ENSAYOS: No. 4. “GRANULOMETRIA POR TAMIZADO”,

ANGIE DE JESUS GUTIERREZ DE LA ROSA

BAYRON DAVID SANTOYA REALES

BRIAN JESUS PEREIRA CANTILLO

DAYANA MARTINEZ COLON

BRIGITH PAMELA HERNANDEZ

PRESENTADO A LA Ing. CONSTANZA HELENA MARTINEZ RINCON

UNIVERSIDAD DE LA COSTA (C.U.C)

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

GRUPO: CD1

2014-2

INTRODUCCION

Como bien es sabido, la superficie terrestre está compuesta por una gran diversidad de materiales que conforman lo que nosotros comúnmente conocemos como suelo.

El suelo a su vez se clasifica según el uso y la ubicación geográfica de éste en suelo grueso y suelo fino; el suelo grueso se clasifica en gravas y arenas, mientras que el suelo fino se clasifica en limos y arcillas.

Para nosotros determinar análogamente si un suelo es fino o es un suelo grueso, nos servimos del proceso de tamizado el cual se basa esta experiencia.

En lo aprendido en la teoría, podemos determinar si un suelo es grueso cuando menos del 50% pasa por el tamiz #200, mientras que en un suelo fino más del 50% pasa por el tamiz #200; en otras palabras el tamiz #200 es el que nos determina a nosotros si un suelo es fino o es grueso.

Cuando sabemos que tenemos un suelo grueso, para determinar si es una grava o si este es una arena, la herramienta más útil con la que contamos en el laboratorio es el tamiz #4.Para que un suelo grueso sea una grava, menos del 50% debe pasar por este tamiz, y si ocurre lo contrario, ósea que más del 50% pasa éste tamiz; tenemos una arena.

Con los suelos finos la tarea no es tan sencilla, consiste en realizar un análisis más profundo, debemos determinar su I p(índice plástico) y establecer tanto su

límite líquido wL y su límite plásticowP. La diferencia entre el límite líquido y el límite plástico, nos da el índice plástico el cual decimos que es un valor de humedad. Los limos y arcillas se clasifican en según su compresibilidad en high (alta) y low (baja). Basándonos en este criterio podemos afirmar que un suelo fino será un limo de baja compresibilidad cuando su I p<4% y su wL<50% y será de

alta compresibilidad cuando su I p<4% y su wL>50%. Mientras que para que un

suelo sea una arcilla de baja compresibilidad su I p>7% y su wL<50% y será de

alta compresibilidad cuando su I p>7% y su wL>50%.

Haciendo uso de estos criterios, podemos determinar de una manera más sencilla el tipo de suelo al cual nos estemos enfrentando tanto en la vida profesional como en el laboratorio.

TABLA DE CONTENIDO

Pág.

1. OBJETIVOS 41.1Objetivo General 41.2Objetivos Específicos 4

2. MARCO TEORICO 53. MATERIALES Y EQUIPO 84. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 95. CALCULOS 106. CONCLUSIONES 117. BIBLIOGRAFIA 12

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo General:

Determinar el porcentaje retenido en los diferentes tamices para así obtener los datos necesarios y construir la gráfica de Diámetros vs. Tamices en escala semilogaritmica y hallar el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura.

1.2. Objetivos Específicos:

Dibujar e interpretar la curva granulométrica. Aplicar el método de análisis granulométrico mecánico para una muestra de

suelo. Conocer el uso correcto de los instrumentos del laboratorio. Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.

2. MARCO TEORICO

El concepto de tamaño de la partícula que, por lo común, tiene forma irregular, es muy importante. La dimensión de la partícula se determina rigurosamente por una magnitud, el diámetro, si la misma tiene forma de esfera, o por uno de los lados, si tiene forma de cubo. En todos los demás casos, el tamaño de las partículas se caracteriza por una magnitud media, o equivalente. Por dimensión de la partícula se opta: valor medio de tres dimensiones (longitud, anchura y espesor), d1; la longitud del lado de un cubo equivalente según su volumen, d2; el diámetro equivalente de una esfera cuyo volumen es igual al de la partícula; d3; el diámetro de una partícula esférica, calculado a partir de la velocidad de sedimentación de la partícula sometida a estudio, d4 (el denominado diámetro de Stokes); el diámetro de una esfera cuya superficie equivale a la de la partícula sujeta a estudio, d5; el diámetro de un circulo cuya área equivale a la proyección de la partícula en el plano, en posición de su máxima estabilidad, d6; el lado del cuadrado o diámetro del orificio del tamiz, cuya área equivale a la partícula, correspondiente a sus dos tamaños lineales más pequeños, d7.

La granulometría de un suelo tiene considerable importancia. Las dimensiones de los fragmentos que lo integran son, en parte, la base de la subdivisión en gravas, arenas y arcillas. El tamaño y la uniformidad de la dimensión o selección revelan la competencia y eficiencia del agente de transporte.

En materiales normales depositados por agua, su tamaño es en cierto grado un índice de la proximidad mayor o menor de la roca generadora. Por eso, un suelo con granos muy gruesos indica poco transporte. Los distintos agentes y modos de transporte conducen a depósitos que difieren materialmente en selección y capacidad de transporte. Las corrientes de turbidez son capaces de conducir materiales gruesos a largas distancias sin mayor selección, mientras que las corrientes normales de agua o aire depositan algunos de los sedimentos mejor seleccionados que se conocen, es decir, arenas de playa, médanos.

Como se expuso en la introducción de este trabajo, la granulometría 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.

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. Pero para una medición más exacta se utiliza un granuló metro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño.

El análisis mecánico del ensayo de granulometría, brinda información básica para revelar la uniformidad o graduación de un material dentro de rangos establecidos y para clasificación de la textura de un suelo.

En mecánica de suelos, un material heterogéneo se considera bien gradado, y sus propiedades mecánicas ofrecen mayor calidad a diferencia de un material homogéneo o mal gradado.

Aplicando uno u otro método de análisis granulométrico (de dispersión) de minerales, se determinan distintas magnitudes que caracterizan el tamaño de la partícula. Por ejemplo, en el análisis de cribado, d7; en el de sedimentación, d4; en el microscopio, d6 y rara vez d1, d2 y d3; y en la medición de superficies, d5.

Por eso los resultados de los análisis granulométricos, obtenidos por diferentes métodos, son a menudo incompatibles, mientras que algunos métodos de análisis granulométrico solo resultan aplicables para las partículas de forma relativamente regular. Antes de elegir el método de análisis es conveniente observar las partículas al microscopio.

Las características del mineral clasificado las partículas según su tamaño, suelen ser suficiente. También es necesario determinar el contenido de acompañantes valiosos en las diversas clases de tamaño. Por ello, los más admisibles son aquellos métodos con los que se esperan diversas fracciones de la mena en cantidades suficientes para determinar el contenido de minerales valiosos.

El medio de dispersión ejerce influencia sobre los resultados del análisis. Algunos minerales pueden dispersarse en agua u otro líquido, y otros, al contrario, coagulan o floculan. La concentración de la fase de dispersión no debe pasar de 0.05 -0.1%, a fin de reducir la probabilidad de choque de las partículas entre sí durante el análisis. Para determinar los agregados de partículas, es recomendable emplear dispersantes de suspensiones: sales inorgánicas, ácidos, bases o tensóactivos. En cada caso concreto el dispersante se elige individualmente. Al elegir de un modo correcto el dispersante, el rendimiento de la clase fina es máximo. En una serie de casos, cuando es necesario conocer la composición de dispersión, el análisis se realiza en un medio cuya composición se aproxima máximamente al medio práctico. La densidad del medio debe ser menor que la de los minerales o la mena.

El análisis granulométrico por tamizado consiste en cernir una muestra a través de un juego de tamices estandarizados, y en determinar el porcentaje de masa acumulado en cada uno de estos respecto a la masa de la muestra inicial. Los juegos de tamices estándares se muestran en la tabla. Lo más común se utiliza el juego de tamices estándar elaborado por Tylor, en que el tamaño de la

malla de la tela metálica anterior se diferencia del tamaño de la tela metálica posterior en√2(1.4142) veces.

El tiempo de tamizado de la muestra se elige empíricamente respecto a la muestra sometida a estudio. El tamizado se considera concluido cuando el aumento del peso del residuo en el más fino de los tamices, durante el tiempo de tamizado, constituye no más del 5%.

Tabla 1. Clasificación de los materiales según sus tamaños.

3. MATERIALES Y EQUIPO

Los equipos usados en este ensayo son:

Juegos de tamices (3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, Nº 4, Nº 10, Nº 40, Nº 100,Nº 200)

Tapa y Fondo. Balanza (0,1 g de sensibilidad) Mortero y Pisón. Horno. Taras. Cuarteador.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El procedimiento de este ensayo es el siguiente:

1. Secar muestra en el horno, (12 a 24 horas)

2. Dejar enfriar la muestra a temperatura ambiente y pesar la cantidad

indicada para el ensayo (Suelo arenoso aprox. 200g; suelo arcilloso aprox.

150g)

3. Disgregar los granos (terrones) del material con un pisón de madera para

evitar el rompimiento de los granos.

4. Colocar la muestra en un tara, agregar agua hasta que se deshagan

completamente los grumos.

5. Se vacía el contenido de la tara sobre el tamiz #200 y se lava el material

sobre este lo mejor posible hasta que el agua salga clara y todos los finos

hayan pasado. (Ojo, no desperdiciar material)

6. El material retenido en el tamiz #200 después de lavado, se coloca en una

tara, sin desperdiciar material. –Se lava el tamiz #200-.

7. Se seca la muestra que quedó sobre el tamiz #200 en el horno a 110ºC

durante 24 horas.

8. Con el material Seco del paso anterior, se colocan el juego de tamices en

orden progresivo. (No. 4, No. 10, No. 40, No. 200) y al final el fondo,

vaciando el material previamente pesado.

9. Se agita el juego de tamices horizontalmente con movimientos rotatorios y

verticalmente con golpes secos de vez en cuando. El tiempo de agitación

depende de la cantidad de finos de la muestra, pero por lo general no debe

ser menor de 15 minutos.

10. Inmediatamente realizado el paso anterior, se pesan las fracciones

retenidas en cada uno de los tamices, y se anota en el registro

correspondiente.

6. CONCLUSIONES

7. BIBLIOGRAFIA

Mecánica De Suelo, EULALIO JUAREZ BADILLO, ALFONSO RICO RODRIGUEZ, tercera edición, EDITORIAL LIMUSA.

Bowles, Manual de laboratorio de Suelos para Ingeniería Civil