Norma ASTM 5873.
Método de prueba estándar para determinar
la dureza de la roca por el método de martillo
rebote
Alcance:
1.1.- Este método de ensayo cubre el aparato de prueba,
muestreo, preparación de muestras de prueba y
procedimientos de prueba para determinar el número de
dureza por rebote de material de roca utilizando un martillo
de acero accionado por resorte, denominado
indistintamente como un martillo de rebote, prueba de
impacto de martillo, o una prueba concreta martillo.
1.2.- Este método de ensayo es el más adecuado para el
material de roca con resistencia a la compresión uniaxial
que oscilan entre aproximadamente 1 y 100 MPa. Método
de prueba D7012 ofrece más información sobre la
resistencia a compresión de la roca.
1.3.- El aparato de ensayo portátil puede ser utilizado en el
laboratorio o en el campo para proporcionar un medio de
evaluación rápida de la dureza de la roca o para servir
como un indicador de la dureza de la roca.
1.4.- Rebote martillos están disponibles de sus fabricantes
originales en varios rangos de energía diferentes. Para un
diámetro de la punta del émbolo dada y el radio de
curvatura, la energía de impacto del martillo rebote
determina su rango de aplicabilidad. En consecuencia, esta
limitación se debe tener en cuenta al seleccionar un tipo de
martillo. Recomendaciones precedentes para aplicaciones
de mecánica de rocas eran sólo para martillos con una
energía de impacto de 0,735 Nm, especialmente en
muestras de núcleos más pequeños y las rocas más débiles
(véase también Marrón 19812). Este método de prueba se
aplica sólo a los martillos con una energía de impacto que
no exceda de 0.735 N · m. Martillos con energías superiores
a 0.735 N · m tienden a romper la roca y no se
recomiendan.
1.5.- Rocas expositoras textura vesicular pueden estar más
allá del alcance de esta prueba. Se debe tener cuidado al
probar tales rocas y conglomerados como los valores de
rebote variará entre probar un pedazo grande de agregado
frente más suave matriz del conglomerado.
1.6.- Todos los valores observados y calculados deberán
ajustarse a las directrices para cativos cifras significativas y
redondeo establecido en D6026 Práctica.
1.6.1.- Los procedimientos utilizados para especificar cómo
se recogen / registrados o calculados datos, en esta norma
se consideran como el estándar de la industria. Además,
ellos son representativos de las cifras significativas que
generalmente debe ser retenidos. Los procedimientos
utilizados no tienen en cuenta la variación del material, el
propósito de la obtención de los datos, estudios de
propósito especial, o ninguna consideración para los
objetivos del usuario; y es una práctica común para
aumentar o reducir cativos cifras signi fi de los datos
comunicados a ser proporcionales a estas consideraciones.
Está más allá del alcance de esta norma a considerar cifras
significativas utilizadas en los métodos de análisis para el
diseño de ingeniería.
1.7.- Para determinar el número de rebote del hormigón,
consulte Método de prueba C805 / C805M.
1.8.- Unidades- Los valores indicados en unidades SI deben
ser considerados como los estándares. No hay otras
unidades de medida se incluyen en esta norma.
1.9 Esta norma no pretende considerar todos los problemas
de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es
responsabilidad del usuario de esta norma establecer
prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad
de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.
3.1.- Para las definiciones de los términos técnicos
comunes en este estándar, consulte Terminología
D653.
3.2.- Definiciones de términos específicos para esta norma.
3.2.1 Martillo de rebote- un portátil, accionada por resorte,
martillo de acero utilizado para clasificar la dureza de la
roca en el campo o en el laboratorio.
3.2.2 Número de dureza de rebote, HR-un número
adimensional que representa determinado empíricamente,
la dureza relativa de material de roca u otra sustancia dura
mediante el uso de un martillo de rebote.
3.2.3.- Número rebote --una lectura adimensional o valor
basado en la absorción de parte de la energía elástica
almacenada del muelle a través de deformación plástica de
la superficie de la roca y ondas mecánicas que se propagan
a través de la piedra mientras que la energía elástica
restante hace que el rebote real del martillo.
3.2.3.1Discusión-La distancia de rebote recorrida por la
masa de acero de resorte, expresada como un porcentaje
de la extensión inicial de la primavera, que se llama el
número de rebote. Kolaiti y Papadopoulos (1993) 4
4.- Significación y
uso.-4.1 El método de dureza por rebote proporciona un medio
para la rápida clasi fi cación de la dureza de la roca durante
la caracterización del sitio con fines de ingeniería, diseño y
construcción, cartografía geotécnica de grandes aberturas
subterráneas en roca, consulte la Guía D4879, o informar
de la descripción física del núcleo de roca, ver D4543
Práctica.
4.2 El número de dureza por rebote, HR, puede servir en
una variedad de aplicaciones de ingeniería que requieren
caracterización de material rocoso. Estas aplicaciones
incluyen, por ejemplos, la predicción de las tasas de
penetración para las mandrinadoras de túnel, la
determinación de la calidad de la roca para fines de
construcción, el agrupamiento de muestras de ensayo, y la
predicción de erosionabilidad hidráulica de roca.
4.3 Este método de prueba es de uso limitado en roca muy
blanda o roca muy dura, que se define como tener
resistencia a la compresión uniaxial de menos de
aproximadamente 1 MPa o superior a 100 MPa.
4.4 Los resultados de este método de ensayo no están
destinados para su conversión en datos de resistencia
adecuadas para el diseño.
Nota 1 : Varios tipos de martillos de rebote están
disponibles comercialmente para dar cabida a las pruebas
de varios tamaños y tipos de roca. Por la misma roca o
material, los números de rebote obtenidos de diferentes
martillos no son comparables. NOTA 2 La calidad del
resultado producido por este método de ensayo depende de
la competencia del personal que realice y la idoneidad de
los equipos y las instalaciones utilizadas. Los organismos
que cumplan los criterios de D3740 Práctica generalmente
se consideran capaces de ensayos y muestreos competente
y objetiva. Se advierte a los usuarios de este método de
prueba que el cumplimiento de D3740 Práctica en sí mismo
no aseguran resultados fiables. Resultados fiables
dependen de muchos factores; D3740 Práctica proporciona
un medio de evaluar algunos de esos factores.
Interferencias.
5.1.- Roca a 0 ° C o menos, pueden presentar valores muy
altos de rebote.
5.2.- Temperatura del propio martillo de rebote puede
afectar el número de rebote. El martillo y los materiales a
ensayar debe estar a la misma temperatura.
5.3.- Para las lecturas que deben compararse, la dirección
del impacto debe ser el mismo.
5.4.- Diferentes instrumentos del mismo diseño nominal
pueden dar números de rebote diferentes de uno a tres
unidades y por lo tanto, las pruebas deben realizarse con el
mismo instrumento con el fin de comparar los resultados. Si
se va a usar más de un instrumento, un número suficiente
de pruebas debe hacerse sobre superficies rocosas típicas
para determinar la magnitud de las diferencias que se
esperan en las lecturas de los diferentes instrumentos.
5.5 .- Rocas expositoras textura vesicular pueden estar más
allá del alcance de esta prueba. La textura abierta puede
continuar a lo largo de toda la muestra y ninguna cantidad
práctica de aplicación piedra abrasiva producirá una
superficie de ensayo consistente. La naturaleza de panal
del material puede fallar fácilmente dando un valor
falsamente baja dureza.
6.- Aparatos.-
Martillo de rebote r-Un dispositivo que consiste en un
resorte de acero martillo con una cantidad predeterminada
de energía que, cuando se libera, que atacan a un émbolo
de metal en contacto con el núcleo de roca o de la
superficie natural. Fig. 1 es un ejemplo de un típico martillo
de rebote. Fig. 2 es un ejemplo del martillo rebote contra
una muestra de núcleo de rock que se celebra en un
yunque de metal en contacto con, y con el apoyo de, una
superficie sólida. El martillo debe viajar con una velocidad
fija y reproducible . La distancia de rebote del martillo
desde la parte superior del émbolo de acero se mide
mediante el uso de una corredera mecánica o pantalla
electrónica y se toma como una medida empírica de dureza
de la roca.
Holder core.- Un acero de bloque en V o en el soporte de
acero con una ranura mecanizada semi-circular con una
masa mínima de 20 kg a los que las muestras se llevan a
cabo de forma segura con algún tipo de dispositivo de
sujeción. Ver Nota 4 para obtener más información sobre los
titulares de las pruebas. Muestras de núcleo de roca deben
estar firmemente asentado en la base para la prueba. La
ranura en el soporte de ensayo será el mismo radio que el
núcleo a ensayar. Guía puede estar unido al soporte de
núcleo para mantener el martillo rebote perpendicular a la
superficie de la muestra de ensayo. Fig. La figura 2 muestra
este posicionamiento.
NOTA 3-Instruments están disponibles que almacenará los
números de rebote, que luego pueden ser transferidos a un
ordenador para su análisis.
NOTA 4-Se realiza una evaluación de tres titulares
diferentes para las pruebas de martillo sobre núcleo de roca
en el laboratorio, incluyendo ángulo de acero, V-bloque, y
los titulares de ranuras semicirculares. Las diferencias son
pequeñas, pero es mostrar que el titular de la V-bloque da
valores de dureza de rebote consistentemente más altos.
También es más fácil y económico para construir ya que
usted no necesita un tamaño diferente titular ranura
semicircular para cada tamaño del núcleo. Estas cualidades
indican el titular V-bloque sería una mejor selección para su
uso convencional.
6.3 Verificación Anvil-Un bloque de verificación o el cilindro, como se
muestra en la Fig. 3, se utiliza para determinar el valor actual del martillo de rebote, contra el valor suministrado por el fabricante.
El tamaño del yunque de verificación debería coincidir con el tamaño necesario para el tipo de martillo de rebote que es utilizado y hecho de acero, herramienta con un área de impacto endurecido, tan duro como el punta del émbolo, que es típicamente 500 Brinell o Rockwell HRC 52. el instrumento posee una guía, que está provisto para centrar el rebote martillo sobre el área de impacto para mantener el instrumento perpendicular a la superficie.
6.4 abrasivo Piedra- de carburo de silicio (textura de grano medio o material equivalente para moler y alisar la superficie de la piedra, si el área de prueba posee mucha textura. Una mano operada abrasivo piedra, como se ve en la Fig. 4, se puede utilizar para lograr el acabado deseado de suavidad. Además, una piedra abrasiva unida a una fuente de herramienta también puede ser utilizada.
7. Muestreo
7.1 Las muestras pueden ser testigos de perforación, NX o más grande, bloques de roca, o en superficies de roca in situ, tales como paredes del túnel.
7.2 Las muestras deben ser de tamaño y cantidad suficiente para producir las muestras requeridas y cubrir la cantidad de material de roca de interés. 7.3 Las muestras deberán ser representativas de la roca para ser estudiado. Prueba en las superficies rocosas in situ u obtener muestras mediante
muestreo directo de roca que se correlacionan con las unidades rocosas del subsuelo de interés. Las muestras de ensayo pueden ser testigos de
perforación o bloques de material de roca de afloramientos. Evite que el material de muestreo y pruebas en rocas debilitadas por la intemperie, discontinuidades, alteración, excavación daño, o de lo contrario no es representativa de la roca material de interés. Si es relevante para el programa de prueba, registrar la orientación de las muestras de bloque. 7.4 El martillo de rebote es generalmente inadecuado para una roca muy blanda o muy dura; por lo tanto, llevar a cabo pruebas de campo simples a evaluar rápidamente la idoneidad para el uso del martillo de rebote. Por ejemplo, una roca muy blanda se puede rayar con la uña y cáscara con un cuchillo de bolsillo y un espécimen intactos de roca muy dura se rompe sólo por repetidas y fuertes golpes con martillo y no se puede rayar con un clavo de acero común 20d.
8. Preparación de Muestras
Especímenes de núcleo
8.1 testigos serán NX o de núcleo más grande y por lo menos 15 cm de longitud. Los Especímenes de bloque tendrán longitudes en los bordes de al menos 15 cm. Superficies rocosas probados en el lugar, incluyendo
afloramientos naturales o superficies preparadas, tales como paredes del túnel o plantas, serán suaves áreas de ensayo y planas de por lo menos 15 cm de diámetro.
8.2 Para un bloque o muestra de nucleo, determinar su longitud tomando el promedio de cuatro longitudes medida en cuatro direcciones e igualmente de puntos espaciados en la circunferencia y registro a la más cercana 5 mm. 8.3 para un bloque o núcleo de muestra, determine su diámetro tomando el promedio de dos diámetros medidos en ángulos rectos entre sí, a medio camino aproximadamente a lo largo de la longitud de la espécimen y grabar con una precisión de 5 mm.
8.4 Grabar o documentar la condición de humedad del bloque o espécimen núcleo (s). Dependiendo de los requisitos de la prueba del programa, la condición cualitativa se puede informar, tales como aire-secos o en la humedad in situ, o un método más exacto puede ser utilizado como el Método de Ensayo D2216.
8.5 La superficie de ensayo de todas las muestras, ya sea en el laboratorio o en el campo, deberá ser suave al tacto o libre de las articulaciones,
fracturas, u otras discontinuidades localizadas obvias a una profundidad de al menos 6 cm. La roca in situ será plana y libre de arena en la superficie sobre el área cubierta por el émbolo. Si la superficie de la prueba presenta en el área mucha textura, moler tersa con la piedra abrasiva descrito en el punto 6.4.
9.1 La Calibración del martillo es esencial para mantener su valores de rebote estándar antes y después de las investigaciones de campo y para que se obtengan resultados de la prueba exacta seguros. Los Rebotes del martillo serán revisados y calibrados una vez cada 12 meses y siempre que haya motivos para dudar de su buena operación.
NOTA 5-Los distintos fabricantes recomiendan comprobar la calibración valores tras un número especificado de pruebas de rebote.
9.2 Antes de cada secuencia de prueba, verificar la calibración del el martillo usando un yunque de prueba de verificación.
9.2.1 En los casos en que se utiliza el soporte de núcleo para las pruebas, colocar el yunque de verificación en el soporte de núcleo y obtener diez rebote de lecturas de martillo en el yunque.
9.2.2 la Operación del martillo de rebote es satisfactorio si el lecturas de verificación caen dentro del rango proporcionado por el fabricante. Si las lecturas de verificación caen fuera de este rango, el instrumento se debe limpiar, ajustar, o devuelto a el fabricante para la corrección.
9.3 Calcular el factor de corrección (CF) dividiendo el valor de la dureza estándar del fabricante para el yunque por el promedio de los diez lecturas tomadas en el yunque.
NOTA 6-Si el instrumento lee menos que el valor estándar del fabricante, el valor de la dureza y el factor de corrección será mayor que la unidad. Si el lecturas son más altos, el factor de corrección será menor que la unidad.
10. Procedimiento
10.1 Antes de la realización de las pruebas, asegúrese de que el martillo esté a la misma temperatura que las muestras de ensayo, debe exponer el martillo a las mismas condiciones ambientales como los especímenes durante al menos 2 horas.
10.2 Comprobar el valor de calibración antes de la prueba como se describe en la Sección 9.
10.3 En el ensayo in situ, coloque la base de acero o espécimen de bloque en una superficie plana y horizontal, que proporciona firmeza, rígidez al soporte, tal como un suelo de hormigón.
10.4 especímenes núcleo de roca se fijan firmemente en una cuña de acero con una ranura mecanizada semi circular del mismo radio que la del núcleo, o bien encajada en un V-bloque de acero. el bloque de roca debe estar sujeto con una abrazadera al soporte rígido de una manera tal de evitar la vibración y el movimiento de la muestra durante el prueba.
10.5 Orientación del martillo de rebote:
10.5.1 Para las pruebas llevadas a cabo sobre muestras en el laboratorio, orientar el instrumento dentro de 5 ° de la vertical con la parte inferior de el
émbolo en ángulo recto con y en contacto firme con la superficie de la muestra de ensayo. Una guía se puede usar para asegurarse que el martillo de rebote se coloca para un rendimiento óptimo.
Coloque el martillo no menos de un diámetro del borde de la muestra. 10.5.2 Para las pruebas realizadas in situ en una masa de roca, el martillo de rebote se puede utilizar en cualquier orientación deseada siempre que los ataques de émbolo sean perpendicular a la superficie ensayada y la orientación se registre. Curvas de corrección deberán ser suministrados por el fabricante y se utilizará cuando la orientación del martillo no es vertical. El fabricante mantendrá un registro de los datos de prueba que utiliza como base para la corrección aplicable factores.
10.6 cero de la lectura.
Comprimir el resorte del martillo, presionando gradualmente el émbolo hasta que se dispara el martillo y el impacto y el rebote se produce. Si es necesario, pulse el botón en el lado del martillo para bloquear el émbolo en la posición retraída, posición que también lleva a cabo la lectura.
10.7 Leer y registrar la altura del rebote del émbolo para el número entero más cercano, medido en una escala arbitraria de 10 a 100 divisiones
situadas en el lado del martillo o como se muestra electrónicamente, antes de restaurar el émbolo a su extensión original. Repita los pasos 10.2 a 10.6 a las diez lugares representativos de la muestra. Las Ubicaciones de prueba deben estar separados por al menos el diámetro del émbolo y sólo una de las pruebas se puede tomar en cualquier punto.
10.8 Si se rompe una muestra durante las pruebas de rebote, la energía es absorbida durante la rotura y, en consecuencia, la lectura rebote será menor que si no hubiera roto. cualquier individuo prueba de impacto que causa el agrietamiento o cualquier otra falla visible hará que esa prueba y la muestra sean rechazados.
11. Cálculo
11.1 Calcular el promedio de los diez lecturas obtenidas para Cada espécimen, aproximar al número entero más cercano. Las lecturas de descarte, corresponden a las que difieren de la media en más de siete unidades.
11.2 Calcular el HR multiplicando las lecturas restantes por el CF, como se explica en 9.3 y registrar los resultados a la número entero más próximo. 11.2.1 De las lecturas restantes, el cálculo de la media, moda, rango, y HR mediana para la muestra.
11.3 Para las pruebas realizadas in situ en una masa de roca o en un posición inclinada, los resultados martillo de rebote deben ser corregidos a una posición horizontal o vertical utilizando la corrección curvas
proporcionadas por el fabricante.
12.1 La metodología utilizada para especificar cómo se registran los datos en la hoja (s) de datos de prueba / forma (s) que figura a continuación, es en 1,6 y D6026 Práctica.
12.2 Registro como mínimo la siguiente información / datos:
12.2.1 Fuente de muestras, incluyendo la ubicación geográfica; número aburrido, profundidad, orientación y estacionamiento; y el rock escriba lo dispuesto o disponible,
12.2.2 La meteorización y la condición alteración de las muestras, en
particular cuando se muestrea un afloramiento superficial de lo dispuesto o como esta disponible,
12.2.3 Tipo de muestra (núcleo, bloque, o in situ); tamaño y forma de la muestra; y, si el tipo de bloque, ya sea de corte o detonar,
12.2.4 Fecha de la toma de muestras, la fecha de la prueba, y el nombre o las iniciales de persona (s) de realizar la prueba.
12.2.5 condiciones de almacenamiento de las muestras (por ejemplo, la exposición a temperaturas extremas, secado al aire y la humedad cambios) si se conocen, como siempre, o como disponible,
12.2.6 Contenido de humedad en% o en términos cualitativos, 12.2.7 Tipo y número de modelo de martillo,
12.2.8 Calibración y verificación de datos,
12.2.9 orientación del eje de émbolo durante la prueba,
12.2.10 Método de asegurar la muestra (por ejemplo, V-bloque, o abrazaderas),
02/12/11 Número de pruebas realizadas,
02/12/12 Temperatura de sitio o de laboratorio en el momento de la prueba, 12.02.13 Las lecturas de rebote individuales y promedio, el factor de
corrección, y el número de dureza por rebote, como HR obtenido en 11.2, y 12.02.14 Las fotografías de los especímenes, según sea necesario.
13. PRECISIÓN Y DESVIACIÓN
13.1 datos de precisión del ensayo con la precisión no se presenta debido a la naturaleza de los materiales de roca probados por este método de
ensayo. Es o bien no viable o es muy costosa en este momento tienen diez o más laboratorios participan en un programa de pruebas round-robin. también, o bien no es viable o es muy costoso de producir múltiples
especímenes que tienen propiedades físicas uniformes. cualquier variación observada en los datos es igual de probable que se deba al espécimen variación en cuanto al operador o de laboratorio variación pruebas. 13.1.1 Subcomité D18.12 está buscando algún dato del usuarios de este método de ensayo que podrían ser utilizados para hacer una limitada declaración sobre la precisión.
13.2 SESGO No hay aceptadas valor estándar para esta prueba método, por lo tanto, el sesgo no se puede determinar.
14. Palabras clave
14.1 núcleo; dureza; martillo de impacto; rebote del martillo; rebote número; el rock de masas; resistencia a compresión simple
