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CORRECCIÓN DEL INFORME OBJETIVOS MARCO TEÓRICO PROCESAMIENTO DE DATOS RESULTADOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA TOTAL / 10

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS I

GRANULOMETRÍA

PRÁCTICA N° 4

PABLO ALBERTO CASTRO MOLINA

INSTRUCTOR: MARÍA AUXILIADORA NARANJO

HORARIO: JUEVES 11:00-13:00

FECHA DE REALIZACIÓN:22/11/2018

FECHA DE ENTREGA: 7/12/2018

ÍNDICE INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................. 1 OBJETIVO ......................................................................................................................... 1 MARCO TEÓRICO. .......................................................................................................... 1 3.1.

DEFINICIÓN. ............................................................................................................. 1

3.2.

CURVA GRANULOMÉTRICA. ............................................................................... 1

3.3.

TAMIZADO................................................................................................................ 2

DESCRIPCIÓN .................................................................................................................. 2 4.1.

EQUIPOS Y MATERIALES ...................................................................................... 2

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA. ............................................................................... 2 PROCEDIMIENTO............................................................................................................ 2 6.1.

Análisis Sin Lavado .................................................................................................... 3

6.2.

Análisis Con Lavado ................................................................................................... 3

PROCESAMIENTO DE DATOS. ..................................................................................... 3 7.1.

Análisis en Seco .......................................................................................................... 4

7.2.

Análisis de Lavado ...................................................................................................... 4

RESULTADOS. ................................................................................................................. 6 CONCLUSIONES. ............................................................................................................. 6 RECOMENDACIONES. ................................................................................................ 6 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 7

INTRODUCCIÓN. En esta práctica se realizará la determinación experimental de forma detallada la curva granulométrica de las fracciones más finas de una muestra, y así mismo conocer el porcentaje de grava arena y finos que se encuentran.

OBJETIVO • • •

Separación del suelo para determinar su tamaño por tamizado. Calculo de datos para determinación del suelo como el Cc, Cu Análisis y comparación de ambos métodos para mejor entendimiento de los resultados

MARCO TEÓRICO. 3.1. DEFINICIÓN.

“Es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado, tal como se determina por

análisis de tamices. Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica. (Maribel, 2013) La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados, así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto. (Maribel, 2013) El método de determinación granulométrico más sencillo es obtener las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado, que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. Pero para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño.” (Maribel, 2013) Un análisis cuantitativo del grafico granulométrico semilogaritmico acumulativo requiere el uso de parámetros, tales como: i. ii. iii.

D10: tamaño máximo de las partículas que constituyen la porción 10% más fina del suelo. Recibe el nombre de diámetro efectivo. D30: tamaño de las partículas que constituyen la porción 30% más fina del suelo. D60: tamaño máximo de las partículas que constituyen la porción 60% más fina del suelo.

3.2. CURVA GRANULOMÉTRICA. Los resultados del análisis mecánico se presentan generalmente n graficas semilogaritmicas como curvas de distribución granulométrica. Los diámetros de las partículas se grafican en escala logarítmica y el porcentaje correspondiente de finos en escala aritmética. Los porcentajes de grava, arena, limo y partículas de arcilla presentes en el suelo se obtienen de la curva de distribución granulométrica. (Mecanica de los suelos , 2010)

1

3.3. TAMIZADO La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz o cedazo. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo. (Quezada, 2012)

DESCRIPCIÓN 4.1. EQUIPOS Y MATERIALES a) Balanza. Debe tener una precisión de 0.05 g. b) Juego de tamices. Adaptado según el tamaño máximo del material. c) Tamizadora mecánica. Su uso es opcional d) Horno. De temperatura constante (110 ºC±5º C) con ventilación e) Materiales. Se requerirá, además de la muestra de suelo, el uso de cepillo, brocha y cápsulas metálicas.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA. La muestra se toma por cuarteo para que ésta sea representativa de la fracción a ensayarse. El tamaño de muestra será en función del tamaño máximo de particular del material:

Las masas de muestras no deben exceder significativamente (en más del 50%) los valores presentados porque las muestras excesivamente grandes pueden provocar una sobrecarga del tamiz y aumentar la dificultad del procesamiento de las muestras

PROCEDIMIENTO

2

6.1. Análisis Sin Lavado a) Secar la muestra en un horno a 105° C; dejarla enfriar y pesar la cantidad necesaria de acuerdo al tipo de material. b) Desmoronar los grumos de material con un rodillo de cabeza de caucho. c) Colocar el juego de mallas sucesivamente desde arriba hacia abajo en el siguiente orden: No. 4, 10, 20, 40, 100, 200 y al final una bandeja recolectora. d) Vaciar el material, ya pesado, en la parte superior de la serie de tamices y taparla, para a continuación colocarla sobre la tamizadora mecánica. Opcionalmente se puede hacerlo de forma manual agitando todo el juego de mallas tanto en forma horizontal como vertical. El tiempo de agitado; sin embargo, depende de la cantidad de finos, pero este no debe ser menor de 15 minutos. e) Con un golpe en la tapa, permitir que las partículas se asienten luego del tamizado, para luego retirar la tapa y separar todas las mallas cuidadosamente. f) Pesar las fracciones retenidas en cada tamiz y recoger el material en un sólo recipiente para poder comprobar que la cantidad de material al final del ensayo, no varía en más del 2% con relación a la inicial. 6.2. Análisis Con Lavado a) Se toma la muestra con la humedad natural y se realiza el cuarteo, tomando previamente una fracción para determinar el contenido de humedad por duplicado. b) Tomar la cantidad necesaria para el ensayo y pesarla. c) Se vacía el material seleccionado sobre la malla No. 40 y por debajo de esta, la malla No. 200 y se lava la muestra para eliminar los finos. (Hasta que el agua pase sin color) d) Se recogen las porciones retenidas y se las coloca en un recipiente para dejarlas secar en el horno. e) Con el material seco se repiten los pasos de tamizado y pesado del proceso anterior, obteniéndose así los pesos de las fracciones retenidas en cada malla. En cualquiera de estos métodos, si existen partículas retenidas entre las aberturas de los tamices no se las debe forzar a pasar a través de ellas, se invierte el tamiz y con ayuda de una brocha o cepillo de alambre se las desprende y se las agrega a la fracción correspondiente superior. Para cualquier tamaño de partícula lo que debe adaptarse es la serie de tamices a utilizarse.

PROCESAMIENTO DE DATOS.

3

7.1. Análisis en Seco Una vez tomados los datos nos indicara el proceso que se retuvo en cada tamiz haciendo la resta acumulativa de este obtendremos el complemento es decir el porcentaje que pasa. TAMIZ

ABERTURA RETENIDO

4 10 20 40 100 200 BANDEJA Ɛ

4.75 2 0.85 0.425 0.15 0.075

%RETENIDO

51.12 63.21 17.35 7.8 24.63 17.19 19.6 200.9

%PASA

25.45% 31.46% 8.64% 3.88% 12.26% 8.56% 9.76% 100.00%

74.55% 43.09% 34.45% 30.57% 18.31% 9.76% 0.00%

Para la gráfica de la curva granulométrica se procederá a ubicar en el eje horizontal la abertura del tamiz mientras que en el eje vertical el porcentaje que pasa de cada tamiz correspondientemente.

Curva Granulometrica 85.00% 75.00% 65.00% 55.00% 45.00% 35.00% 25.00% 15.00% 5.00% 10

1

0.1

0.01

Una vez obtenida la curva granulométrica procedemos a obtener los valores D10, D30, D60 los cuales pueden realizarse mediante interpolación o directamente de la gráfica. 18.31 − 9.76 10 − 9.76 = 0.15 − 0.075 ฀฀10 − 0.075 Realizamos el proceso para los tres valores y obtenemos ฀฀10 = 0.076

฀฀30 = 0.45

฀฀60 = 3.48

7.2. Análisis de Lavado Para el análisis en lavado se procederá a determinar el porcentaje de humedad y con el cual se podrá determinar el peso seco, es decir se realizará la corrección por lavado.

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Los datos que se presentan a continuación son para el suelo que se realizó en lavado CÁPSULA

Wc+sw

10.64 10.48

Wc+s

61.68 63.5

Wsw

47.81 49.41

51.04 53.02

De prácticas anteriores se sabe que: ฀฀% = ฀฀% =

฀฀฀฀ ฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀

฀฀ℎ฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀ − ฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀ ฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀

Un ejemplo de cálculo tomando datos aleatorios de cierta muestra seria: ฀฀% =

35.4 = 44.25% 80

Se calcula el contenido de humedad se realizan los cálculos y despeje para el suelo seco y obtenemos para nuestra muestra: ฀฀% = 36.19

฀฀฀฀฀฀฀฀฀฀ = 89.287

Con estos datos procedemos a calcular el porcentaje retenido y el porcentaje que pasa colocando en bandeja la resta del peso hasta el tamiz 200 con el peso total calculado 89.29

TAMIZ

ABERTURA RETENIDO

4 10 20 40 100 200 BANDEJA Ɛ

4.75 2 0.85 0.425 0.15 0.075

0 0.18 2.03 0.01 20.08 6.15 60.84 89.29

5

%RETENIDO 0.00% 0.20% 2.27% 0.01% 22.49% 6.89% 68.14% 100.00%

%PASA 100.00% 99.80% 97.52% 97.51% 75.03% 68.14% 0.00%

Curva Granulometrica 105.00% 100.00% 95.00% 90.00% 85.00% 80.00% 75.00% 70.00% 65.00% 10

1

0.1

0.01

Ahora se procede a calcular los “COEFICIENTES DE CURVATURA Y UNIFORMIDAD” se usará los datos obtenido en ambos análisis y: ฀฀30 ∗ ฀฀30 ฀฀฀ ฀ = ฀฀60 ∗ ฀฀10

฀฀60 ฀฀฀ ฀ = ฀฀10

3.48 ฀฀฀ ฀ = = 45.75 0.076

0.45 ∗ 0.45 = 0.76 ฀฀฀ ฀ = 3.48 ∗ 0.076

RESULTADOS. Con los cálculos obtenido anteriormente se realizó un cuadro de resumen en el que indica la cantidad de gravas, arenas, fino y los respectivos coeficientes.

EN SECO EN LAVADO

Cc

Cu

%GRAVAS

%ARENAS

%FINOS

Wseco

45.75 No se puede calcular

0.76 No se puede calcular

25.45%

64.79%

9.76%

200.9

0%

31.86%

68.14%

89.29

CONCLUSIONES. • • • •

•

Una de las conclusiones más evidentes es gracias a el coeficiente de curvatura, el cual por ser un valor sumamente alto nos indica que está mal graduado. Para el análisis de suelos finos es mejor utilizar el método de lavado. El porcentaje de arenas que se obtuvo en el análisis seco es más alto en comparación al análisis en lavado, mientras que el porcentaje de finos es menor. El análisis granulométrico al cual se somete un suelo es de mucha ayuda para construcción de proyectos, ya que con esto se puede conocer la permeabilidad y cohesión del suelo. El método de tamizado es muy práctico y fácil de realizar en el laboratorio y nos permite conocer el porcentaje de gravas, finos, y arenas tanto gruesas como finas.

RECOMENDACIONES. •

Evitar el golpeteo de los tamices ya que puede provocar daños en el mismo.

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• •

• • •

No forzar las pequeñas partes del suelo que se quedan en medio de la malla del tamiz. Al momento de hacer el análisis por lavado cuando el agua se aprecie de forma transparente y solo ahí el lavado está completo y se puede realizar los demás pasos para el análisis. En el análisis tanto por lavado como por secado tener mucho cuidado al limpiar los tamices ya que se puede perder cantidad de suelo al cambiar el recipiente. Con la brocha del laboratorio se puede limpiar las partes del tamiz que están atoradas para evitar perder la menor cantidad de material. Evitar distracciones al momento de tomar los datos como son los pesos y entre otros ya que al momento de realizar los respectivos cálculos puede presentarse confusiones y errores.

BIBLIOGRAFÍA ASTM D6913/D6913M-17: STANDARD TEST METHODS FOR PARTICLE-SIZE DISTRIBUTION (GRADATION) OF SOILS USING SIEVE ANALYSIS D7928–17, A. (22 de Noviembre de 2018). Obtenido de https://www.dropbox.com/home/4.%20JUEVES%201113/1.%20INSTRUCTIVOS?preview=5.+GRANULOMETRIA+POR+HIDROMETRO.docx Layme, S. A. (2 de Septiembre de 2012). LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS. Obtenido de Análisis Granulométrico - Método del Hidrómetro: https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxsYWJvcmF0 b3Jpb2Rlc3VlbG9zY2l2MjIxfGd4OmNhNGM0ODY5ZWJkMTIwOQ Maribel. (9 de Julio de 2013). EcuRed. Obtenido de Granulometría: https://www.ecured.cu/Granulometr%C3%ADa Mecanica de los suelos . (2 de Diciembre de 2010). Obtenido de Grafica granulometrica: http://mecanicadelossuelos.blogspot.com/p/grafica-granulometrica.html Quezada, P. (2 de Marzo de 2012). DIDACTICA. Obtenido de TAMIZADO DE SUELOS: http://paulinadidactica.blogspot.com/2012/03/tamizado-de-suelos.html SA. (2015). ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMETACIÓN. Obtenido de HIDROMETRÍA: https://mecanicadesuelosulacivil.files.wordpress.com/2016/02/practica-nc2ba-5anc3a1lisis-granulomc3a9trico-por-sedimentacic3b3n.pdf

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