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Laboratorio con los equipos necesario para los ensayos de mecánica de suelos
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LABORATORIO N° 1. RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS
INTEGRANTES
DANIEL ARÁMBULA CONTRERAS
WENDY LORENA DÍAZ HERRERA
MARICEL VALDERRAMA CORREDOR
JESSICA ALEXANDRA RODRÍGUEZ GARCÍA
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE AQUINO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
MECÁNICA DE SUELOS
TUNJA
2015
LABORATORIO N°1
DANIEL ARÁMBULA CONTRERAS COD. 2149376
WENDY LORENA DÍAZ HERRERA COD. 2141955
MARICEL VALDERRAMA CORREDOR COD. 2149417
JESSICA ALEXANDRA RODRÍGUEZ GARCÍA COD. 2148794
FECHA DE REALIZACIÓN: 18-AGOS-2015
FECHA DE ENTREGA: 08-SEP-2015
PROFESOR:
JOSÉ RODRIGO MÉNDEZ ZULUAGA
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE AQUINO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
MECÁNICA DE SUELOS
TUNJA
2015
INTRODUCCIÓN
La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la física y las ciencias naturales a
los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza
terrestre. El suelo es el elemento más importante para las construcciones de ingeniería civil
puesto que es la base de sustentación y construcción del cimiento como dispositivo de
transición entre aquel y la supraestructura.
El saber determinar la buena composición del suelo hace que se pueda fijar el uso que se
le ha de dar a este para la construcción, por tanto se deben realizar estudios y ensayos de
laboratorio para saber con exactitud todas las propiedades físicas y químicas que
componen el material de los suelos y así llegar a una final determinación de qué uso se
puede establecer sobre este. Por esto en una práctica de laboratorio es esencial conocer
todos los instrumentos que se pueden usar para estudiar los suelos aprendiendo a dar un
buen uso y teniendo una precaución adecuada debido a que a veces se presentan
manipulaciones adecuadas de los equipos y esto genera el peligro de la vida de la persona.
El presente informe presenta los instrumentos de laboratorio de suelo sus especificaciones
adecuadas y para qué estudios se pueden utilizar.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Identificar los elementos e instrumentos que se encuentran en el laboratorio de
suelos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Describir cada uno de los instrumentos junto con su funcionamiento.
Reconocer aquellos ensayos de laboratorio que son esenciales para nuestra
profesión.
Conocer cuáles son las pruebas de laboratorio que existe para cada instrumento.
Dar recomendaciones para el momento de ingresar al laboratorio ya que es esencial
proteger la integridad de los estudiantes y además conservar el buen estado de los
equipos.
LABORATORÍO N°1
(RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS)
El en laboratorio gracias a la ayuda e intervención del ingeniero se pudo hacer un
reconocimiento de algunos instrumentos del laboratorio, los cuales son esenciales para los
propósitos de la materia, allí el docente nombro y describió la funcionalidad de cada uno de
estos materiales, los cuales serán señalados a continuación:
Ilustración 1. Pedestal
Ilustración 2. Extractora de núcleo a motor
PEDESTAL PARA COMPACTACIÓN
Equipo compuesto por un dado
de madera de 200x200x450mm
sobre el que se coloca una placa
de acero de 300x300x30mm
equipada con un sistema
para la sujeción y el centraje
tanto del molde como de la maza
de compactación.
Es utilizado con el molde de
compactación y el porta molde
durante el proceso de
compactación.
EXTRACTORA DE NUCLEOS DE CONCRETO
Máquina extractora de probetas de pavimento
de 10 o 15 cm de diámetro, con motor.
Puede usarse con sistema de corte con mecha
de borde diamantado ya que posee dos
velocidades optativas de perforación además
de la aceleración del motor se logran
velocidades intermedias entre la mínima y la
máxima, para poder usar distintos tipos de
mechas en diferentes pavimentos. La máquina
es de modelo portátil, compacta, montada
sobre ruedas para facilitar su movilidad.
Ilustración 3. Horno para secado
Ilustración 4. Prensa Marshall
Ilustración 5. Baño de María
HORNO PARA SECADO DE MUESTRA
Horno eléctrico para secado de
muestras, horneado, resecado,
acondicionamiento, esterilización,
evaporización, deshidratación y otras
actividades de laboratorio de tipo general.
Diseñado con temperatura de hasta 300
C° y con medidas interiores de 60 x 40 x
40 cms.
PRENSA MARSHALL
Sirve básicamente para verificar la
estabilidad y el flujo de la carpeta asfáltica,
este consiste en la fabricación de probetas
cilíndricas de 101,6 mm de diámetro y 63,5
mm de altura según norma, ensayándolas a
en la prensa Marshall para determinar su
estabilidad (carga máxima que resistida por la
probeta) y el flujo(es la deformación del
diámetro en mm).
BAÑO DE MARÍA El baño de maría o baño serológico para laboratorio es
un equipo que se utiliza en laboratorios de química,
este equipo se utiliza para el calentamiento indirecto,
por convección térmica del medio y de sustancia, se
basa en un método empleado para conferir la
temperatura uniforme a una sustancia liquida o sólida,
sumergiendo el recipiente que lo contiene en otro
mayor con agua que se lleva hasta la ebullición.
Los rangos de temperatura en los cuales normalmente
son utilizados están entre temperatura ambiente (20-
22°C) y los 60°C. También se pueden seleccionar
temperaturas de 100°C.
Ilustración 6. Penetrometro
Ilustración 7. Dispositivo para ensayo de flexión.
ENSAYO DE PENETRACIÓN EN ASFALTO
Se entiende por penetración de un material
bituminoso la profundidad en décimas de mm a la
cual una aguja normalizada penetra verticalmente en
una muestra en condiciones preestablecidas. Se
utiliza para medir con precisión la penetración de
una muestra bituminosa, bajo condiciones fijadas de
peso, tiempo y temperatura. La columna es
suficientemente alta y permite un recorrido para
utilizar la aguja de penetración o un cono para
grasas y ubicar un recipiente conteniendo el
bitumen. Posee un cuadrante de fácil lectura de 380
divisiones que corresponde cada una a 0,1mm.
ENSAYO PARA DETERMINAR MÓDULO DE ROTURA EN BRIQUETAS
Equipo diseñado para el ensayo a flexión
de probetas de hormigón según normas.
Permite realizar la flexión con cuatro
puntos de apoyo (rodillos) y su diseño
facilita su utilización en cualquier máquina
de ensayo. La posición de los rodillos es
regulable, lo que posibilita su utilización
con probetas prismáticas de distintas
dimensiones.
Ilustración 8. Máquina de ensayo a compresión
Ilustración 9. Extractor de briquetas
Ilustración 10. Mesa de flujo
ENSAYO A COMPRESIÓN
La máquina de ensayos de compresión hidráulica YES-
2000 es utilizada principalmente para las pruebas de
compresión de diversos materiales. Tales como cemento,
hormigón, ladrillo de diversos materiales, bandeja de
goma, componentes del concreto y la fuerza anti-
compresión de los componentes del metal.
La resistencia a la compresión se mide tronando probetas
cilíndricas de concreto en una máquina de ensayos de
compresión, en tanto la resistencia a la compresión se
calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el
área de la sección que resiste a la carga y se reporta en
megapascales (MPa) en unidades SI.
EXTRACTOR DE BRIQUETAS
Es una estructura horizontal, y gracias a
la manivela que tiene al constado, esta se
pone a marchar y luego se van
expulsando las briquetas. También es
nombrado como inyector de muestra.
MESA DE FLUJO
La mesa de flujo de mortero de
cemento eléctrica es utilizada para
determinar el flujo del mortero y
además para determinar la fluidez
de morteros de cemento
hidráulico.
Ilustración 11. Cuarteador
Ilustración 12. Equipo para tracción
CUARTEADOR DE MUESTRAS
Su función está en dividir muestras de
gran tamaño en dos partes
representativas de la muestra original.
Operación manual. Diseñado para
servicio pesado. Los Partidores de
Muestras están diseñado para partir por
la mitad materiales secos Los materiales
contenidos en la tolva se divides en dos
porciones iguales mediante una serie de
canaletas que descargan en direcciones
opuestas en dos recipientes separados.
MÁQUINA PARA TRACCIÓN EN BARRAS DE ACERO
Este ensayo consiste es someter una
barra, de sección uniforme y
conocida, a una fuerza de tracción
que va aumentando progresivamente.
En forma simultánea se van midiendo
los correspondientes alargamientos
de la barra.
Con los resultados de la elongación
de la barra, se puede graficar una
curva de carga contra alargamiento,
que generalmente se registran como
valores de esfuerzo y deformación
unitarios, y son independientes de la
geometría de la barra.
Ilustración 13. Prensa Marshall
Ilustración 14. Equipo de corte directo
PRENSA MARSHALL
La Máquina para ensayos se ha
diseñado para la realización de ensayos
de laboratorio con exactitud y rapidez e
incluye un interface para registro
auténtico de los resultados de
ensayo. Tiene la misma función que la
otra prensa Marshall mostrada
anteriormente, pero esta trabaja con las
briquetas de forma horizontal.
EQUIPO DE CORTE DIRECTO
La finalidad de los ensayos de corte, es
determinar la resistencia de una muestra
de suelo, sometida a fatigas y/o
deformaciones que simulen las que
existen o existirán en terreno producto de
la aplicación de una carga. Para conocer
una de estas resistencias en laboratorio
se usa el aparato de corte directo, siendo
el más típico una caja de sección
cuadrada o circular dividida
horizontalmente en dos mitades. Dentro
de ella se coloca la muestra de suelo con
piedras porosas en ambos extremos, se
aplica una carga vertical de
confinamiento (Pv) y luego una carga
horizontal (Ph) creciente que origina el
desplazamiento de la mitad móvil de la
caja originando el corte de la muestra.
Ilustración 15. Agitador
Ilustración 16. Tamiz
AGITADOR MECÁNICO
Un agitador, a veces
llamado mezclador, es un dispositivo
que se utiliza en los laboratorios de
química y biología para mezclar
líquidos o
preparar disoluciones y suspensiones
Agitador vertical: El eje de rotación es
vertical. El extremo que se introduce
en el recipiente con el líquido está
terminado en paletas. Son parecidos a
una batidora.
TAMIZ
Utensilio que se usa para separar las
partes finas de las gruesas de algunas
cosas y que está formado por una tela
metálica o rejilla tupida que está sujeta a
un aro, también es conocido por cedazo
o criba.
Un tamiz es simplemente una malla de
filamentos que se entrecruzan dejando
unos huecos cuadrados. Es importante
que esos cuadrados tengan todos el
mismo tamaño, ya que éste determinará
el tamaño de lo que va a atravesar el
hueco, también conocido como "luz de
malla".
Ilustración 17. Edometro
Ilustración 18. Prueba de comprensión simple
ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL
Para este ensayo se utiliza la bancada
edométrica. Este ensayo se utiliza para
determinar las características de
consolidación de los suelos. Para ello,
una probeta cilíndrica confinada
lateralmente, se somete a diferentes
presiones verticales, permitiendo el
drenaje por sus caras superior e inferior,
y se miden los asientos correspondientes.
Se utiliza principalmente para determinar
los asientos previsibles en suelos
blandos, bajo nivel freático. Con este
ensayo se obtiene el módulo de
elasticidad de un suelo.
PRUEBA DE COMPRESIÓN SIMPLE
La resistencia a la compresión
inconfinada es la carga por unidad de
área a la cual una probeta de suelo
cilíndrica o prismática falla en el ensayo
de compresión simple, el ensayo solo
aplica para suelo cohesivo, los valores se
dan el SI como indica la norma.
Ilustración 19. Agitador Mecánico
Ilustración 20. Balanza
AGITADOR MECÁNICO
Es utilizado para la agitación automática
de las probetas de ensayo, en el ensayo
de equivalente de arena. El agitador
mecánico para equivalente de arena, es
un equipo altamente resistente; cuenta
con un sistema para contar digitalmente
los ciclos que permiten realizar los
ensayos con alto nivel de precisión y
repetitividad.
BALANZA
Esta balanza es capaz de pesar
componentes diminutos, siendo
ideal en farmacias, o laboratorio
para la preparación de soluciones
y reactivos. Para que la precisión
de la balanza no se vea afectada
por el propio aire de la respiración
cuenta con un protector.
Ilustración 21. Ensayo con cono y arena.
Ilustración 22. Cuchara de casa grande
ENSAYO DE DENSIDAD CON CONO Y ARENA
Este ensayo nos sirve para determinar
la densidad del suelo con una forma
indirecta de obtener el volumen del agujero
en el campo utilizando arena estandarizada
compuesta por unas partículas cuarzosas no
cementadas con una granulometría
redondeada, la cual está comprendida entre
las mallas Se utiliza para determinar la
densidad en sitio de cualquier suelo que
pueda ser excavado a una condición estable
con herramientas manuales. El Cono
Densidad de arena consta de un contenedor
plástico y cono metálico desmontable de 6 ½
a (16,5 cm) con válvula. El cono es resistente
a la corrosión.
ENSAYO DE LIMITE DE ATTERBERG
Este método de ensayo es utilizado
como una parte integral de varios
sistemas de clasificación en Ingeniería
para caracterizar las fracciones de
grano fino de los suelos y para
especificar la fracción de grano fino de
materiales de construcción. El límite,
líquido plástico, e índice de plasticidad
de suelos son también utilizados
extensivamente, tanto individualmente
o junto con otras propiedades de los
suelos para correlacionar con el
comportamiento tal como
compresibilidad, permeabilidad,
compactibilidad, contracción-
expansión, y resistencia al corte.
Ilustración 23. Hidrómetro
Ilustración 24. Centrifuga para asfalto.
HIDRÓMETRO
Cuando los suelos no son grueso
granulares, sino que los suelos tienen
tamaños de grano pequeños no se podrá
hacer análisis granulométrico por mallas,
para determinar el porcentaje de peso de
los diferentes tamaños de los granos de
suelo. Lo apropiado es aplicar el método
del hidrómetro (densímetro), hoy en día
para suelos finos quizá es el ensayo de
mayor uso, el hecho se basa en que las
partículas tienen una velocidad de
sedimentación que se relaciona con el
tamaño.
Se utiliza para determinar el porcentaje de
asfalto en las mezclas bituminosas de
pavimento. La centrífuga extractor se utiliza
para determinar la cantidad de betún
cuantitativa en bituminoso pavimentación
mezclas.
El mecanizado de precisión de rotor-tazón y
tazón-ensenada son removibles por medio fo
tuerca moleteado mano y asegurar rápida
puesta en marcha y la alineación exacta de la
taza montaje. La carcasa de aluminio fundido,
cajas de forma segura el giro tazón en
funcionamiento. T Vertical Eje del motor con
velocidad de 3,600 rpm, está protegido para
asegurar aislamiento forma disolventes y
asfalto. Incorporado a freno detiene el tazón
rápidamente cuando la unidad está apagada.
CENTRUFUGA PARA ASFALTO
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1
Atender y respetar las normas de seguridad.
Utilizar delantal para evitar el contacto directo con las muestras de suelo u otro tipo
de residuos.
No fumar ni consumir alimentos dentro del laboratorio durante el desarrollo de las
prácticas
Limpiar inmediatamente cualquier derrame de material.
No arrojar restos de muestra al piso
No utilizar las mesas del laboratorio para sentarse
Ser cuidadosos con el manejo de llaves y válvulas
Lavar las manos antes de dejar el laboratorio.
En lo posible evitar el uso de lentes de contacto durante la ejecución de las
prácticas.
Disponer lo residuos sólidos en los recipientes destinados para tal fin.
No utilizar equipos o herramienta sin conocer perfectamente su funcionamiento.
En caso de duda pregunta siempre al profesor o al laboratorista.
Conocer la localización y el uso de los extintores y del botiquín del laboratorio.
Identificar las rutas de evacuación.
Realizar las prácticas del laboratorio con responsabilidad, para lo cual: a. Seguir
las instrucciones y atender las recomendaciones del profesor y del laboratorista.
No salir del laboratorio sin justificación
Usar adecuadamente los diferentes insumos, equipos y los instrumentos de
laboratorio.
Devolverlos limpios y en buen estado al terminar cada práctica.
En caso de daño, deterioro o faltante, el estudiante deberá responder por el
material.
1 http://es.slideshare.net/romelgam/manejo-y-seguridad-en-el-laboratorio-de-suelos
INFOGRAFÍA
Pedestal. http://www.alein.com.ar/data/productos_asfalto_01.htm
Extractora de núcleo.
http://www.cosacov.com.ar/index.php?sec=h_maquinasextraexplo.htm
Horno para secado. http://www.vacuubrand.com/es/page1085.html
Prensa Marshall. http://www.racperu.com.pe/rpu/product.php?id_product=18
Baño de María. http://acequilabs.com.co/blog/item/236-bano-de-maria-para-
laboratorio-uso-y-funcionamiento.html
Ensayo para determinar módulo de rotura en briquetas.
http://www.sistemasdeensayo.com/productos.asp?Idfam=2&idSubFam=21
Ensayo a compresión del concreto.
http://www.imcyc.com/ct2006/junio06/PROBLEMAS.pdf
Agitador mecánico.
http://www.pinzuar.com.co/pinzuar/index.php?option=com_virtuemart&view=produ
ctdetails&virtuemart_product_id=162&virtuemart_category_id=15&lang=es
Prueba de comprensión simple.
http://suelosyestudio.blogspot.com/2010/06/ensayo-de-granulometria-por-
hidrometro.html de las partículas.
Ensayo de límite de atterberg. http://civilgeeks.com/2011/04/18/ensayo-astm-d-
4318-84-en-espanol/ingenieril
Equipo para tracción. http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/10/ensayo-de-
traccion-del-acero.html
Ensayo de densidad con cono y arena.
http://www.topoequipos.com/dem/index.php?option=com_content&Itemid=196&cati
d=98&id=67&view=article
Prensa Marshall.
http://www.pinzuar.com.co/pinzuar/index.php?option=com_virtuemart&view=produ
ctdetails&virtuemart_product_id=64&virtuemart_category_id=20&lang=es
Balanza. https://www.pce-instruments.com/espanol/balanza/balanza/balanza-
compacta-kat_70118_1.htm
Cuarteador.
http://www.pinzuar.com.co/pinzuar/index.php?option=com_virtuemart&view=produ
ctdetails&virtuemart_product_id=164&virtuemart_category_id=15&lang=es
Mesa de flujo. http://www.testerinchina.es/3-9-mortar-flow-table.html
Ensayo corte directo.
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/cortedire
cto.pdf
