Introducción Proctor

INTRODUCCIÓN

De conformidad a las normas establecidas, se desarrolló el ensayo Compactación tipo Proctor modificado , el cual describiremos a continuación. Cada uno de los materiales utilizados, procedimientos y cálculos se especificaran por medio de los métodos explicados, tanto en la norma, como en las instrucciones del técnico de laboratorio y los libros especializados en la materia.

Cabe señalar que cada una de las obras de construcción, es de gran importancia tener bien definidas las propiedades que tiene el suelo yaqué este es la base sobre la cual se realizara el proyecto. En muchos casos dichas propiedades no cumplen con lo que buscamos en ellas, sin embargo, se pueden realizar alteraciones en estas para poder obtener las propiedades satisfactorias.

Una opción que nos permite tener características de suelo que nos sirvan para nuestra construcción es la de la sustitución de terreno por uno de propiedades ideales. Sin embargo este es un procedimiento de alto costo, por lo que en muchos casos se deben buscar otras soluciones con el suelo que tenemos. La compactación es un procedimiento que nos permite mejorar el funcionamiento del suelo que tenemos en nuestro terreno. Este mejora propiedades como la resistencia al esfuerzo cortante, densifica el suelo y reduce los asentamientos al igual que la permeabilidad. Este es de menor costo, sin embargo, no en todos los casos es factible el uso de esta técnica de mejoramiento del suelo.

Es importante obtener la curva de compactación, y por medio de esta una humedad optima, para lograr alcanzar el máximo grado de compactación. Las pruebas que se realizan en los laboratorios nos generan una idea muy cercana de la humedad optima de nuestro terreno, esto en el caso de que se realicen correctamente los procedimientos de obtención y preparación de la muestra con el objetivo de que se obtenga lo más representativa posible.

ContenidoINTRODUCCIÓN.................................................................................................................................1

COMPACTACIÓN DE SUELO TIPO PROCTOR......................................................................................3

PROCTOR ESTÁNDAR (ASTM D - 698)...............................................................................................3

PROCTOR MODIFICADO (ASTM D - 1557).........................................................................................3

1. GENERALIDADES........................................................................................................................3

1.1. Métodos de compactación................................................................................................4

1.1.1. Proctor estándar:.......................................................................................................4

1.1.2. Proctor modificado:...................................................................................................5

1.1.3. Diferencias entre Proctor estándar y Proctor modificado:.......................................5

1.2. Métodos del ensayo Proctor Modificado:.........................................................................6

2. OUTLINE.....................................................................................................................................8

2.1. Objetivos:...........................................................................................................................8

2.2. Alcance:..............................................................................................................................8

2.3. Muestras:...........................................................................................................................8

2.4. Materiales:.........................................................................................................................8

2.5. Procedimiento:..................................................................................................................9

2.5.1. Preparación de muestras...........................................................................................9

2.5.2. Determinación de la densidad.................................................................................10

2.6. Cálculos y resultados:......................................................................................................10

2.7. Discusión:.........................................................................................................................15

2.8. Conclusiones:...................................................................................................................15

2.9. Referencias:.....................................................................................................................16

ANEXOS............................................................................................................................................17

MECÁNICA de suelos y rocas 2

COMPACTACIÓN DE SUELO TIPO PROCTOR

PROCTOR ESTÁNDAR (ASTM D - 698)

PROCTOR MODIFICADO (ASTM D - 1557)

1. GENERALIDADESLas técnicas de compactación son de gran importancia en la mayoría de obras civiles para mejorar el suelo existente sin tener que aplicar sustitución. Tal es el caso de terraplenes de relleno, presas de tierra, pavimentos, cimentaciones, entre otros. En terrenos de arena suelta es mejor aplicar métodos de vibración que permiten una mejor densificación del material, tal como lo sugiere Braja Das (2001).

El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos. El incremento de la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente constante.

En la vida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material in situ en proyectos de mejoramiento del terreno.

El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material en algunos aspectos:

Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.

Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos. Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la permeabilidad. Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento.


1.1.Métodos de compactación

1.1.1. Proctor estándar: La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 2,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 30,5 [cm].

Se realiza una muestra del suelo y compactándola en un recipiente de 1/30ft3(0.00094 m3) de capacidad en tres capas. Se deja caer un pisón 51.2 lb (2.5 kg) de peso con una superficie de impacto de 3.1 in2 (2 000 mm2) desde una altura de 12 in (300 mm) 25 veces sobre cada una de las capas, de igual espesor con el que se va llenando el recipiente. Luego se pesa el conjunto, se le resta el recipiente y se registra el peso como peso húmedo. El material se seca al horno y se determina el peso de humedad.

El Ensayo Próctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99 (American Association of State Higway and Transportation Officials – Asociación Americana de Agencias Estatales de Carreteras y Transportes).

1.1.2. Proctor modificado: La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 45,7 [cm].

Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del Ensayo Próctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo.


Fig.1: Compactación de un suelo

Fig.2: Compactación tipo Proctor estándar

Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el Laboratorio (a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro-compactadores, de rueda lisa, etc.).

No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la prueba patrón Proctor, así como la gran cantidad de información que da indicio de su eficacia, que desde el comienzo de su implementación hasta el presente es un método aceptado y referenciado en un sinnúmero de pliegos de obras.

1.1.3. Diferencias entre Proctor estándar y Proctor modificado:

La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado es la energía de compactación usada. En el Normal se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30 centímetros, compactando la tierra en 3 camadas con 25 golpes y, en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5 camadas con 50 golpes.

1.2.Métodos del ensayo Proctor Modificado:

Método “A”:

Molde: 4 in de diámetro (101,6mm) Material: Se emplea el que pasa por el tamiz Nº 4 (4,75 mm). Capas: 5


Fig.3: Compactación tipo Proctor Modificado

Golpes por capa: 25 Uso: Cuando el 20% ó menos del peso del material son retenidos en el tamiz Nº

4 (4,75 mm). Otros Usos: Si el método no es especificado; los materiales que cumplen éstos

requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método B ó C.

Método “B”:

Molde: 4 in (101,6 mm) de diámetro. Materiales: Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm). Capas: 5 Golpes por capa: 25 Usos: Cuando más del 20% del peso del material es retenido en el tamiz Nº 4

(4,75mm) y 20% o menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 in (9,5 mm).

Otros Usos: Si el método no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos degradación pueden ser ensayados usando Método C.

Método “C”:

Molde: 6 in (152,4mm) de diámetro. Materiales: Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ in (19,0 mm). Capas: 5 Golpes por Capa: 56 Usos: Cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 in

(9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ in (19,0 mm). El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los métodos

A o B



Esquema 1: Métodos para Estándar Modificado

Esquema 2: Suelo para cada procedimiento

2. OUTLINE

2.1. Objetivos:

Determinar la Densidad Seca Máxima y el Contenido de Humedad Óptimo del suelo a estudiar; mediante el método de compactación adecuado al tipo de suelo con el que contamos.

Determinar la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados.

Dibujar una curva donde se aprecien las coordenadas del punto máximo, que serán la densidad seca máxima y la humedad óptima.

2.2. Alcance:

Es conveniente indicar que si bien es cierto en este presente informe plasmamos información sobre los dos tipos de compactación Proctor( estándar y modificado); los cálculos realizados a partir del ensayo en laboratorio, se basan en el tipo de compactación Proctor modificado.

2.3. Muestras:

Para la realización de este ensayo se utilizaron muestras que nos proporcionó el técnico del laboratorio.

2.4. Materiales: Pisón. Mallas de ¾”, 3/8” y N°4. Horno Taras Molde Collar del molde Balanza de 20 Kg (1 ± 0.1 g) Enrasador de borde recto



2.5. Procedimiento:

2.5.1. Preparación de muestras

Dejar secar al aire o en horno < 60°C por un tiempo mayor a 15 horas (Intemperie).

Muestreamos y procedemos al cuarteo del material a ensayar (35 kg aproximadamente).

Tamizamos el material, para lo cual se hizo de las mallas indicadas anteriormente, para hallar la granulometría global.

De acuerdo a las condiciones que debe cumplir para elegir el método a usar, cumplió con las condiciones del método C.

2.5.2. Determinación de la densidad

Colocamos un el material en un recipiente. A la muestra también es necesario vaciarle una determinada cantidad

de agua. Determinar la masa del molde con la base. Poner el collar en el molde. Llenar el molde con el collar en 5 capas y 56 golpes en cada una (La

última debe entrar aprox. 1 cm en el collar) Quitamos el collar y enrasar. Determinar la masa del molde con la base y el material compactado. Extraemos el material del molde, lo partimos por la mitad y tomamos

de la parte central una pequeña cantidad para determinar la humedad.

Calculamos el contenido de humedad Pesar: el recipiente vacío (tara) ; el recipiente con la muestra tomada

del molde y el recipiente con muestra después de secar en estufa a 105º C.

Repetir 4 veces con distintas cantidades de agua.

2.6. Cálculos y resultados:


Peso de muestra

inicial

24300 (gr.)

1.00010.000100.0000

102030405060708090

100

Abertura de malla (mm)

% Q

ue p

asa

Acum

ulad

o

Calculamos el procedimiento con la siguiente tabla :

PROCEDIMIENTO CONDICIONES

A Menos que el 20% es retenido en el tamiz N° 4

B Más que el 20 % es retenido en el tamiz N°4 y menos que 20 % en el tamiz N° 3/8”


CURVA GRANULOMÉTRICAGranulometría global para elegir el procedimiento

Mallas Peso Retenido (gr)

% Retenido %Retenido Acumulado

% Que pasa acumuladoNº Tamiz Abert.

(mm)

2" 50.8 0.00 0.00 0.00 100.00

3/4" 19.1 2800 12 12 88

3/8" 9.52 5200 21 33 67

Nº 4 4.76 7200 30 63 37

< Nº 4 9100 37 100.00 0.00

Peso inicial 24300 100.00

C Más que el 20 % es retenido en el tamiz 3/8” y menos que 30 % en el tamiz N° 3/4”

Con nuestros datos de granulometría deducimos que usaremos el método “C”.

Datos y cálculos para la densidad

PESO DEL MOLDE(gr) 4155 gr VOLUMEN DEL MOLDE(cm3) 939 cm3Numero de ensayo 1 2 3 4Peso de la muestra compactada + molde 6170 6202 6207 6196

Peso suelo húmedo compactado 2015 2047 2052 2041

Peso volumétrico húmedo 2.15 2.18 2.19 2.17

Densidad húmeda:

Densidad humedad(γm)=PesomuestraVolumen

=6170−4155939

=2.147 gr /cm3


ρh=(Pesode lamuestracompactada+molde )−( pesodelmolde)

Volúmendelmolde

PROCEDIMIENTO(C)

molde 6 plg de ф

capas 5

golpes 56

PESO PARA LA TANDA 553/8" 23.7 X

55 1815n°4 30 X 55 1650<n°4 37 X 55 2035

5500


=6202−4155939

=2.180 gr /cm3


=6207−4155939

=2.185gr /cm3


=6196−4155939

=2.174gr /cm3

Densidad seca

γd=2.147

1+ 2.55100

=¿ 2.094gr /cm3

γd=2.180

1+ 3.00100

=¿2.117gr /cm3

γd=2.185

1+ 3.43100

=¿2.113gr /cm3

γd=2.169

1+ 3.96100

=¿2.091gr /cm3

Datos y cálculos para el contenido de humedad

CONTENIDO DE HUMEDADRecipiente N° 1 2 3 4


γd=γm

1+ w100

Peso del suelo Húmeda + Tara 209.73 167.83 188.48 125.60

Peso del suelo Seco + Tara 204.83 163.31 182.65 123.35

Peso de la Tara 12.97 12.60 12.75 66.51

Peso del Agua 4.90 4.52 5.83 2.25

Peso del suelo Seco 191.86 150.71 169.90 56.84

Contenido del agua 2.55 3.00 3.43 3.96

Peso Volumétrico Seco 2.096 2.120 2.125 2.239

Contenido de humedad

%W= PESODEL AGUAPESODELA MUESTRA SOLIDA

X 100

Tara 1: %w= 4.90196.81

=2.55

Tara 2: %w= 4.52150.71

=3.00

Tara 3: %w= 5.83169.90

=3.43

Tara 4: %w= 2.2556.84

=3.96

Datos finales para obtener la curva de compactación


Cuadro de resultados finalesPESO DEL MOLDE(g) 4155 VOLUMEN DEL MOLDE(cm3) 939Numero de ensayo 1 2 3 4Peso suelo + molde 6170 6202 6207 6196

Peso suelo húmedo compactado 2015 2047 2052 2041

Peso volumétrico húmedo 2.15 2.18 2.19 2.17CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso suelo húmedo + tara 209.73 167.83 188.48 125.60


2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.22.075

2.08

2.085

2.09

2.095

2.1

2.105

2.11

2.115

2.12

Diagrama de Curva de Compactación

%ω (contenido de humedad)

γ(de

nsid

ad se

ca)

%ω γd

2.55 2,094

3.00 2,117

3.43 2,113

3.96 2,091

Peso suelo seco +tara 204.83 163.31 182.65 123.35

Peso tara 12.97 12.60 12.75 66.51

Peso de agua 4.90 4.52 5.83 2.25

Peso de suelo seco 191.86 150.71 169.90 56.84

Contenido de agua 2.55 3.00 3.43 3.96

Peso volumétrico seco 2.096 2.120 2.125 2.239

Densidad máxima seca(M.D.S) 2.118gr/cm3

Optimo contenido de humedad(O.C.H) 3.12%

2.7. Discusión:

El ensayo fue realizado por el técnico de laboratorio, sin presentar inconvenientes, se puede afirmar que el ensayo se realizó de manera correcta puesto que los resultados son coherentes y están dentro del rango establecido.

2.8. Conclusiones:

El ensayo de compactación permite obtener una relación entre el peso seco unitario y el contenido de humedad, además de que nos ayuda a establecer el contenido de humedad con el que se debe compactar el suelo para que se logre alcanzar el peso unitario máximo.

Conocer el contenido de humedad óptimo es importante para mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo. En el caso del material que se utilizó en nuestro ensayo se obtuvo un 3.12 % de humedad óptima y su máxima densidad seca es de 2,118g/cm3.

2.9. Referencias:

http://es.slideshare.net/ERaCC1/compactacion-de-suelos-15469536 http://civilgeeks.com/2011/10/02/la-compactacion-de-suelos/


http://civilgeeks.com/2011/10/02/la-compactacion-de-suelos/

http://es.slideshare.net/ERaCC1/compactacion-de-suelos-15469536

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms2/ ms2/compactacion_suelos.pdf

http://www.icpi.org/sites/default/files/7th_edition-Section_4-SPANISH.pdf


ANEXOS

http://www.icpi.org/sites/default/files/7th_edition-Section_4-SPANISH.pdf

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms2/ms2/compactacion_suelos.pdf

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms2/ms2/compactacion_suelos.pdf


ANEXOS

Colocación de la muestra en el

equipo


Compactación de la muestra

Compactación de la muestra


Se pesa la muestra compactada

Se lleva una porción de muestra al horno para encontrar su

contenido de humedad

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