Интегрированные машины для сжатия и изгиба: двухкамерная конструкция, стандарты и руководство по выбору

A Интегрированная машина для сжатия и изгиба представляет собой единую испытательную установку, которая выполняет испытания на прочность на сжатие и изгиб (изгиб) на одном и том же устройстве вместо использования двух отдельных машин. Большинство моделей используют две независимые загрузочные камеры с отдельными диапазонами измерения — обычно это камера большей мощности (около 300 кН) для сжатия и камера меньшей мощности (около 15 кН) для изгиба — таким образом, каждый тип испытания получает достаточно чувствительное и точное измерение силы, а не один слишком большой датчик нагрузки, пытающийся охватить оба.

Эти машины созданы в основном для испытаний цемента, строительных растворов и бетона в соответствии со стандартами, такими как ЭН 196-1, АСТМ С109 и АСТМ С348. Они являются практичным выбором для любой лаборатории, которая регулярно проводит оба типа испытаний на одних и тех же образцах. Ниже мы расскажем, как работает двухкамерная конструкция, каким стандартам соответствуют эти машины и на что следует обращать внимание при ее выборе.

Почему сжатие и изгиб проверяются вместе

Для контроля качества цемента и строительного раствора обычно требуются оба числа из одной и той же партии материала, и стандартная последовательность испытаний фактически разработана с учетом этого совпадения, а не рассматривает эти два испытания как несвязанные.

Один образец, два теста

В соответствии с ASTM C348 и соответствующим стандартом АСТМ С349 призму из раствора сначала испытывают на изгиб, пока она не разломится на две половины, а затем эти сломанные половинки повторно используются в качестве образцов для испытания на сжатие в соответствии с ASTM C349. Это означает, что одна призма раствора размером 40 x 40 x 160 мм может дать как результат прочности на изгиб, так и результат прочности на сжатие, при условии, что в лаборатории есть оборудование, настроенное для проведения обоих испытаний без перемещения образца на совершенно другую машину.

Эффективность пространства и рабочего процесса

Поскольку эти два теста очень часто выполняются на одном и том же материале, объединение их в один кадр производители описывают как компактный блок по сравнению с размещением двух отдельных машин. Для лабораторий, выполняющих большие объемы рутинных испытаний контроля качества цемента и строительных растворов, это также сокращает время обработки образцов и транспортировки между испытательными станциями.

Как работает двухкамерная конструкция

Определяющей особенностью комплексной машины для сжатия и изгиба является ее двухкамерная конструкция, каждая из которых рассчитана на различный диапазон усилий и геометрию нагрузки.

Сторона сжатия

Камера сжатия обычно заключена в прочную четырехколонную раму, оснащенную круглыми сжимающими пластинами (обычно диаметром около 165 мм), которые прикладывают прямую осевую нагрузку к образцам в форме куба или полупризмы. Общие мощности в этой палате составляют 300 кН , который откалиброван для проведения стандартных испытаний кубиков цемента и строительного раствора в соответствии с ASTM C109 и EN 196-1.

Сторона изгиба

В камере изгиба используется путь нагрузки с меньшей грузоподъемностью — часто вокруг 15 кН — поскольку для изгиба тонкой призмы из миномета требуется гораздо меньше усилий, чем для разрушения цельного куба. В некоторых конструкциях используется открытая С-образная рама на стороне изгиба, чтобы образцы можно было легко загружать и снимать, в отличие от полностью закрытой стороны сжатия.

Почему важны два отдельных диапазона

Использование одного общего тензодатчика как для испытания на сжатие 300 кН, так и для испытания на изгиб 15 кН приведет к ухудшению точности показаний на более легкий изгиб, поскольку тензодатчик, откалиброванный для работы на сжатие с высокой нагрузкой, гораздо менее точен в нижней части своего диапазона. Две независимые измерительные системы позволяют каждому типу испытаний регистрировать последовательные результаты класса 1 в соответствующем диапазоне.

Стандарты, которым созданы эти машины

Поскольку эти машины предназначены для регламентированных испытаний строительных материалов, они спроектированы и откалиброваны в соответствии с определенным набором международных стандартов, а не с учетом спецификаций общего назначения. В таблице ниже приведены наиболее распространенные из них, на которые ссылаются производители.

Машина, поддерживающая этот полный набор стандартов, как правило, более полезна для лабораторий, обслуживающих несколько региональных рынков или экспортных клиентов, поскольку указание одной машины, способной проводить испытания ASTM, EN и BS, позволяет избежать затрат на обслуживание отдельного оборудования для конкретного региона.

Как работает расчет прочности на изгиб

Согласно ASTM C348, прочность на изгиб рассчитывается непосредственно на основе максимальной нагрузки, зарегистрированной во время испытания на изгиб, с использованием простой формулы, построенной на основе размеров стандартной призмы раствора:

• Sф = 0,0028 × П , где Sf — прочность на изгиб, а P — максимальная приложенная нагрузка.
• Стандартная мера минометных призм 40 х 40 х 160 мм для испытаний на изгиб согласно EN и ASTM
• Стандартная растворная смесь согласно ASTM C348 использует 1 часть цемента на 2,75 части песка. по массе
• Образцы обычно отливаются внутри 2 минуты 30 секунд смешивания, затем тестируется через определенные промежутки времени от 24 часов до 28 дней.

Поскольку эта формула требует точного измерения нагрузки прямо в точке разрушения, точность датчика нагрузки камеры изгиба напрямую влияет на надежность каждого показателя прочности, сообщаемого лабораторией. Это еще одна причина, по которой важна специальная камера изгиба с меньшей емкостью, а не полагаться на датчик нагрузки камеры сжатия для обеих работ.

На что обратить внимание при выборе машины

Не все интегрированные машины для сжатия и изгиба устроены одинаково, поэтому перед покупкой стоит проверить эти особенности.

1. Убедитесь, что диапазоны усилий соответствуют вашему материалу. Раскол 300 кН / 15 кН подходит для стандартных работ с цементом и раствором; для испытаний более тяжелого бетона или огнеупорных материалов может потребоваться камера сжатия большей производительности.
2. Проверьте, по каким стандартам сертифицирована машина. Если работа охватывает несколько рынков, убедитесь, что устройства сжатия и изгиба машины проверены на соответствие геометрии образцов как EN, так и ASTM, а не только одному.
3. Проверьте класс точности. Следите за соответствием признанным стандартам калибровки, таким как EN ISO 7500-1 или ASTM E74, которые определяют, насколько точно весоизмерительные ячейки должны работать в номинальном диапазоне.
4. Спросите, контролируется ли нагрузка силой или перемещением. Установки с контролем силы прикладывают нагрузку с постоянной скоростью, тогда как установки с управлением смещением перемещают поршень с постоянной скоростью — правильный выбор зависит от того, какой параметр указан в вашем руководящем стандарте.
5. Проверьте автоматическое обнаружение поломки. Эта функция останавливает испытание и автоматически регистрирует пиковую нагрузку при разрушении образца, уменьшая вариабельность записываемых результатов, зависящую от оператора.

Ключевые выводы

Интегрированная машина для сжатия и изгиба объединяет две специально сконструированные загрузочные камеры, обычно рассчитанные на 300 кН for compression and 15 kN for flexure — в одном корпусе, что позволяет лабораториям проводить оба необходимых испытания на прочность одного и того же образца цемента или раствора без переключения оборудования. Это особенно важно для лабораторий, выполняющих регулярный контроль качества в соответствии со стандартами, такими как EN 196-1 и ASTM C348/C349, где испытания на изгиб и сжатие уже связаны стандартной последовательностью испытаний. При выборе одного из них соответствие диапазона усилий, охвата стандартов и точности калибровки реальному объему испытаний является наиболее надежным способом получения последовательных, соответствующих стандартам результатов в течение всего срока службы машины.