SEGUNDA PRACTICA DE LABORATORIO

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

INTRODUCCIÓN

La posibilidad de poder usar un determinado suelo esta directamente vinculado a la investigación de las propiedades hidráulicas y mecánicas de suelo en cuanto a estas ultimas se ha creído desde siempre que se las puede determinar a través de la distribución de sus partículas constituyentes según su tamaño, sin embargo esto no es del todo cierto, ya que solamente en suelos gruesos, donde la granulometría puede determinarse por mallas nos pueden dar un indicativo lo mas cercano a la realidad en cuanto a sus propiedades físicas, no asi en suelos finos.

Sin embargo la determinación de la granulometria de un suelo nos permitirá de acuerdo a ciertos limites del tamaño de sus partículas hacer una clasificación descriptiva del suelo como : gravas, arenas gruesas, arenas finas, limos arcillas y coloides. No obstante la determinación del LIMITE LIQUIDO, LIMITE PLÁSTICO Y LIMITE DE CONTRACCIÓN, nos darán una idea mas cierta acerca del tipo de suelo que se esta analizando; y de acuerdo además a los diferentes sistemas de clasificación de suelos como SUCS y AASHO.

OBJETIVOS

1. Determinar la distribución granulometrica de una arena a través del tamizado en seco.

2. Determinar la distribución granulometrica de un suelo areno arcilloso a través de tamizado previo lavado.

3. Determinar la granulometria de un suelo arcillosos haciendo un análisis de sedimentacion

4. Determinar el LL, LP y LC de un suelo5. Clasificar el suelo analizado por los sistemas SUCS y AASHO.

MATERIAL Y EQUIPO

1. Juego de mallas ASTM 2, 1, 1/2, 3/8, 1/4, y las mallas: 4, 16, 20, 80, 100, 200.2. Balanza3. Cazoleta4. Estufa5. Copa Casagrande6. Densímetro7. Espátulas8. Picnometro9. Arena10. Suelo arcilloso.11. Hormigón.

12. Suelo areno arcilloso.13. Agua

ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO EN SECO.

PROCEDIMIENTO

1. Se seca la muestra en la estufa2. Se pesa la muestra seca.3. Se deja pasar la muestra por el juego de tamices, ordenados de mayor a menor

con tapa y cazoleta.4. Se agita los tamices, si es necesario se ayuda con un cepillo a pasar los granos.5. Se pesa el material retenido en cada tamiz.6. Se acumula los pesos retenidos en cada tamiz.7. Se calcula los porcentajes retenido y los que pasan8. Se dibuja la curva granulometrica (escala semi logarítmica) abertura Vs % que

pasa9. Se calcula Cu y Cc.

ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR LAVADO.

Se empleara cuando el suelo contiene gran cantidad de partículas cohesivas.

PROCEDIMIENTO

1. Se seca la muestra en la estufa2. Se pesa la muestra seca.3. Se empapa la muestra por varias horas.4. Se deja pasar la muestra empapada por el juego de tamices, ordenados de

mayor a menor con tapa y cazoleta continuamente añadiendo agua.5. Se pesa el material retenido en cada tamiz6. Se averigua la cantidad de suelo perdido durante el lavado (la que paso por la

malla mas fina Nº 200).7. Se acumula los pesos retenidos en cada tamiz.8. Se calcula los porcentajes retenido y los que pasan9. Se dibuja la curva granulometrica (escala semi logarítmica) abertura Vs % que

pasa a partir e la abertura 0.074 (malla 200)10. Se calcula Cu y Cc.

ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO EN SECO.

PROCEDIMIENTO

1. Se seca la muestra en la estufa2. Se pesa la muestra seca.3. Tamizar por la malla Nº 10, lo que queda es grava, lo que pasa es arena.4. Se pesa el material retenido, y el material que pasa.5. Trabajar con el material que pasa por la malla N º 106. Colocar el material en la probeta y agregar agua hasta que cubra la muestra,

luego mezclar ambos.7. Medir 5 cc de defloculante (silicato de sodio), y agregar a la mezcla, luego

mezclar todo.8. Vacear la muestra al vaso del homogenizador y mezclarlo por 5 min.9. Vacear la mezcla a la probeta y agregar agua hasta una altura de 20 cc y agitar

por un min.10. Dejar reposar la probeta con la mezcla durante 15 min. (En este espacio de

tiempo se ha sedimentado la arena y el limo.)11. Colocar el disco dentro de una probeta, hasta donde se encuentre la

muestra sedimentada.12. Succionar con una manguera el agua turbia (agua con arcilla) y retirar.13. Retirar el disco y todo lo que queda en arena y limo; esto colocar en una tara

y secar la muestra en el horno por 24h y a 105ºc.14. Pesar la muestra seca.15. Poner en forma descendiente los tamices.16. Tamizar la muestra por la malla Nº 40 y N º 200.17. Pesar la muestra retenida en la malla Nº40 (es arena gruesa).18. Pesar la muestra que pasa la malla Nº 40 y que queda retenido en la malla

Nº200 (arena fina).19. Pesar el material retenido en la cazoleta y que pasa la malla Nº 200 (limo).

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR SEDIMENTACIÓN.

A).- CALIBRACIÓN DEL DENSÍMETRO.

Primeramente hallamos el área del probeta A = 30.19 Cm2, seguidamente procedimos a calcular el volumen del bulbo del densímetro, vaciando agua en el

probeta para obtener un volumen V1=700 mm3; ingresamos el densímetro dentro

de la probeta con agua, para obtener un V2=1000 mm3 y así poder obtener el

volumen del bulbo mediante la fórmula: V2 - V1 = VH donde el volumen del bulbo

es de 3 Cm3.

Como siguiente paso procedimos a medir con un escalímetro las distancias Hn, desde el extremo superior del bulbo a cada lectura de calibración.

Hallamos h que es igual a 13.5 cm, correspondiente a la altura del bulbo; para poder determinar la verdadera altura H, perteneciente a cada marca de calibración del vástago, utilizando la fórmula:

H = H1 = 1/2( h - VH/A )

La cantidad de H es función de las mediciones H1; que se especifica en el

cuadro

B).- CORRECCIÓN POR MENISCO.

Colocamos agua en probeta de área A, para luego ingresar el densímetro y así poder determinar las lecturas superior e inferior del menisco (Ls, Li respectivamente).

Entonces la corrección por menisco será:

Cm = Ls - Li

Cuadro representativo del menisco con su respectiva simbología utilizada para el cálculo de valores.

C).- CORRECCIÓN POR DEFLOCULANTE.

Colocamos agua en el probeta de área A hasta llegar a los 1000 Cm3, y

determinamos el peso específico del agua, considerando su densidad de 1 gr/cm3.

Añadimos Silicato de sodio (defloculante) a la probeta, luego ingresamos el densímetro y determinamos su densidad con la fórmula:

C'd = f( H 2 O + Defloculante )

Luego la corrección por defloculante será:

C d = C'd - 1

Esta parte del ensayo no se llevo a cabo por la falta de este insumo (silicato de sodio)

D).- ENSAYO POR SEDIMENTACIÓN.

Para realizar este ensayo hemos conseguido arcilla de la zona de Otuzco, que pasa por la malla nº 200, luego procedimos a secarla en el horno, (durante 24 horas), con un Wss = 50 gr.

Después logramos una masa casi en estado líquido, la cual transferimos al batidor por un lapso de tiempo de 15'; enseguida se echo la mezcla en la probeta, y el residuo se lavó con agua y se agrego a la probeta.

Agregamos agua a la probeta hasta completar 1000 mm3; procedimos a tapar la probeta y la sacudimos por un minuto, luego se dejó reposar 30", para poder obtener las mediciones ingresando el densímetro y el termómetro. Esto se realizó en determinados tiempos duplicados como: 30", 1', 2', 4', 8', 16', 30', 1 hora, 2 horas, 4 horas, 8 horas, 16 horas.

El cuadro de cálculos se encuentra en el Nº 3 (al final del informe), teniendo en cuenta la siguientes fórmulas y simbología respectiva.

Ss : Peso específico relativo a la muestra seca (según la práctica Nº 1).t : Tiempo de medición con el termómetro.RH : Lectura del densímetro.

RH+MT-CD : Para el Cálculo del WD(%).

D : Diámetro de las partículas, la cual se obtiene del ábaco para cada tiempo t.WD(%): Porcentaje de peso de Wm, que usa en la suspensión.

W D(%) = [(100 * Ss)/(Wss * {Ss-1})]*(R H + M T - C d)

Si se usa agua como fluido la fórmula será:

W D(%) = [(100 * Ss)/(Wss * {Ss-1})]*(R H + M T)

Realizamos la gráfica correspondiente D vs WD(%), en papel

semilogarítmico (abscisa, ordenada respectivamente). La cual se encuentra en la parte final del informe.

Para realizar el trabajo tuvimos en cuenta que el densímetro utilizado y verificamos que la temperatura de calibración es de 15 C para poder hacer la corrección en el ábaco correspondiente y obtener MT.

PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA

Ws = 60gr

Wf+w = 663.5 grW f+w+s = 700.5 gr

s = Ws / (Ws + Wf+m - Wf+m+s)s = 60 / (60 + 663.5 - 700.5)

s = 2.61 gr / cm3

CLASIFICACIÓN DEL SUELO EN ESTUDIO

A) CLASIFICACIÓN SUCS

De acuerdo a la carta de plasticidad:

Como la parte ubicada se encuentra por debajo de la línea A y con LL > 50.00, podemos clasificar al suelo como “MH “ - “OH”.

Por lo tanto:

Dicha clasificación da un suelo conformado por limos inorgánicos y arcilla orgánica, la cual es de alta o media plasticidad.

Es un suelo de grano fino.

B) CLASIFICACIÓN AASHO

Calculo de Índice de Grupo:IG = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd.

1. Calculo de a:% pasa 200 = 87.2%por lo tanto a = 40.00

2. Calculo de b:% pasa 200 = 87.2%por lo tanto a = 40.00

3. Calculo de c:como LL = 52.82%por lo tanto c = 13.50

4. Calculo de d:IP = LL - LP = 52.82 - 33.33 IP = 19.49como IP = 19.49%por lo tanto d = 10.17

5. Por lo tanto reemplazando estos valores en IG tenemos :IG = 14.768

Por lo tanto corresponde a un suelo malo o de pobre a regular.

6. IP = 19.49 entonces :

IP <= LL - 30IP <= 52.82 - 30IP <= 22.8219.49 <= 22.82

Lo que corresponde a un suelo de plasticidad moderada.Podemos clasificar al suelo como un A - 7 - 5

CONCLUSIONES

1. El suelo en estudio tiene notable plasticidad, por lo cual al clasificarlo, nos previene en cuanto a las precauciones, sobre todo tipo de edificaciones en este suelo, y a la vez los parámetros a seguir para las respectivas alternativas de solución.

2. En un suelo el cual puede tener grandes cambios de volumen, por ausencia y presencia de agua, lo cual evidentemente, causaría daño a las construcciones.

3. Para la construcción en estos suelos se recomienda hacer un drenaje del área donde se va a construir, asi como reemplazar una gran parte, en lo posible, del suelo donde se va a hacer los cimientos, y reemplazar por material grueso bien graduado (de grueso a fino), esto para romper la permeabilidad.