir información detallada acerca del funcionamiento de cada una de las maquinas y equipos que sirven para realizar los ensayos referentes a la profesión.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS: 

Conocer características importantes de las diferentes maquinas utilizadas en los laboratorios de Ingeniería Civil.



Identificar las capacidades y sensibilidades de los equipos e instrumentos que operan en el laboratorio.

3. INTRODUCCION

Es importante reconocer los diferentes implementos y equipos que se van a utilizar en los ensayos de laboratorio, así mismo tener en cuenta las precauciones descritas por las normas de seguridad que indican la forma correcta de actuar para evitar accidentes en el lugar de trabajo o alteraciones en los resultados. En este trabajo se presenta de una forma detallada cada uno de los equipos observados durante durante el recorrido al

laboratorio, y adicionalmente se se hace una una pequeña

descripción acompañada de una imagen de cada uno de ellos. El reconocimiento del instrumento se realizó de una manera visual e interactiva para conocer de cerca la funcionalidad de dichos implementos, guiados por las recomendaciones y explicaciones del ingeniero. 4. MARCO TEORICO 4.1. EQUIPOS DEL LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES, SUELOS Y PAVIMENTOS. 

Horno de secado de muestras:

El horno de laboratorio es un tipo de horno de horno comúnmente usado para deshidratar reactivos de laboratorio de laboratorio o secar instrumentos. El horno aumenta su temperatura gradualmente conforme pase el tiempo así como también sea su programación, hasta cuando la temperatura sea óptima y se estabilice. Características:

Ensayo de Materiales I Elaborado por Erik Gallo M.

1


-

-

Horno marca Humboldt: 

Temperatura gradual entre 0 a 550 C.



Capacidad de 10 pies3.



Funcionamiento eléctrico con voltaje de 110 V.

Horno de secado de muestras pequeñas: 

capacidad aproximada de 150 tarros para contenido de humedad.



Temperatura máxima de 204 C.



Principal funcionalidad es secar muestras para determinar contenido de humedad.

Ilustración 1- horno de secado Humboldt.



Balanzas mecánicas.

La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de los objetos. Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre el cuerpo y pesas de diferentes masas, permite medir la masa del cuerpo.

Detalles:

En el laboratorio se cuenta con balanzas mecánicas con las siguientes capacidades: -

3000 gr.

-

2100 gr.

Ensayo de Materiales I Ilustración 2- balanza mecánica. Elaborado por Erik Gallo M.

2

Universidad Nacional de Chimborazo Escuela de Ingenieria Civil 

Balanzas Analíticas:

La balanza analítica es un instrumento utilizado en el laboratorio, que sirve para medir la masa. Su característica más importante es que poseen muy poco margen de error, lo que las hace ideales para utilizarse en mediciones muy precisas. Detalle:

-

Se posee una Balanza digital de 20 kg y una de 150 kg.

-

Despliegan la información en distintos sistemas de unidades.

-

Poseen una presicion de 0.01 mg.

-

Sensibilidad de 0.1 kg y 0.5 kg. Respectivamente.

Ilustración 3- balanza analítica.



Penetro metro:

Los penetró metros son un tipo de ensayos de penetración, empleados en la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Detalle:

En el laboratorio se cuenta con un penetro metro que sirve fundamentalmente para el estudio de la mezcla asfáltica.


Ilustración 4penetrometro.

3


Estufas:

Las estufas son aparatos que sirven para calentar algunas muestras. El laboratorio cuenta con algunas estufas de diferentes modelos.

Ilustración 5 - estufa eléctrica.



Prensa triaxial, Marshall y CVR:

Prensa utilizada para ensayos triaxial y CVR. Posee un marco de 2 columnas con 1 viga transversal móvil. Funciona con un motor eléctrico. Características: -

Determina la capacidad de soporte del suelo.

-

Posee una capacidad de 10000 lb.

Ilustración 6 - prensa triaxial, marshall y CVR.


4


El baño

Baño María:

María o baño

de

María

es

un

método

empleado

en

laboratorio

para

conferir temperatura uniforme a una sustancia líquida o sólida o para calentarla lentamente, sumergiendo el recipiente que la contiene en otro mayor con agua u otro líquido que se lleva a o está en ebullición. En el laboratorio se cuenta con un aparato baño maria marca humboldt, que se utiliza principalmente para ensayos de la catedra de mec ánica de suelos.

Ilustración 7 - baño maria.



Tamices.

Los tamices

sirven para

realizar el tamizado en

agregados. Es un

método físico para

separar mezclas en el cual se separan dos sólidos formados por partículas de tamaño diferente. Detalle:

En el laboratorio

se cuenta con tamices de diferentes tamaños, los cuales de describe a

continuación: TAMIZ MALLA 3’’ 2’’ 11/2’’ 1’’ 3/4 ‘’ 3/8 ‘’ 4 ‘’ No. 10 20 Ensayo de Materiales I Elaborado por Erik Gallo M.

DIAMETRO (mm) 76.2 50.8 38.1 25.4 19.1 9.52 4.76 2 0.84

5


40 60 100 200

0.42 0.25 0.149 0.074

Ilustración 8 TAMICES.



EXTRACTOR DE NUCLEOS:

Se utiliza para extraer núcleos de concreto hidráulico, concreto asfáltico y rocas. Saca nucleos de hasta

2,

4,

y

6

pulgadas

en

pavimento

rigido

y

pavimento

flexible.

En el laboratorio se cuenta con dos equipos, uno con motor eléctrico y uno con motor a gasolina. Máquina con motor eléctrico:

-

Motor eléctrico de 3.5 HP (2.6 KW) 350/900 RPM, 18 amp, 115/50/60.

-

2 velocidades, dispensador de agua y base para anclaje.

Máquina con motor de gasolina:

-

Motor de gasolina de 4 ciclos con marc ha eléctrica.

-

RPM variable hasta 1,100, movimiento de cabezal arriba-abajo-arriba tipo tornillo manual y dispensador de agua.

Ilustración 9 - extractor de nucleos.


6




TAMIZADORA ELECTRICA:

La tamizadora eléctrica se utiliza para ensayos de granulometría, funciona con motor eléctrico de 110 v, trabaja con tamices de 6 hasta 12 pulgadas.

Ilustración 10 - tamizador eléctrico.



Maquina de Casa Grande:

La cuchara de Casagrande, también llamada copa de Casagrande, es un instrumento de medición utilizado en geotecnia e ingeniería civil, para determinar el límite de liquidez de un terreno. Fue inventada por Arthur Casagrande. Características:

-

Compuesto de un casquete esférico de m etal.

-

Su operación es por medio de una manivela que produce la elevación del casquete y su subsecuente caída, produciendo así un choque controlado contra una base también metálica.

-

A cada vuelta de la manivela se produce un golpe en el casquete, que tiende a hacer deslizar el suelo ya húmedo juntando los bordes de la r anura.


Ilustración 11 - copa de casa grande.

7


Picnómetro.

El Picnómetro es un instrumento de medición cuyo volumen es conocido y permite conocer la densidad o peso específico de cualquier fluido ya sea líquido o sólido mediante gravimetría a una determinada temperatura.

Ilustración 12 picnometro.



Aparato Cleveland.

Se utiliza para determinar el punto de inflamación y de combustión de los asfaltos. Especificaciones técnicas:

- Operación - Control de temperatura análogo de buena precisión - Cubierta exterior en acero inoxidable - Válvula de control para el paso de gas - Temperatura de ensayo hasta 400 °C 110 VAC 50/60 Hz (opcional a 220 VAC)

Ilustración 13 - aparato cleveland.


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Cuarteador.

El cuarteador de muestras es un instrumento utilizado para seleccionar la cantidad de material que se utilizara en un ensayo. Características:

-

Cuarteador de 24 canales y 12 canales, con dos bandejas en el fondo.

-

Trabaja con diferentes tipos y tamaños de de muestras.

-

Soportan hasta una muestra de 400 lb en gruesos.

Ilustración 14 - cuarteador.



Maquina de los angeles.

La máquina de los ángeles ha sido desarrollada teniendo en cuenta las especificaciones técnicas de las normas con el objetivo de determinar la resistencia de los agregados a la abrasión. El equipo consta de un tambor montado en los extremos con ejes y rodamientos sobre una estructura metálica, la cual

lo soporta para que este gire de acuerdo a lo programado con

contador digital que activa y/o desactiva el motor para que el tambor de un determinado número de vueltas según se requiera en la realización del ensayo. Detalles:

- Capacidad : Hasta 5000 g de agregado y 5000 de carga (esferas). - Velocidad del tambor : 30 - 33 rpm. - Contador : Digital automático programable. - Tapa con cierre para retención de polvo. - Incluye : Juego de 12 esferas cada una con peso entre 390 g y 445 g. - Motor: 1 HP. - Operación: 110 VAC / 60 Hz (Opcional 220 VAC)


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Ilustración 15 - maquina de los angeles.



SPT. (Stándar penetration test)

El equipo spt, sirve para realizar el ensayo de penetración estándar, el ensayo de penetración estándar o SPT es un tipo de prueba de penetración dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que se quiere realizar un reconocimiento geotécnico. Constituye el ensayo o prueba más utilizado en la realización de sondeos, y se realiza en el fondo de la perforación.

Ilustración 16 - equipo spt.



Equipo para determinar elasticidad, plasticidad y flujo plástico.

Es un equipo diseñado y construido por estudiantes de la carrera de Ingeniería civil que sirve para medir la elasticidad y plasticidad en materiales de construcción. Consta de un armazón de metal con adaptaciones para medir la longitud que se estira el material, y ganchos donde se coloca el material a ensayarse.


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Ilustración 17 - equipo para ensayo de elasticidad.

4.2. EQUIPOS DEL LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES. 

Maquina de compresión de 1780 KN.

-

Sirve para realizar ensayos de compresión en cilindros de madera y hormigón.

-

Capacidad de 1780 kN.

-

Sistema eléctrico.

-

Piston con aceite hidraulico.

-

Control de mando manual.

Ilustración 18 - maquina de compresion de 1780 kN.



Maquina para ensayo de flexion en tubos.

-

Sistema hidraulico.

-

Capacidad máxima de 500 kN.

-

Sirve para realizar ensayos de flexión e n tubos de hormigón

-

Funciona con motor que manda aceite al piston y mediante sensores proporciona la resistencia del tubo.


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Ilustración 19 - equipo para lexion en tubos.



Maquina de compresión de 3000 kN.

-

Sirve para ensayos de compresión en bloques, adoquines, ladrillos.

-

Sistema electro – hidraulico.

-

Capacidad máxima de 3000 kN.

-

Sistema de mando automatico.

Ilustración 20 - equipo de compresion de 3000 KN.



Maquina Universal.

-

Maquina empleada para ensayos de traccion en metales, compresión y corte en conectores.

-

Capacidad de 2000 KN a compresión y 500 kN a traccion.

-

Rotura de cilindros.


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-

Posee mando electrónico.

-

Incluye un dispositivo lector de esfuerzos.

Ilustración 21 - maquina universal.



Piscina de curado.

-

Sirve para el proceso de curado de probetas de hormigón.

-

Un 1m3 de volumen.

-

Capacidad para 52 probetas cilíndricas de hormigón de 15cm de diámetro y 30 cm de altura.

-

Sistema eléctrico con voltaje de 110v.

-

Temperatura del agua tiene que estar en 23 C.

Ilustración 22 - piscina de curado.



Horno Despatch.

-

Sirve para el secado de muestras

-

Temperatura maquima de 400 F.

Ensayo de Materiales I Elaborado por Erik Gallo M. Ilustración 23 - horno de secado.

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Tamizadoras.- De dos tipos diferentes para agregados gruesos y finos, con sus respectivas

cubiertas para el ruido. 

Cuarteador.- Sirve para separar agregados y finos.



Cabina de Balanzas.

-

Balanzas de 800 gr, 600 gr, 20 kg.

-

Se encuentran dentro de una cabina para evitar que materiales ajenos afecten el resultado.



Sensibilidad de 0.1 gr.

Geo Gauge.

Se utiliza para determinar el modulo de Young en asfalto, base, subase. Es una herramienta que además sirve para medir la uniformidad de las capas de pavimento. Nos da una medida dinámica en el sitio de trabajo, utilizando cada capa de la estructura del suelo. Características:

-

Resistencia: 17 – 400 kips/plg2.

-

Modulo de Young: 4 – 90 kips / plg2.

-

Espesor máxima de la capa: 230 – 310 mm

-

Mide densidad en seco y en húmedo.

-

Mide porcentaje de compactación del suelo.

Ilustración 24 - geo gauge.



Densímetro eléctrico.

Es una herramienta que se utiliza para mediciones de compactación en los suelos usados en las bases, subsaes y fundiciones. Es un instrumento portátil, fácil de manejar que se puede utilizar en el sitio de trabajo. Características:

-

Determina densidad seca, densidad humeda, contenido de humedad y porcentaje de compactación.

-

Densidad humeda: realiza la prueba en el sitio de t rabajo.


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-

Densidad seca: en un rango de 3 % de una prueba estándar.

-

Exactitud de contenido de humedad: 2% de una prueba estándar.

-

Humedad operacional: 5 – 90 %

Ilustración 25 - densimetro electrico.

5. CONCLUSIONES 

Se ha realizado un reconocimiento a los equipos e instrumentos más importante del laboratorio de Ingeniería Civil, en donde se pudo conocer de manera detallada las cualidades, características y funcionalidades principales de cada una de las maquinas, asi como las normas que estandarizan el uso y manejo de estas.



Se identifico las capacidades de operación que tienen los equipos, principalmente los que trabajan a compresión y traccion, ya que son las maquinas de mayor importancia y de constante uso. Una característica en común que tienen estas maquinas es que son de sistema electro-hidráulico, es decir que funcionan con aceite hidráulico. Sus capacidades varían de acuerdo a la maquina; Se tiene 3 maquinas de compresión, una de 1780 kN, 3000 kN y 2000 kN, un equipo de traccion de 500 kN de capacidad máxima, y un equipo de flexion para tubos de hormigón de 5 00 kN.

6. RECOMENDACIONES 

Realizar una investigación acerca de daños que pueden sufrir los equipos del laboratorio debido al mal uso de estos.



Respetar las reglas que debe cumplir el alumno cuando se encuentra dentro del laboratorio.


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7. BIBLIOGRAFIA 

Instalaciones del Laboratorio de Ensayo de Materiales, Suelos y Pavimentos.



Instalaciones del Laboratorio de Control de Calidad de Materiales.


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Equipos Del Laboratorio de Ensayo de Materiales

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