La resistencia a la compresión es una forma eficaz de medir cuánta carga puede soportar una superficie o un material. La prueba de este tipo de fuerza se realiza ejerciendo fuerza hacia abajo en la parte superior del objeto, junto con una fuerza igual y opuesta ejercida hacia arriba en la parte inferior. En otras palabras, lo aplasta y luego usa una fórmula matemática simple para determinar la carga de compresión que tomó antes de que fallara el material.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La fórmula de la tensión compresiva es:
CS = F ÷ A, donde CS es la resistencia a la compresión, F es la fuerza o carga en el punto de falla y A es el área superficial de la sección transversal inicial.
Consideraciones para probar la carga compresiva
Una prueba de resistencia a la compresión requiere mediciones precisas, por lo que se debe realizar el proceso de "aplastamiento" de una prueba de resistencia a la compresión. bajo condiciones cuidadosamente controladas, incluidas las fuerzas iguales y opuestas aplicadas para comprimir el material desde la parte superior y fondo.
Debido a esto, y debido a que la prueba se realiza hasta el punto de falla o deformación permanente, no probaría una estructura real in situ; en su lugar, probaría una muestra cúbica o cilíndrica. La forma de cubo o cilindro asegura que tendrá superficies planas y paralelas en la parte superior e inferior de su espécimen, y ambas caras deben ser transversales, es decir, tomadas en ángulo recto con el eje vertical de la muestra.
Puntos de datos en la fórmula de tensión compresiva
Una vez que haya configurado su muestra en el aparato apropiado para su proceso científico de "aplastamiento", deberá tomar nota de dos puntos de datos. El primero es el área de la sección transversal del espécimen que está cruzando o, para decirlo de otra manera, el área de la superficie de solo una de sus caras.
El otro punto de datos que tendrá que medir es la fuerza aplicada a su muestra en el momento en que falla. Aplicará la fuerza lentamente hasta la falla, que generalmente se define como una deformación permanente. En otras palabras, una deformación que no volverá a su forma original una vez que se elimine la fuerza de compresión. A menudo, la "deformación permanente" se produce cuando el objeto se rompe.
Consejos
Si usa las unidades habituales de EE. UU., Mida la fuerza en libras y el área en pulgadas cuadradas para que el resultado sea la unidad estándar psi o libras por pulgada cuadrada.
Calcular la resistencia a la compresión
Una vez que tenga estos puntos de datos, ya sea que los haya medido usted mismo en el laboratorio o los haya recibido en un problema verbal, puede calcular la resistencia a la compresión de su objeto. La formula es:
CS = F ÷ A, donde CS es la resistencia a la compresión, F es la fuerza o carga en el punto de falla y A es el área superficial de la sección transversal inicial.
Ejemplo: Se le ha pedido que calcule la resistencia a la compresión de un cilindro de hormigón. Las caras de la sección transversal del cilindro miden cada una 6 pulgadas de ancho y el cilindro falló a 71,000 libras de fuerza. ¿Cuál es la resistencia a la compresión de esa muestra de hormigón?
Puede continuar y sustituir la medida de fuerza, 71,000 libras, en su ecuación para F. Pero no se apresure y conecte 6 pulgadas para el área de la superficie de la sección transversal, A. Se le ha dado el diámetro de la cara del cilindro, pero lo que necesita es el área de la superficie de esa cara.
Para calcular el área de la superficie, recuerde que el área de un círculo es πr2, dónde r es el radio del círculo, que es igual a la mitad del diámetro del círculo. Entonces, con un diámetro de 6 pulgadas, el radio de su círculo es de 3 pulgadas y su área es π (3)2 = 28,26 pulgadas2.
Ahora que tiene esa información, su ecuación dice lo siguiente:
CS = 71.000 libras ÷ 28,26 pulgadas2 = 2,512 psi
Entonces, la resistencia a la compresión de su muestra es de 2,512 psi. Por cierto, esto encaja con la resistencia a la compresión estándar de 2500 psi del concreto para aplicaciones residenciales; El hormigón para estructuras comerciales puede tener una resistencia a la compresión de 4000 psi o más.