Se utiliza para compactar materiales estabilizados unidos inorgánicamente, como piedra triturada estabilizada con cemento y tierra caliza, en muestras estándar mediante vibración, a fin de realizar diversas pruebas de propiedades mecánicas, como resistencia y densidad.

Máquina de moldeo por compactación vibratoria

Modelo: WJJHB-1

I. Descripción del producto:

La máquina de moldeo por compactación vibratoria tipo WJJHB-1 es un equipo especializado, diseñado y fabricado según las especificaciones técnicas para el moldeo de muestras por vibración de materiales de base semirrígidos de los "Procedimientos de ensayo para materiales estabilizados con aglutinantes inorgánicos en ingeniería de carreteras (JTG E51-2009)". Se utiliza para fabricar diversas muestras de gránulos estabilizados con aglutinantes inorgánicos, incluyendo muestras cilíndricas para ensayos de resistencia a la compresión sin confinamiento, resistencia a la tracción indirecta y módulo resiliente a la compresión, así como muestras de vigas para ensayos de coeficiente de contracción térmica, coeficiente de contracción por secado, resistencia a la flexión y módulo resiliente a la flexión. Asimismo, el diseño del equipo se basa en la norma europea EN 13286-2:2010 y la norma estadounidense ASTM C1176/C1176M-20, lo que lo hace compatible con los requisitos internacionales de métodos de ensayo y apto para la exportación.

II. Especificaciones técnicas principales

1. Presión estática: 1900 N (ajustable)

2. Fuerza de excitación: 6800–6900 N (ajustable)

3. Frecuencia de vibración: 28–30 Hz (ajustable)

4. Molde cilíndrico para muestras

5. Molde de acero: Diámetro interior: 152 mm, altura: 170 mm, espesor de pared: 10 mm

6. Anillo del molde de acero: Diámetro interior: 152 mm, altura: 50 mm, espesor de pared: 10 mm

7. Dimensiones totales: Largo × Ancho × Alto: 680 × 540 × 1750 mm

8. Peso de la máquina: 550 kg

9. Alimentación: CA 380 V (trifásica, cuatro hilos, neutro)

III. Instalación del equipo

1. Cimentación: Este equipo sufre un impacto significativo en el suelo durante el proceso de moldeo. Por lo tanto, la cimentación debe tener una resistencia a la vibración de al menos 10 000 N. La base del equipo debe fijarse con una lámina de caucho duro de 5 mm de espesor y pernos de anclaje.

Debe haber al menos 1 metro de espacio alrededor del equipo para su operación y mantenimiento.

2. Alimentación: El equipo requiere una fuente de alimentación trifásica de cuatro cables de 380 V y 4 kW. El equipo debe contar con una conexión a tierra fiable.

3. Conexión del equipo: El convertidor de frecuencia y el controlador deben instalarse sobre una superficie nivelada. Hay cinco conectores de aviación con diferentes orificios entre la caja de control, el convertidor de frecuencia y el cuerpo del equipo. Estos se pueden conectar uno a uno.

IV. Funcionamiento y uso

1. Uso del convertidor de frecuencia (Nota: El convertidor de frecuencia se configura con los valores de prueba estándar antes de salir de fábrica; no lo ajuste usted mismo).

Al encender el interruptor de encendido en el panel de la caja de control, el convertidor de frecuencia se enciende y la ventana digital y la pantalla LCD mostrarán el valor. El panel del convertidor de frecuencia se muestra en la Figura 1.

La frecuencia que se muestra en el convertidor de frecuencia al arrancar es la frecuencia configurada originalmente. Si no es necesario cambiarla, pulse la tecla "FWD". Se confirmará la frecuencia configurada originalmente.

Para cambiar la frecuencia configurada originalmente, presione primero la tecla "△". La pantalla LCD mostrará "Ajuste de frecuencia HZ". A continuación, utilice la tecla ">>" (mayúsculas) junto con las teclas "△" (aumentar) y "▽" (disminuir) para restablecer la frecuencia deseada.

Después de restablecer la frecuencia, la pantalla digital parpadeará. Al presionar el botón de inicio de vibración, se activa la salida del convertidor de frecuencia y la pantalla digital deja de parpadear. El número mostrado corresponde a la frecuencia de vibración de compactación.

Nota: Este equipo requiere una frecuencia de 28-30 Hz. Una frecuencia demasiado baja provocará una fuerza de excitación insuficiente. Una frecuencia demasiado alta aumentará significativamente la fuerza de excitación, lo que podría dañar el equipo. Por lo tanto, se debe verificar la frecuencia de salida del inversor antes de iniciar el proceso de moldeo; debe estar entre 28 y 30 Hz.

2. Botón "Arriba": Controla la elevación del mecanismo guía y el penetrador, proporcionando suficiente espacio para la prueba.

3. Botón "Abajo": Controla el descenso del mecanismo guía y el penetrador para presionar el molde.

4. Botón "Inicio": Una vez configurado el tiempo, pulse "Inicio" para iniciar la vibración y completar la prueba según los valores establecidos.

5. Botón de parada de emergencia: En caso de accidente durante la prueba, ajustes u otros imprevistos, presione el botón de parada de emergencia para detener el mecanismo de vibración. Tenga en cuenta que el botón de parada de emergencia es autoblocante. Si necesita reiniciar el trabajo después de la inspección, vuelva a presionarlo para reiniciarlo. Si el cronómetro falla durante este proceso, deberá reiniciarlo o reiniciarlo una vez transcurrido el tiempo establecido.

6. Precauciones con los botones: Los botones de arriba y abajo sirven para controlar la marcha lenta. Durante el funcionamiento, observe atentamente el cambio de posición de la varilla guía para evitar dañar el manguito guía.

Nota: El motor de elevación que acciona el mecanismo de carga y descarga es trifásico. Dado que la secuencia de fases del cableado del motor en fábrica puede no coincidir con la secuencia de alimentación trifásica del usuario, los botones de carga y descarga de la caja de control pueden, en ocasiones, moverse en dirección opuesta al cabezal de carga. En este caso, con la alimentación apagada, abra la caja de conexiones del motor de elevación e intercambie las posiciones de dos de los tres cables de alimentación en sus terminales. Esto hará que el botón y la acción sean consistentes.

7. Vibración

Tras confirmar que la frecuencia del inversor se encuentra entre 28 y 30 Hz y que el cabezal de presión y el molde están alineados, se puede activar el botón de vibración para compactar la muestra. Cuando la compactación por vibración alcance la carrera predeterminada, pulse el botón de parada para detener el proceso.

8. Tiempo de compactación por vibración

El cronómetro se inicia simultáneamente con el inicio de la compactación por vibración y se detiene al finalizar esta, mostrando el tiempo total de compactación por vibración.

V. Fabricación de moldes

1. Preparación del material y fabricación de probetas

Para la preparación de materiales y la fabricación de probetas, consulte las "Precauciones e instrucciones relacionadas para el método de ensayo de compactación por vibración de materiales estabilizados con aglutinante inorgánico" del "Procedimiento de ensayo para materiales estabilizados con aglutinante inorgánico en ingeniería de carreteras" (JTG E51-2009).

2. Ajuste del molde: Coloque el molde que contiene la muestra en la placa base del equipo, ajuste su posición para que el cabezal de presión pueda entrar en el molde cuando descienda y luego fije el molde a la placa base con tornillos.

3. Fabricación del molde

Tras alinear y fijar el cabezal de presión y el molde, presione el botón de carga para bajar la bandeja del tornillo guía aproximadamente 100 mm por debajo de la carga. En este punto, toda la fuerza de carga se aplica a la muestra en el molde a través del cabezal de presión, y la preparación queda completa.

Al iniciar la vibración de compactación, marque la posición inicial en la escala del lado derecho del marco. A continuación, inicie la vibración de compactación. Al alcanzar la posición de compactación predeterminada, pulse el botón de parada para finalizar el proceso de moldeo.

Nota: El rango total de elevación de carga es de 150 mm. Hay una escala en el lado derecho del marco. La carga y el cabezal de presión solo pueden moverse dentro de este rango; no lo exceda. De lo contrario, el husillo y la ranura de límite se dañarán.

VI. Preparación de la muestra

1. Instale el penetrador según la forma de la muestra requerida. Dimensiones de la muestra cilíndrica: 150 mm de diámetro y 150 mm de altura.

2. Tome una porción de muestra y extiéndala uniformemente en una bandeja metálica. Calcule la cantidad de agua que debe añadirse a cada porción de muestra según el contenido de humedad óptimo determinado mediante una prueba estándar de compactación preexistente. Rocíe agua uniformemente sobre la muestra y, con una pala pequeña, mezcle bien hasta obtener una mezcla homogénea.

En la fórmula: Qw: cantidad de agua que se debe añadir a la muestra (g)

Qn: masa de árido en la mezcla (g) y su contenido de humedad original Wn, es decir, el contenido de humedad secado al aire (%)

Qc: masa de cemento o cal en la mezcla (g) y su contenido de humedad original Wc (%)

W: contenido de humedad requerido de la mezcla (%).

3. Añada el aglutinante necesario, como cemento o cal y ceniza volante, a la muestra impregnada y mezcle bien con una pala pequeña, llana u otra herramienta hasta obtener una mezcla homogénea. Para las muestras que contienen cemento, la siguiente prueba de vibración debe completarse dentro de una hora después de la mezcla. Las muestras mezcladas más de una hora después de la mezcla deben desecharse (excepto las muestras estabilizadas con cal y cal y ceniza volante).

4. Divida la mezcla en cuatro porciones utilizando el método de cuarteo. Vierta la mezcla en el tambor una por una, apisonándola con un palillo de madera de unos 2 cm de diámetro. Después de llenar el tambor con la mezcla de una sola vez, nivele la superficie y presiónela ligeramente. Luego, cúbrala con un trozo de plástico precortado. Coloque el molde con la mezcla sobre la placa base de acero de la máquina de moldeo por compactación vibratoria y utilice placas de presión para fijar la placa base del molde a la placa base de la máquina.

5. Tras alinear el cabezal del compactador vibratorio con el molde de prueba, baje el marco guía para asegurar que el cabezal esté en estrecho contacto con la mezcla dentro del molde de acero. Revise los pernos y las conexiones del compactador vibratorio para asegurarse de que no haya objetos sobre el cuerpo de la máquina.

6. Ajuste el tiempo de vibración, active el interruptor de vibración para iniciar la compactación y observe atentamente si la vibración alcanza el estado de salto.

7. Eleve el cabezal de presión vibratoria. Afloje los pernos de la platina del molde de prueba y retire el molde junto con la mezcla vibrada. Retire el collarín del molde de prueba. En este punto, la superficie superior de la mezcla vibrada y compactada debe quedar alineada con el borde superior del molde de acero.

8. Apoye la almohadilla en el fondo del molde, coloque con cuidado el molde y la mezcla en un lugar adecuado y, tras dejarlo reposar un tiempo, según el tipo de mezcla, utilice un desmoldante para extraer la mezcla compactada del molde. Para muestras de tipo viga, afloje los pernos y retire con cuidado las placas laterales. Sin embargo, la muestra debe permanecer sobre la almohadilla de acero y no se puede mover hasta que la mezcla haya alcanzado su resistencia inicial.

9. Tras el desmoldeo, las muestras deben envolverse inmediatamente en una película fina de plástico y colocarse en una cámara de curado. Las condiciones de curado son las mismas que las del método de presión estática de la especificación.

10. Para obtener más información sobre los métodos de preparación de muestras mencionados, consulte el método de vibración para el moldeo de muestras de material base semirrígido en la Especificación de Diseño de Pavimentos de Carreteras JTG D50—2006, emitida por el Ministerio de Transporte. Precauciones de ensayo e instrucciones relacionadas.

VII. Precauciones

1. El equipo debe instalarse sobre una base que soporte una fuerza de excitación superior a 10 000 N y asegurarse con pernos de anclaje.

2. El equipo debe estar conectado a tierra de forma fiable mediante un cable de tierra específico; no se puede utilizar un cable neutro como sustituto. Este equipo debe estar protegido contra la pérdida de fase, ya que podría dañarse.

3. El rango de ajuste de frecuencia del inversor es de 28-30 Hz y debe confirmarse al iniciar la presión de vibración.

4. El recorrido vertical de la carga es de 150 mm y no debe exceder el rango límite de la ranura.

5. Durante la compactación por vibración, los operadores no deben tocar las piezas mecánicas del equipo para evitar lesiones.

6. El mecanismo de elevación eléctrico está equipado con un volante manual de repuesto en el sinfín, en el extremo superior del bastidor. Este volante se utiliza en caso de fallo eléctrico. En circunstancias normales, el volante debe retirarse del mecanismo de rotación para evitar que se salga y cause lesiones durante la rotación a alta velocidad.

7. Al utilizar un elevador eléctrico, preste atención a la altura de elevación y deténgase en un nivel adecuado. Nunca levante demasiado, ya que podría romper la varilla de elevación.

8. Al bajar el cabezal de presión eléctrico, se debe dejar un margen de compactación suficiente. Generalmente, el cabezal de presión debe bajarse más de 5 cm después de presionar la muestra.

9. El tiempo de vibración es crucial en los experimentos, generalmente alrededor de 45 segundos. Un tiempo demasiado largo o demasiado corto resultará en una compactación incompleta.

10. La densidad de la compactación vibratoria debe ser mayor que la del material de base semirrígido. Las especificaciones técnicas del compactador vibratorio son directrices generales; podrían ser necesarios ajustes según las diferentes proporciones de la mezcla y las condiciones del sitio, como la frecuencia de vibración y la presión estática.

11. Correlación de los materiales de base semirrígidos: Numerosas unidades de prueba a nivel nacional han realizado extensos experimentos comparativos, pero aún no se ha encontrado una correlación con la compactación Marshall.

12. La fuerza de vibración se calibra de fábrica a 6800 N (a 28 H²). También está equipada con dos contrapesos sectoriales. Estos contrapesos se instalan en los engranajes. Todos los tornillos deben apretarse durante la instalación; de lo contrario, podría causar peligro. Una vez instalados estos dos contrapesos y nivelados los extremos superiores de los contrapesos de ajuste continuo opuestos al eje (los dos en abanico forman un extremo superior plano y un extremo inferior redondeado), la fuerza de vibración total es de aproximadamente 10 000 N (1000 kg).