PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 1

Proctor modificado

CRISTIAN FERNANDO REYES: 504508

JONATHAN STEVEN ORTIZ:

INFORME DE LABORATORIO

DOCENTE: INGE. EDWIN GUERRERO

PAVIMENTOS Y LABORATORIO

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

1. Introducción

La compactación de una masa de suelo es el proceso mecánico por el cual buscamos mejorar las características del suelo en cuestión para su desempeño óptimo en los procesos constructivos para los cuales lo vayamos a usar, este proceso implica una densificación de la masa de suelo y por tanto una reducción importante en el volumen de vacío que pueda tener la muestra, para lograr de manera adecuada esta densificación le material debe contar con una determinada cantidad de agua que conocemos como humedad óptima. En este ensayo de laboratorio basado en la norma INV 142-13, se realizó la determinación la curva de compactación, y de saturación, de esta manera hallamos uno de los primeros paramentos a tener en cuenta en proyectos de construcción en los que se requiera la realización de compactar material como por ejemplo para la estructuración de capas de afirmados, bases y sub-rasantes en la construcción de carreteras.

2. Resumen

Se tomó una muestra de suelo de 5 kg que pasa por el tamiz #3/4, se le agrego agua hasta llegar al contenido requerido de acuerdo al porcentaje que fue previamente escogido y mezclándolo para obtener un material homogéneo, posteriormente se determinó el peso del molde de proctor y se vertió una primera muestra del material la cual fue compactada por el martillo uniformemente por todo el molde dando una cantidad de 56 golpes por capa de material hasta completar 5 capas. Utilizando una regla se recortó el exceso de suelo en el molde asegurándonos de que la parte superior del molde sea paraje con el suelo compactado, se procede a retirar un núcleo de muestra del suelo y este es pesado y es llevada a horno por un periodo aproximado de 24 horas

3. Objetivos

3.1. General

Determinar el peso volumétrico seco máximo que pueda alcanzar el material seleccionado, así como el contenido de humedad óptimo para el proceso de compactación

3.2. Específicos

Identificar las características de la muestra Reconocer e identificar los materiales y equipos utilizados para este ensayo

4. Especificaciones de la norma

A la hora de realizar el ensayo de la norma inv-e-142 es necesario conocer el grosor de las partículas con el fin de determinar el método con el que realizaremos la prueba a la muestra, llevaba da al laboratorio, en este caso, fue necesario desarrollarla por el método C, que se basa en que el grosor de las partículas, que paso por el tamiz 3/4 “, se debe tener en cuenta que si la muestra esta húmeda al momento de realizar las pruebas, es necesario secarla con anterioridad, este secado se puede implementar por medio de equipos de secado o al aire libre, teniendo la precaución de que la muestra no exceda los 60 °C en este proceso. Se recomienda un peso mínimo de 5 kg, con el fin de que sea suficiente el material a la hora de llevar a cabo la compactación, debido a que, de acuerdo a la cantidad de muestra, se determinara la cantidad de humedad necesaria para lograr una buena compactación del material. Para lograr un buen estimado se deben realizar varias pruebas, las cuales deben llevar un orden en el apisonamiento, con el número ideal de golpes que establece la norma, para este caso productor modificado se deberán aplicar 55 golpes, con cinco capas uniformes a la hora de compactar. Es necesario hallar la humedad de la muestra, antes y después del laboratorio, para esto se utilizan tres muestras del material y se introducen por 24 horas al horno, con el fin de identificar las diferencias de peso antes y después del horneado. Para realizar este laboratorio es indispensable regirse de las normas del INVIAS debido a que ninguna construcción en Colombia se puede efectuar sin los criterios establecidos.

5. Equipo utilizado

5.1. Molde

Moldes cilíndricos, de paredes sólidas, fabricados con metal. Estos con collares ajustables de aproximadamente 60 mm de altura

Imagen. 1 molde o recipiente de compactación

5.2. Martillo de operación manual

Un martillo metálico con una masa de 4.536 ± 0.009 Kg. Con una cara plana circular de diámetro de 50.80 ± 0.25mm. El martillo posee una guía apropiada que controle la altura de la caída del golpe desde una altura libre de 457 ± 2 mm por encima de la altura del suelo. La guía posee al menos 4 agujeros de ventilación para que la caída del martillo y la cabeza no tengan restricciones

Imagen. 2 martillo de compactación

5.3. Balanza

Imagen. 3 balanza digital

5.4. Horno

Termostáticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5°C (230 + 9°F) para el secado de las muestra

Imagen. 4 horno

5.5. Regla metálica de enrace

De borde recto, al menos de 250 mm (10") de largo. Deberá tener un borde biselado y al menos una cara plana en sentido longitudinal (usada para el corte final del suelo

5.6. Herramientas misceláneas

Pala para mezclado de suelo

Recipientes

Probeta

6. Procedimiento

Cada uno de los grupos debían seleccionar una cantidad de 5 kilogramos de la muestra que haya pasado por el tamiz #3/4.

Al a tener la muestra seleccionada y con la cantidad adecuada, cada uno de los grupos agrego la cantidad de agua determinada para el 12%, 14% y 16%, la cual fue agregada a la muestra con el uso de la probeta

Ya con la muestra húmeda con la cantidad de agua deseada se dio inicio al proceso de mezclado de la muestra para diseminar la cantidad de agua agregada y tener el material homogéneo para la compactación

La compactación se llevó a cabo mediante capas, es decir se fue adicionando al molde capas de una altura aproximadamente igual, a cada capa se le fue proporcionada una cantidad de 56 golpes mediante el uso del martillo

Al realizar la compactación de las 4 capas especificadas se procede a quitar el collarín del molde, de esta manera se observa que ha quedado sobre este una capa de exceso sobre el borde de la camisa y para quitar este exceso se lleva a cabo el enrasado de la muestra

Ya con la muestra enrasada de manera adecuada se procede a tomar su peso

Cada grupo tomó una parte de la muestra para ser puesta en el horno y de esta manera determinar su humedad, para ello como ya es de saberse es necesario conocer el peso del platón y el peso del platón con el material, ya con estos datos tomados fue dejado en el horno por aproximadamente 24 para luego ser sacado y tomado su peso nuevamente.

7. Características de la muestra

Se eligió el método c que nos permite un porcentaje mayor de material retenido

La cantidad mínima para este método es de 29 kg por lo tanto la muestra de campo deberá tener una masa húmeda de al menos 45 kg se puede requerir masas mayores si la muestra contiene sobre tamaños o si se necesita elaborar puntos de compactación adicionales

Si no se dispone de los datos de granulometría se estiman como se usó en este ensayo las proporciones de los materiales que pasen por el tamiz de ¾”

8. Resultados y cálculos

8.1. resultados

muestras altura h del molde (m) diametro φ del molde (m) volumen del cilindor (m3) w molde (gr) w agua (gr) % de humedad w molde+material+agua (gr) w muestra (gr) w muestra ceca (gr) % humedad de la muestra4 0.165 0.1516 0.0029783 500 547 12% 10696 571.2 533.9 6.530%5 0.166 0.157 0.0032136 500 647 14% 9886 488.6 444.8 8.964%6 0.165 0.1525 0.0030138 500 747 16% 10626 760.7 683.3 10.175%

tabla de resultados experimentales

8.2. Cálculos

8.2.1. Masa ceca de la fracción de ensayo

M SFE=M HFE

1+W FE

100

M SFE=(10696gr−5000gr )

1+ 12100

M SFE=5085.714 gr

muestras masa seca de la fraccion de ensayo1 5085.7142 4285.9653 4850.000

8.2.2. Densidad húmeda de cada sub-muestra

ρh=K∗M T−M MD

V

ρh=1∗10696gr−5000gr

2978.32 cm3

ρh=1.912 grcm3

muestras123

densidad humedad ρh1.9124837441.5203941451.866750236

8.2.3. Densidad seca de cada sub-muestra

ρd=1.912 gr

cm3

1+ 12100

ρd=1.707 grcm3

muestras123

densidad seca ρd1.7075747721.3336790741.609267445

8.2.4. Peso unitario seco de cada sub-muestra

ϒ d=k1∗ρd

ϒ d=9.8066∗1.707 grcm3

ϒ d=16.74 grcm3

muestras123

peso unitario seco de cada sub-muestraϒd17.6053162113.6832753216.61583809

9. Importancia y uso

Este tipo de ensayos suministran la información necesaria para determinar el porcentaje de compactación y la humedad del suelo necesaria para que alcance un comportamiento requerido

Un uso y método para diseñar y controlar la compactación es el uso de relleno de prueba para determinar el grado de requerimiento de compactación

Los suelos que contienen partículas muy grandes son de difícil manejo por cuanto el suelo compactado tendrá más vacíos de lo normal

10. Conclusiones

Se caracterizó el material y se seleccionó el método adecuado para lograr los resultados esperado

Según los datos obtenidos por medio de la gráfica podemos decir que la humedad óptima para el material es de 8,964%

Analizando la muestra se consiguió el grado de compactación necesario para este material lo que evidencio su utilidad

No es necesario hace uso de una gran cantidad de agua para densificar el suelo aunque si es necesario aplicar de una buena manera la compactación mecánica con el martillo en el laboratorio para evitar resultados errados

11. Bibliografía

ACEVEDO BRAVO, Elber Mauricio, SUAREZ CASTELLANOS, Mónica Yaneth. Elaboración del manual de calidad del laboratorio del área de suelos y materiales en la Facultad de Ingeniería de la UPTC. Tunja 2002.

INVÍAS. Relaciones de humedad. Masa unitaria seca en los suelos (ensayo modificado de compactación). INV E-142-13