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INSTITUTO TECNOLOGICO DE MATAMOROS
INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
PRACTICA No 3 : ANALISIS GRANULOMETRICO
1. TITULO: ANALISIS GRANULOMETRICO
2. OBJETIVO:
2.1 Introducir al estudiante al método mecánico por cribado de un análisis
granulométrico, para poder clasificar el suelo.
2.2 Obtener el porcentaje de material fino.
2.3 Determinar la composición granulométrica del material que se retiene en la
malla #200. Obteniendo los coeficientes de uniformidad y curvatura.
3 INTRODUCCIÓN
3.1 Granulometría en suelos.
En los comienzos de la investigación de las propiedades de los suelos se
creyó que las propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución
de las partículas constituyentes según sus tamaños.
Hoy se sabe que solamente en suelos gruesos cuya granulometría puede
determinarse por mallas, la distribución por tamaños puede revelar algo de lo
referente a las propiedades físicas del material; en efecto, la experiencia indica,
que los suelos gruesos bien graduados, o sea, con amplia gama de tamaños tiene
un comportamiento ingenieril más favorable, en lo que se refiere a algunas
propiedades importantes, que los suelos de granulometría muy uniforme.
Realmente no es posible determinar tamaños de suelo individualmente la prueba
solamente puede abarcar varios rangos tamaños esto se logra obteniendo la
cantidad de material que pasa a través de una malla de cierto tamaño, pero que
este material es retenido en la siguiente malla de agujeros más pequeños,
entonces relacionamos la cantidad retenida con la cantidad total.
Es evidente que el material retenido en cualquiera de las mallas
consistentes de partículas de muchos tamaños, todas las cuales están más
pequeñas que las aberturas de la malla por la cual paso todo el material, pero más
grande que las aberturas de la malla en la cual se retuvo el suelo. Más aun en
estos suelos gruesos ha de señalarse de los comportamientos mecánico e
hidráulico, están completamente definidos por la compacidad de los grumos y la
orientación de sus partículas. En los suelos finos en estado inalterado, las
propiedades mecánicas e hidráulicas dependen de tal grado, de su saturación e
historia geológica, que el comportamiento de su granulometría resulta poco útil. Sn
embargo todo ingeniero debe estar familiarizado con los criterios técnicos basados
en la distribución granulométrica y con los métodos más importantes para su
determinación. El análisis granulométrico es usado universalmente en la
clasificación de los suelos. Parte de los criterios de compactación de un suelo en
caminos, aeropuertos, presas y otras construcciones que tengan terraplenes,
están basados en el análisis granulométrico.
El análisis granulométrico es una manera de determinar las propiedades
relativas de los diferentes tamaños de partículas las cuales hacen una masa de
suelo, obviamente para ser significativa la muestra probada, debe ser
representativa de la masa del suelo. Las mallas están hechas de alambre tejido
con aberturas cuadradas con diferentes rangos de tamaños desde 4” (serie
gruesa) hasta 0.0015” malla # 400 (serie fina).El proceso de cribado o análisis por
mallas, no nos proporcionará forma de granos del suelo. Solamente de
información de las partículas que pueden pasar a través de la abertura de la malla
de cierto tamaño. La información obtenida del análisis granulométrico es
representada en forma de curva, esto es con el objeto de comparar suelos y
visualizar más fácilmente la distribución de tamaños de partículas para determinar
cómo podríamos clasificar a ese suelo. El procedimiento estándar utiliza el
porciento que pasa (también se define como el porciento fino o por ciento
pequeño).
3.2 Sistemas de clasificación de suelos. (Basados en el criterio de granulometría)
Los limites de tamaño de las partículas que constituyen los suelos, ofrecen
un criterio obvio para la clasificación descriptiva del mismo. Tal criterio fue usado
en Mecánica de Suelos desde un principio incluso antes de la etapa moderna de
esta ciencia. Originalmente, el suelo se dividía en 3 o 4 fracciones debido a lo
laboriosos de los procedimientos disponibles de separación por tamaño.
Posteriormente, con el surgimiento de la técnica de cribado, fue posible efectuar el
trazo de curvas granulométricas, contando con agrupaciones de las partículas del
suelo en mayor número de tamaños diferentes. Actualmente se pueden ampliar
notablemente las curvas en los tamaños finos, gracias a la aplicación de técnicas
de análisis suspensiones.
Algunas condiciones granulometrías de los suelos según sus tamaños, son
los siguientes:
Puede notarse que las clasificaciones anteriores y otras existentes se
contradicen en ocasiones y, a un intervalo que se nombra de una manera en una
clasificación le corresponde otra palabra en otro sistema. Pero sin duda, la objeción
más importante que puede hacerse a estos sistemas es el uso que hacen de la
palabra "limo y arcilla". Para designar tracciones de suelo definidas exclusivamente
por tamaños. Estos términos se han usado en Ingeniería con nombres para
designar el tipo de suelo con propiedades físicas definidas, la razón por lo que
estos nombres se introdujeron para ciertas tracciones de tamaño fue la idea
errónea de que tales tamaños eran las causas de aquellas características
típicas. Sin embargo, hoy se sabe que las características de una arcilla típica se
deben en forma muy preponderante a las propiedades de su tracción más fina. En
un suelo de comportamiento típicamente arcilloso, dentro de límites apropiados de
humedad, posiblemente no contengan más de un 20% de arcilla, según el
criterio granulométrico. En lo sucesivo, los términos limo y arcilla se emplearán
únicamente para designar "tipos de suelo recurriendo a la mención específica de
un tamaño de partículas cuando se requiera designar cierta tracción
granulométrica".
3.3 Representación granulométrica
Siempre que se cuente con suficiente número de puntos, la representación
gráfica de la distribución granulométrica debe estimarse preferible a la numérica
en tablas. La gráfica granulométrica suele dibujarse con porcentajes como
ordenadas, y tamaño de las partículas como abscisas. Las ordenadas se refieren
a porcentaje, en peso, de las partículas las menores que el tamaño
correspondiente.
La representación semilogarítmica resulta preferible a la simple representación
natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en los tamaños finos y
muy finos, que en escala natural resultan muy comprimidos, utilizando un modulo
practico de escala. La forma de la curva da inmediato idea de la distribución de la
granulometría del suelo; un suelo constituido pro partículas de un solo tamaño,
estará representado por una línea vertical, mientras que un suelo constituido por
una gran variedad de tamaños poseerá una curva muy tendida.
En la sig. Figura se muestra una gráfica de una curva granulométrica.
Como una medida simple de la uniformidad de un suelo Allen Hazen propuso el
coeficiente de uniformidad:
Cu= ���
���
En donde:
D60 tamaños tal, que el 60% en peso del suelo, sea igual o menor.
D10 llamado por Hazen, diámetro efectivo; es el tamaño tal que sea igual o
menor que el 10% en peso, del suelo.
En realidad, el coeficiente de uniformidad es un coeficiente de "no uniformidad",
pues su valor numérico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con
un Cu < 3 se consideran muy uniformes, aún las arenas naturales muy uniformes
rara vez presentan un Cu<2.
Como dato complementario, necesario para definir la graduación, se define el
coeficiente de curvatura del suelo con la siguiente expresión:
Cc= ����
������
D30 se define análogamente que los D60 y D10 anteriores. Esta relación tiene un
valor entre 1 y 3 en suelos bien graduados, con amplio margen de tamaños
de partículas y cantidades apreciables de cada tamaño intermedio.
“A”
D60=4.5
D30=2.8
D10=0.95
“B”
D60=0.4
D30=0.5
D10=0.006
3.4 Análisis Mecánico
Bajo este título general se comprenden todos los métodos para la separación
de un suelo en diferentes fracciones, según sus tamaños. De tales métodos
existen 2 que merecen atención especial; el cribado por mallas y el análisis de una
suspensión de suelos con hidrómetro.
El primero se usa para obtener las fracciones correspondientes a los tamaños
mayores del suelo; generalmente se llega así hasta el tamaño correspondiente a
la malla n° 200 (0.074 mm). La muestra de suelo se hace pasar sucesivamente a
través de un juego de tamices o malla de aberturas descendentes hasta la malla
n° 200. Los retenidos en cada malla se pesan y el porcentaje que representan
respecto al paso de la muestra total se suma a los porcentajes retenidos en todas
las mallas de mayor tamaño; el complemento al 100% de esa cantidad da el % de
suelo que es menor que el tamaño representado por la malla en cuestión. Así
puede obtenerse un punto de la curva acumulativa correspondiente a cada
abertura. El método se dificulta cuando estas aberturas son pequeñas y por
ejemplo, el cribado a través de las mallas n° 100 (0.149 mm) y n° 200 (0.074 mm)
suele requerir agua para ayudar el paso de la muestra (procedimiento de
lavado).Los tamaños menores del suelo exigen una investigación fundada en otros
principios.
El método del hidrómetro (densímetro) es hoy, quizá el de uso más extendido.
Como todos los de este grupo, el método se basa en el hecho de que la velocidad
de sedimentación de partículas en un líquido es función de su tamaño. La Ley
fundamental de la que se hace uso en el procedimiento del hidrómetro es debida a
Stokes y proporciona una relación entre la velocidad de sedimentación de las
partículas en un fluido y el tamaño de esas partículas.
Preparación de la muestra De una muestra de 5 kilos representativos del suelo se somete a una selección mediante cuartetos, para que sea representativa de la fracción analizada. Los pasos a seguir son los siguientes: 1. Sobre una superficie limpia se revuelven varias veces el material para
obtener una muestra uniforme y se amontona formando un cono. 2. Con una pala se extiende el material hasta formar una capa de espesor
uniforme de contorno mas o menos circular, se divide en cuatro partes iguales por medio de dos diámetros a 90 grados.
3. Se toma el material de dos cuartos opuestos y se desechan los restantes. Estas operaciones reducen la muestra a la mitad y pueden tantas veces como sea necesario para obtener la cantidad necesaria.
4. La muestra alterada se divide en dos fracciones, constituidas por el material menor y el mayor que la malla # 4.
Procedimientos
1. La muestra representativa del suelo se seca al horno, para quitar de esta la
humedad. 2. Con la muestra seca del suelo, se coloca en las mallas, acomodadas en
una forma decreciente para ser cribada, es decir de la mayor abertura a la menor.
3. Se comienza a agitar todo el juego de mallas con movimientos circulares y horizontales, y verticales bruscos intermitentes durante un tiempo mínimo de 15 minutos. También puede ser usado un agitador mecánico.
4. Se pesa el retenido en cada malla y se anota. 5. Se verifica que la suma de los pesos parciales sea igual al peso inicial
total, con una tolerancia 0.5% de pérdidas de operación. Ejemplo: Malla No.
Abertura (mm)
Peso retenido Parcial
(gr)
Peso retenido parcial
(%)
Retenido acumulado (%)
% que pasa la malla
3/4" 19.05 0 0 0 100
4 4.74 1532 30^64 30.64 69.36
8 2.36 485 9.7 40.34 59.66
10 2 487 9.56 49.9 50.1
16 1.13 607 12.14 62.04 37.96 20 0.84 251 5.02 67.06 32.94
30- 0.54 486 9.72 76.78 23.22
40 0.42 262 5.24 82.02 17.98
50 0.297 201 4.02 86.04 13.96 60 0.25 79 1.58 87.62 12.38
100 0.149 305 6.1 93.72 6.28
200 0.076 141 3.28 97 3
4 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO (HIDRÓMETRO).
Objetivo General:
El objetivo de la práctica es el de clasificar las partículas del suelo de acuerdo a
su tamaño.
Introducción:
La prueba de granulometría de un suelo consiste en términos generales en
separar y clasificar por tamaño las partículas que lo forman.
La obtención de los tamaños y distribución de las partículas de un suelo, es
factible obtenerse por el método de cribado por mallas y el análisis de una
suspensión del suelo con hidrómetro (densímetro).
El primero es aplicable a suelos gruesos y consiste en hacer pasar el suelo por
mallas de aberturas conocidas, el segundo o sea la prueba del hidrómetro, es
aplicable a la porción fina de un suelo y está basada en la Ley de Stokes, la cual
rige la caída libre de una esfera en un líquido.
El método del hidrómetro se basa en el hecho de que la velocidad de
sedimentación de partículas en un líquido es función de su tamaño. El método fue
propuesto independientemente por Goldschmidt en Noruega (1926) y por
Bouyoucos en los Estados Unidos (1927).
En 1850, G.G. Stokes obtuvo una relación aplicable a una esfera que cae en un
fluido homogéneo de extensión infinita. Aun con esta limitación importante (pues
las partículas reales de suelo se apartan muchísimo de la forma esférica) la ley de
Stokes es preferible a las observaciones empíricas. Aplicando esa ley se obtiene
el diámetro equivalente de la partícula, que es el diámetro de una esfera, del
mismo Ss que el suelo, que se sedimenta con la misma velocidad que la partícula
real.
Equipo:
1 Balanza digital.
1 Cronómetro
1 Horno
1 Batidor mecánico
1 Hidrómetro
1 Probeta de 1000 cm3
1 Termómetro
Procedimiento:
1. Se toma una porción de material de 500 gr. aproximadamente y se somete a
un proceso de lavado con agua por la malla # 200, el material retenido (arena)
se mete al horno por 24 horas y posteriormente obtener su granulometría.
2. El material que pasa la malla #200 (finos) se deja reposando en el recipiente
donde se realiza el lavado con agua durante 24 horas, para después sacarle el
agua y dejarlo en el horno durante 48 horas.
3. Se toman 50gr. de finos y se dejan saturar en un frasco con 20 mi. de Oxalato
de Sodio durante 24 hrs. (solución = 30gr de oxalato en 1 It. de agua).
4. Se calibra el hidrómetro a utilizar en la prueba.
5. En un mezclador mecánico se revuelve la suspensión formada anteriormente.
6. Se vierte la suspensión en una probeta y se agrega agua destilada hasta la
marca de l000cm3.
7. Con la mano se obtura la boca de la probeta y se agita vigorosamente durante
un minuto, haciéndola girar 180 o en un plano vertical.
8. Se coloca cuidadosa, pero rápidamente la probeta en una mesa firme, se pone
en marcha el cronómetro y poco a poco se sumerge el hidrómetro hasta que
comience a flotar. Se toman lecturas en el hidrómetro a los 20, 40,
60,...segundos, como se observa en la hoja de registro.
9. EI hidrómetro debe retirarse de la suspensión después de cada lectura para
que no tenga influencia en el proceso de decantación de las partículas. El
hidrómetro debe permanecer en una probeta de agua limpia que se coloca
junto a la de sedimentación, de manera que el hidrómetro se encuentre a la
misma temperatura.
10. EI vástago del hidrómetro deberá limpiarse con papel absorbente antes de
cada lectura.
Resultados:
Para calcular los tamaños y porcentajes de partículas de la porción de suelo
analizada, se procede de la siguiente manera:
Con las lecturas del hidrómetro hechas en distintos tiempos y la temperatura
correspondiente, se calcula el peso de los sólidos en suspensión en base al
nomograma proporcionado por el laboratorio.
Los valores proporcionados se anotan en su respectiva columna de la hoja de
registro. Con estos valores se calculan los porcentajes acumulativos.
El diámetro de las partículas correspondiente a cada porcentaje, se obtiene del
nomograma de la ley de Stokes de A. Casagrande, a partir de la densidad de
sólidos del suelo, temperatura, lecturas del hidrómetro y tiempo correspondiente.
Si la prueba es parte de un análisis combinado, los porcentajes obtenidos se
combinan con los datos del análisis por mallas.
Método para análisis hidrométrico.
Este método se utiliza para obtener un valor estimado de la distribución
granulométrica de suelos cuyas partículas se encuentran comprendidas entre los
0,074 mm. (Malla N° 200 ASTM) y hasta alrededor de 0,001 mm. El análisis, utiliza
la relación entre la velocidad de caída de una esfera en un fluido, el diámetro de la
esfera, el peso específico de la esfera como del fluido y la viscosidad de este. La
velocidad se expresa por medio de la siguiente expresión (Ley de Stokes):
V = ( 2 γs - γu) * ( D / 2 )² / ( 9 * ɳ ) ( cm/seg.)
Donde:
γs = peso específico de la esfera (grs/cc)
γu= peso específico del fluido (grs/cc)
ɳ = viscosidad absoluta del fluido (grs/cm*seg)
D = diámetro de la esfera (cm.)
El procedimiento consiste en mezclar una cantidad de suelo (50 grs.) con agua
destilada más 125 ml. de un agente dispersante (también denominado agente
defloculante), el que neutraliza las cargas eléctricas sobre las partículas más
pequeñas del suelo que a menudo tienen carga negativa y se atraen entre sí con
fuerza suficiente para permanecer unidos, creando así unidades mayores que
funcionan como partículas. Así se obtiene una solución de 1000 cc.
A continuación se agita la solución dentro de una mezcladora y se vacía a otra
probeta de 1000 cc. de capacidad que se encuentre apoyada sobre una base
firme. Accionar el cronómetro, introducir el hidrómetro y el termómetro (figura 1.8.).
Con las lecturas del hidrómetro con sus respectivas temperaturas, calcular el peso
de los sólidos en suspensión para poder estimar el diámetro de las partículas. Se
utiliza para ello un nomograma desarrollado por Casagrande, que está basado en
la Ley de Stokes.
5 ANÁLISIS GRANULOMETRICO (CRIBADO DE MALLAS)
Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en
una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas
como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los
criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de
carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis.
Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y
numerados, dispuestos en orden decreciente.
Para suelos con tamaño de partículas mayor a 0.074 mm. (74 micrones) se
utiliza el método de análisis mecánico mediante tamices de abertura y numeración
indicado en la tabla 1.5. Para suelos de tamaño inferior, se utiliza el método del
hidrómetro, basado en la ley de Stokes.
Equipo necesario.
• Un juego de tamices normalizados según la tabla anterior.
• Dos balanzas: con capacidades superiores a 20 kgs. y 2000 grs. y
precisiones de 1 gr. y 0,1 gr. Respectivamente.
• Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable
capaz de mantenerse en 110° ± 5° C.
• Un vibrador mecánico.
• Herramientas y accesorios. Bandeja metálica, poruña, recipientes
plásticos y escobilla
Procedimiento.
1. Se homogeniza cuidadosamente el total de la muestra en estado natural
(desmenuzándola con un mazo), tratando de evitar romper sus partículas
individuales, especialmente si se trata de un material blando, piedra arenosa u
otro similar.
2. Se reduce por cuarteo una cantidad de muestra levemente superior a la
mínima recomendada según el tamaño máximo de partículas del árido,
indicado en la tabla de la figura 1.6.
Ejemplo:
Tamaño máximo de partículas (mm.) Cantidad mínima a ensayar (kgs.)
5 0,50
25 10,0
50 20,0
80 32,0
Figura 1.6. Tabla de cantidad mínima a ensayar según tamaño de partículas.
3. Se seca el material ya sea al aire a temperatura ambiente, o bien dentro de un
horno a una temperatura inferior a 60° C, hasta conseguir pesadas
consecutivas constantes en la muestra cada 30 minutos. Cuando esté seca, se
obtiene la cantidad mínima recomendada (Mt) a ensayar según la tabla
anterior.
4. Inmediatamente obtenido el tamaño de muestra a ensayar, se separa a través
del tamiz 3/8" ASTM (10 mm.). La fracción retenida en este tamiz, se pesa y se
lava con el fin de eliminar todo el material fino menor a 0,074 mm. Para esto,
se remoja el suelo en un recipiente con agua hasta que las partículas más finas
se suelten, enseguida se lava el suelo colocando como filtro la malla N° 200
ASTM (0,08 mm.), hasta observar que el agua utilizada salga limpia. El
material retenido en la malla se deposita en una bandeja y se coloca a horno
durante 24 horas. Cumplido el tiempo de secado y una vez enfriada la muestra,
se pesa (Mf) y por diferencia con respecto a Mt se obtiene el material fino por
lavado.
5. A continuación, se deposita el material en la criba superior del juego de
tamices, los que deberán encontrarse limpios y ordenados en forma
decreciente hasta la criba 3/8". El juego deberá contar de una tapa en la parte
superior y una bandeja de residuos en la inferior.
Figura l,7. Juego de tamices.
6. Se hace vibrar el conjunto durante 5 a 10 minutos (figura 1.7.), tiempo después
del cual se retira del vibrador y se registra el peso del material retenido en cada
tamiz.
7. Para la fracción de muestra que pasó el tamiz 3/8", el procedimiento es similar,
salvo que una vez lavada y seca, se ensaya una muestra representativa de
500 grs. utilizando los tamices comprendidos entre la malla N° 4 y la N° 200
ASTM.
Cálculos y gráficos.
De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada tamiz, registrarlos
siguientes datos en la hoja de cálculos:
1. Porcentaje retenido en cribas (%RC):
%RC = PRC / Mt * 100 ( % )
Donde: PRC = peso retenido en cada criba (grs.) Mt = peso total de la muestra seca (grs.)
2. Porcentaje retenido en mallas (%RM):
%RM = PRM * K / 500 ( % )
Donde: PRM = peso retenido en cada malla (grs.) K = porcentaje de muestra que pasó el tamiz 3/8" (%) 500 = peso de la muestra representativa (grs.) 3. Porcentajes retenidos acumulados, suma acumulativa de los porcentajes
retenidos en cribas y mallas.
4. Porcentajes que pasa, los que consisten en restar a 100% el porcentaje retenido
acumulado en cribas y mallas.
5. Calcular el porcentaje de pérdida (%P) para cada fracción de material, mediante la
siguiente expresión:
%P ='(M1 - M2) / M1 * 100 (%)
Donde: M1= peso del material (grava o arena) a ensayar (grs.) M2 = sumatoria de pesos retenidos (grs.)
6. Graficar la curva granulométrica, donde la ordenada será el porcentaje que pasa en
peso en cada tamiz en escala natural y la abscisa el tamaño (diámetro equivalente) de
las partículas en escala logarítmica. De esta curva se obtiene el porcentaje de gravas,
arenas, finos y diámetros mayores a 3" del suelo.
7. Calcular el coeficiente de uniformidad (Cu), el cual es una medida de uniformidad
(graduación) del suelo y el coeficiente de curvatura (Cc), el cual es un dato
complementario para definir la uniformidad de la curva, mediante las siguientes
expresiones:
Cu = D60 / D10
Cc = ( D30 )² / (D60 * D10 )
Donde: D10 = tamaño donde pasa el 10% del material D30 = tamaño donde pasa el 30% del material D60 = tamaño donde pasa el 60% del material
Observaciones.
Si una vez extraída la muestra de ensayo (Mf), existen partículas mayores a 80
mm. (3"), se deberá extraer esta fracción, pesar y expresarla en porcentaje del
total de la muestra. Luego al efectuar el análisis granulométrico, se considerará
como el 100% al suelo restante que pasó completamente la criba 3" ASTM.
El proceso de lavado de la muestra debe ser realizado cuidadosamente de modo
de no dañar el tamiz o producir pérdidas de suelo al ser lanzado este fuera del
tamiz.
En suelos limpios de finos, las fracciones separadas en el tamiz 3/8" ASTM, se
someten directamente al tamizado. Esto se denomina granulometría vía seca.
Para la fracción de material retenido en el tamiz 3/8" ASTM, el tiempo de vibrado
estará en función de la forma de las partículas. Mientras más angulares sean
éstas, mayor será el tiempo de vibrado.
Durante el proceso de tamizado, si la cantidad de material retenido en
determinados tamices es tal que el juego no puede ser bien ajustado, se agita este
en forma manual con movimientos horizontales y verticales combinados, hasta
lograr un buen ajuste para colocarlo en la máquina vibradora.
Alternativamente, el tamizado podrá realizarse en forma manual, depositando la
muestra en cada uno de los tamices, ordenados en forma decreciente y tomando
luego el tamiz en forma inclinada. Se golpea por los costados con la palma de la
mano 150 veces por minuto, girando cada 25 golpes.
Un material se podrá señalar como bien graduado, si el coeficiente de uniformidad
es mayor a 4 si se trata de una grava y mayor a 6 para una arena. Además, el
coeficiente de curvatura deberá estar comprendido entre 1 y 3.
Si la suma de los pesos retenidos parciales difiere en más de un 3% para las
arenas y más de 0,5% para las gravas, con respecto al peso inicial de la muestra
de suelo empleada en cada fracción, el ensayo es insatisfactorio y deberá
repetirse.
6 ANÁLISIS GRANULOMETRICO (MÉTODO MECÁNICO)
Objetivo:
Separar por tamaños las partículas de suelos gruesos y finos que componen la
muestra de suelo en estudio y en función de lo anterior clasificar el suelo de
acuerdo a su graduación;
Definición:
Se designa como ensaye granulométrico a la determinación de la distribución de
las partículas de un suelo en cuanto a su tamaño.
Aplicación:
Al realizar un análisis granulométrico en suelos gruesos, tiene las
siguientes aplicaciones:
- Poder clasificar los suelos de acuerdo a su graduación.
- Analizar el material más factible para la construcción de pavimentos.
- Calcular el coeficiente de permeabilidad en una forma aproximada.
- Y en suelos finos (partículas que pasan la malla No. 200):
- Es conveniente obtener el porcentaje de partículas menores de 0.002 mm.,
para definir los porcentajes de limo y arcilla que contiene un suelo; en función
de lo anterior podremos definir u obtener la actividad de ese suelo.
Equipo y material que se utiliza:
- Juego de mallas (comúnmente se utilizan: 3", 2",1", ¾”, ½”, 3/8”, No.4, No.10,
No.20, No.40, No.60, No. 100, No.200 y la Charola).
- Cucharón
- Balanza con aproximación a 0.1 gr.
- Charolas rectangulares de 40X60 cms.
- Espátula y vidrio de reloj
- Partidor de muestras o cuarteador
- Malla No. 200, para el lavado del suelo que pasó la malla No. 4
- Alambron de 5 mm de diámetro, con punta redondeada.
- Horno o estufa
- Charolas de aluminio
- Vaso de aluminio
- Agua
- Suelo en estudio
Procedimiento:
1. Del suelo secado al sol, disgregado y cuarteado, se obtiene una muestra
representativa, la cual es pesada y se anota el peso en el registro
correspondiente.
2. Se procede a pasar el material por las diferentes mallas, que van de mayor a
menor abertura tal y como se presentan en el registro propio para este ensaye.
3. El material retenido en cada malla se va pesando y anotando en la columna de
peso retenido.
4. Todo lo anterior se realiza hasta la malla No. 4 y con el material que pasa dicha
malla se procede a obtener una porción de suelo que sea representativa, para
ello habrá que pasar el material las veces necesarias por el partidor de
muestras, hasta que se obtenga una muestra de entre 500 y 1000 grs.
5. La muestra anterior se pone a secar totalmente (hasta que no empañe el cristal
de reloj), esta se enfría y se pesa una muestra de 200.0 grs., la cual se vacía a
un vaso de aluminio y se vacía agua hasta llenarlo; con esto se procede a
realizar el Lavado del suelo. Si el suelo en estudio, tiene una cantidad
apreciable de grumos, este se deja en saturación por 24 hrs.
6. El Lavado del suelo, consiste en agitar el suelo utilizando el Alambren con
punta redondeada, haciendo figuras en forma de "ochos" durante 15 segundos.
7. Se vacía el líquido a la malla No. 200, con el fin de eliminar los finos (que es el
material que pasa dicha malla), posteriormente se vierte más agua al vaso y se
agita de la forma antes descrita.
8. Cuando en la malla se acumule mucho material (arena), se reintegra al vaso,
vaciando agua sobre el reverso de la malla, siempre cuidando de no perder
material; esto se hará cada 5 veces que se vacíe agua con finos a la malla No.
200.Esta operación se repite las veces necesarias para que el agua salga
limpia o casi limpia.
9. El suelo es secado al horno o a la estufa, se deja enfriar y después se pasa por
las siguientes mallas, que son la No. 10 a la No. 200.
10. Para que sea un vibrado más eficaz se recomienda, llevar todo el conjunto de
mallas al vibrador de mallas.
11. Se procede a pesar el material retenido en cada malla.
12. Se realizan los cálculos de: % retenido parcial, % retenido acumulado, % que
pasa; se dibuja la curva granulométrica.
13. Se calculan: los % de grava, de arena y de finos, así como los Coeficientes de
uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc).
7 OBSERVACIONES
7.1 El informe deberá incluir lo siguiente:
- Los cálculos necesarios para la determinación de los procedimientos
expuestas anteriormente
- Fotografías del desarrollo de la práctica y conclusiones.
- Toda información que se juzgue de interés.
Los resultados se presentarán: (1) en forma manuscrita, o (2) en forma
impresa.
7.2 Los siguientes errores posibles producirán determinaciones
imprecisas:
- La calibración inadecuada de la bascula y que por consiguiente emita
resultados incorrectos.
- La precisión en la escala de la gráfica
- No contar con el equipo necesario.
8 CORRESPONDENCIA CON NORMAS
