Los Angeles
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4.6. ENSAYO DE RESISTENCIA AL DESGASTE DESGASTE Y EROSION El desgaste y la erosión retiran material de un componente por ataque mecánico de sólidos o líquidos. La corrosión y la falla mecánica también contribuyen a este tipo de ataque. DESGASTE ADHESIVO El desgaste adhesivo, también conocido como rayado, ludimiento o amarrado, se presenta cuando dos superficies solidas se deslizan a presión una sobre otra. Las proyecciones superficiales, es decir las asperezas, se deforman plásticamente y finalmente se sueldan una con la otra a causa de las elevadas presiones localizadas (Fig. 22-18). Conforme continua el deslizamiento, estas uniones se rompen, produciendo cavidades en una de las superficies y proyecciones en la otra y, con frecuencia, también pequeñas partículas abrasivas, todo lo cual contribuye a un desgaste adicional de las superficies. FIGURA 22-18 Deben considerarse muchos factores cuando se intenta mejorar la resistencia al desgaste de los materiales. Se pueden evitar el desgaste por adhesión que causa la pérdida de material diseñando los componentes de forma que las cargas sean pequeñas y las superficies sean lisas y exista, de ser posible, una lubricación continúa. También son importantes las propiedades y la microestructura del material. Normalmente, si ambas superficies tienen elevada dureza, la rapidez de desgaste es reducida. Una elevada resistencia que ayude a soportar las cargas aplicadas puede ser benéfica, así como una buena tenacidad y ductilidad que evite el desgarrar material de la superficie. Los materiales cerámicos, con su dureza excepcional, proporcionan una buena resistencia al desgaste adhesivo. La resistencia al desgaste de los polímeros puede mejorarse si se reduce el coeficiente de fricción mediante la adición de politetrafluoroetileno (Teflón) o si el polímero se endurece mediante la introducción de fibras de refuerzo, como vidrio, carbono o aramidas. DESGASTE ABRASIVO Cuando se elimina material de una superficie a causa del contorno con partículas duras, ocurre el desgaste abrasivo. Las partículas pueden estar presentes en la superficie de un segundo material o pueden existir como partículas sueltas entra ambas superficies (fig. 22-19). Este tipo de desgaste es común en maquinas como disco de arados, cuchillas de trascabos, trituradoras y molinos utilizados para manejar materiales abrasivos; este tipo de desgaste también puede presentarse cuando se introducen de manera no intencional partículas duras entra las partes móviles de las maquinaria. El desgaste abrasivo también se utiliza en operaciones de rectificado para eliminar material de manera intencional. En muchas
aplicaciones automotrices (por ejemplo amortiguadores, engranes, pistones y cilindros), el comportamiento del desgaste abrasivo significa una preocupación importante. Los materiales de alta dureza, buena tenacidad y elevada resistencia al calor son las más resistentes al desgaste abrasivo. Las aplicaciones comunes para el desgaste abrasivo incluyen materiales como aceros templados y revenidos: aceros cementados o endurecidos superficialmente; FIGURA 22-19 Aleaciones de cobalto como la “estelita”; materiales compuestos, incluidos los cermets de carburo de tungsteno; los hierros fundidos blancos y las superficies duras producidas por soldadura. La mayoría de los materiales cerámicos también resisten eficientemente el desgaste en razón de su elevada dureza; sin embargo, a veces su fragilidad puede limitar su utilidad en condiciones de desgaste abrasivos. EROSION LIQUIDA La integridad de un material puede destruirse por erosión causada por altas presiones asociadas con un líquido en movimiento. El líquido causa endurecimiento por deformación en la superficie metálica, lo que conduce a una deformación localizada, agrietamiento y pérdida de material. Merecen mencionarse dos tipos de erosión liquida. La CAVITACION ocurre cuando un líquido que contiene un gas disuelto entra en una región de baja presión. Las burbujas de gas que se precipitan y crecen en el líquido en el ambiente de baja presión, se colapsan cuando subsecuentemente la presión aumenta. El choque de alta presión localizado, producido por el colapso puede ejercer una presión de miles de atmosferas contra el material circundante. La cavitación ocurre con frecuencia en hélices de embarcaciones, en presas y vertederos, así como bombas hidráulicas. El IMPACTO LÍQUIDO se presenta cuando gotitas de líquido transportadas en un gas en rápido movimiento golpean una superficie metálica. Se desarrollan elevadas presiones localizadas, a causa del impacto inicial y del movimiento lateral rápido de las pequeñas gotitas desde el punto de impacto a lo largo de la superficie del metal. Las gotitas de agua transportadas por el vapor pueden erosionar aspas de turbina de los generadores de vapor y de las plantas de energía nuclear. La erosión liquida se puede minimizar mediante la selección y el diseño adecuado de los materiales. También ayuda a reducir la erosión la reducción de la velocidad del líquido, el asegurase del que el líquido no tiene aire, así como la selección de materiales duros y tenaces que absorban el impacto de las gotitas y, finalmente, el recubrimiento del material con un elastómero absorbente de energía.
PRACTICA ENSAYO DE RESISTENCIA AL DESGASTE 1 OBJETIVO GENERAL Establecer el método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos, mayores de 19 mm, mediante la máquina de los Ángeles. 1.1 Objetivos particulares Determinar el porcentaje de desgaste que existe en el agregado grueso. Conocer el uso y manejo de la Maquina de los Ángeles. 2 INTRODUCCION En los agregados gruesos una de las propiedades físicas en los cuales su importancia y su conocimiento son indispensables en el diseño de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIÓN O DESGASTE de los agregados. Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendrá el concreto para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas. El ensayo que se aplicará a continuación da a conocer del agregado grueso el porcentaje de desgaste que este sufrirá en condiciones de roce continuo de las partículas y las esferas de acero. Esto nos indica si el agregado grueso a utilizar es el adecuado para el diseño de mezcla y la fabricación de concreto para la fabricación de losas y pisos. La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en la Normas ICONTEC 93 y Norma ICONTEC 98 para los agregados gruesos. Dicho método más conocido como el de la Máquina de los Ángeles, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico de acero que está montado horizontalmente. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial.
3 DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 Equipo y material Balanza. Un aparato sensible, fácil de leer, con precisión del 0.05% de la masa de la muestra en cualquier punto dentro del rango usado para este ensayo. Estufa de Secado. Se debe mantener la temperatura uniforme Tamices. Serie de tamices que deben cumplir con la Norma ICONTEC 32. Se utilizaron los tamices 1 ½", 1", ¾", ½", ?", N°4. Máquina de los Ángeles. Aparato especificado por la Norma ICONTEC 98. 3.2 planteamiento experimental Se mide unos 5000 grs de muestra seca con una aproximación de 1 gramo y se coloca junto con la carga abrasiva dentro del cilindro; se hace girar este con una velocidad entre 30 y 33 rpm, girando hasta completar 500 vueltas teniendo en cuenta que la velocidad angular es constante. Después se retira el material del cilindro y luego se hace pasar por el tamiz # 12 según lo establecido en la Norma ICONTEC 77. El material retenido en el tamiz #12 debe ser lavado y secado en el horno a una temperatura comprendida entre 105 °C y 110 °C. Al día siguiente se cuantifico la muestra eliminando los finos y luego fue pesada. 4 RESULTADOS Material ensayado
Porcentaje en desgaste
5 ANALISIS DE RESULTADOS El análisis de resultados es uno de los aspectos más importantes al realizar un reporte. Discuta de manera grupal o individual, los resultados obtenidos a partir de la práctica realizada. 6 RECOMENDACIONES Menciones cinco recomendaciones que deban tomarse en cuenta para la realización adecuada de la práctica. 7 CONCLUSIONES GENERALES Escriba de manera breve y clara, las conclusiones a las que llego después de realizar la práctica.
aplicaciones automotrices (por ejemplo amortiguadores, engranes, pistones y cilindros), el comportamiento del desgaste abrasivo significa una preocupación importante. Los materiales de alta dureza, buena tenacidad y elevada resistencia al calor son las más resistentes al desgaste abrasivo. Las aplicaciones comunes para el desgaste abrasivo incluyen materiales como aceros templados y revenidos: aceros cementados o endurecidos superficialmente; FIGURA 22-19 Aleaciones de cobalto como la “estelita”; materiales compuestos, incluidos los cermets de carburo de tungsteno; los hierros fundidos blancos y las superficies duras producidas por soldadura. La mayoría de los materiales cerámicos también resisten eficientemente el desgaste en razón de su elevada dureza; sin embargo, a veces su fragilidad puede limitar su utilidad en condiciones de desgaste abrasivos. EROSION LIQUIDA La integridad de un material puede destruirse por erosión causada por altas presiones asociadas con un líquido en movimiento. El líquido causa endurecimiento por deformación en la superficie metálica, lo que conduce a una deformación localizada, agrietamiento y pérdida de material. Merecen mencionarse dos tipos de erosión liquida. La CAVITACION ocurre cuando un líquido que contiene un gas disuelto entra en una región de baja presión. Las burbujas de gas que se precipitan y crecen en el líquido en el ambiente de baja presión, se colapsan cuando subsecuentemente la presión aumenta. El choque de alta presión localizado, producido por el colapso puede ejercer una presión de miles de atmosferas contra el material circundante. La cavitación ocurre con frecuencia en hélices de embarcaciones, en presas y vertederos, así como bombas hidráulicas. El IMPACTO LÍQUIDO se presenta cuando gotitas de líquido transportadas en un gas en rápido movimiento golpean una superficie metálica. Se desarrollan elevadas presiones localizadas, a causa del impacto inicial y del movimiento lateral rápido de las pequeñas gotitas desde el punto de impacto a lo largo de la superficie del metal. Las gotitas de agua transportadas por el vapor pueden erosionar aspas de turbina de los generadores de vapor y de las plantas de energía nuclear. La erosión liquida se puede minimizar mediante la selección y el diseño adecuado de los materiales. También ayuda a reducir la erosión la reducción de la velocidad del líquido, el asegurase del que el líquido no tiene aire, así como la selección de materiales duros y tenaces que absorban el impacto de las gotitas y, finalmente, el recubrimiento del material con un elastómero absorbente de energía.
PRACTICA ENSAYO DE RESISTENCIA AL DESGASTE 1 OBJETIVO GENERAL Establecer el método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos, mayores de 19 mm, mediante la máquina de los Ángeles. 1.1 Objetivos particulares Determinar el porcentaje de desgaste que existe en el agregado grueso. Conocer el uso y manejo de la Maquina de los Ángeles. 2 INTRODUCCION En los agregados gruesos una de las propiedades físicas en los cuales su importancia y su conocimiento son indispensables en el diseño de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIÓN O DESGASTE de los agregados. Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendrá el concreto para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas. El ensayo que se aplicará a continuación da a conocer del agregado grueso el porcentaje de desgaste que este sufrirá en condiciones de roce continuo de las partículas y las esferas de acero. Esto nos indica si el agregado grueso a utilizar es el adecuado para el diseño de mezcla y la fabricación de concreto para la fabricación de losas y pisos. La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros. Para determinar la dureza se utiliza un método indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en la Normas ICONTEC 93 y Norma ICONTEC 98 para los agregados gruesos. Dicho método más conocido como el de la Máquina de los Ángeles, consiste básicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico de acero que está montado horizontalmente. Se añade una carga de bolas de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasión y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresándolo como porcentaje inicial.
3 DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 Equipo y material Balanza. Un aparato sensible, fácil de leer, con precisión del 0.05% de la masa de la muestra en cualquier punto dentro del rango usado para este ensayo. Estufa de Secado. Se debe mantener la temperatura uniforme Tamices. Serie de tamices que deben cumplir con la Norma ICONTEC 32. Se utilizaron los tamices 1 ½", 1", ¾", ½", ?", N°4. Máquina de los Ángeles. Aparato especificado por la Norma ICONTEC 98. 3.2 planteamiento experimental Se mide unos 5000 grs de muestra seca con una aproximación de 1 gramo y se coloca junto con la carga abrasiva dentro del cilindro; se hace girar este con una velocidad entre 30 y 33 rpm, girando hasta completar 500 vueltas teniendo en cuenta que la velocidad angular es constante. Después se retira el material del cilindro y luego se hace pasar por el tamiz # 12 según lo establecido en la Norma ICONTEC 77. El material retenido en el tamiz #12 debe ser lavado y secado en el horno a una temperatura comprendida entre 105 °C y 110 °C. Al día siguiente se cuantifico la muestra eliminando los finos y luego fue pesada. 4 RESULTADOS Material ensayado
Porcentaje en desgaste
5 ANALISIS DE RESULTADOS El análisis de resultados es uno de los aspectos más importantes al realizar un reporte. Discuta de manera grupal o individual, los resultados obtenidos a partir de la práctica realizada. 6 RECOMENDACIONES Menciones cinco recomendaciones que deban tomarse en cuenta para la realización adecuada de la práctica. 7 CONCLUSIONES GENERALES Escriba de manera breve y clara, las conclusiones a las que llego después de realizar la práctica.
