Ensayo De Limites De Contraccion.docx

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA CAMPUS SUR

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

MECÁNICA DE SUELOS I TEMA: " LÍMITE DE CONTRACCIÓN " POR EL MÉTODO DE PARAFINA

INTEGRANTES:  NAYRIN PROAÑO  ISRAEL GUERRERO  BERNARDO PINDO

DOCENTE: ING. DIANA QUINTANA FECHA: 12/06/2018 SEMESTRE: CUARTO GRUPO: 2 QUITO-ECUADOR

Objetivos 1.1.Objetivo General Determinar el límite de contracción de un suelo a partir de una muestra inalterada proporcionada por el laboratorio de la universidad, realizando los procedimientos establecidos por la Norma ASTM D427. 1.2.Objetivo Especifico Calcular la relación de contracción de un suelo y analizar los valores obtenidos en los cálculos con los valores teóricos establecidos. Analizar el cambio volumétrico con referencia a la relación de contracción. 2. Antecedentes La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o la descomposición química de las rocas, independientemente de que tenga no materia orgánica (THERZAGHI). Según Juan Pérez Valcárcel (2008), siempre que un suelo se exponga a solicitaciones debidas a las cargas que las diferentes obras transmitan, es importante revisar la capacidad de soporte del suelo, así como las deformaciones que puede sufrir este. Para realizar ambos análisis, es importante conocer la estratigrafía y propiedades mecánicas de los suelos que se encuentran en el sitio. Así como las características de la obra y poseer un conocimiento teórico y práctico de mecánica de suelos para adoptar la cimentación más adecuada. Los límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. Se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir cuatro estados de consistencia según su humedad. En este informe de laboratorio se podrá encontrar los pasos a seguir para realizar un correcto ensayo de límite de contracción.

3. Marco teórico Los límites de Atterberg o los también llamados límites de consistencia se utilizan para caracterizar exclusivamente el comportamiento de los suelos finos. El nombre de estos límites se debe al científico Albert Mauritz Attenberg. El límite de contracción no es más que el mayor valor de contenido de humedad en la que el suelo permanece en estado sólido, es decir, en cualquier contenido de humedad menor a este valor, el suelo siempre permanecerá con un valor constante. La relación de contracción nos dice que cambio de volumen puede presentarse por cambios de la humedad de los suelos. Equipos 

Copa de Casagrande.

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Rasurador laminar o rasurador curvo o Cápsula de porcelana.

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Balanza con aproximación de 0.01 gr.

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Vidrio de reloj o Malla No. 40.

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Horno con temperatura constante de 110±5ºC.

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Molde para Contracción lineal o Calibrador con Vernier.

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Espátula o Charolas de aluminio.

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Placa de vidrio o Alambre con un diámetro de 3.2 mm.

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Franela o Agua.

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Recipiente de contracción.



Parafina

4. Preparación de la muestra, pre tratamiento y Calibración de los equipos

Límite de Contracción (LC). - Es la denominación que recibe arbitrariamente el material que se encuentra entre los estados semi-sólido y sólido, quedando definido su valor con el contenido de humedad que tiene el suelo, en el cual tras un secado posterior ya no provoca disminución de volumen.

5. Procedimiento del ensayo El suelo debe ser cribado por la malla No. 40, el cual se vacía en una cápsula de porcelana y debe humedecerse 24 hrs. antes de estas determinaciones. Se pesan las charolas de aluminio (4 para el LL y 2 para el LP). Para el Límite Líquido, el suelo es mezclado en la cápsula de porcelana, hasta que se vea una mezcla manejable, se coloca en la Copa de Casagrande, distribuyendo el material del centro hacia los extremos, de tal manera que en el centro quede una superficie a nivel. Se hace una ranura en la parte media del suelo, utilizando el ranurador, de tal forma que este vaya perpendicular a la Copa de Casagrande. Se procede a darle los golpes en la Copa, con una frecuencia de 2 golpes por segundo, hasta que los taludes del material se unan en una longitud de 13 mm., los golpes son contados y son registrados en la columna de Número de golpes. Debe tratarse de que esta condición, antes descrita se cumpla entre 4 y 40 golpes, para que la prueba se tome como bien ejecutada; se recomienda que esta condición se logre una vez en cada uno de los siguientes intervalos de golpes: Una vez entre 30 y 40 golpes Otra entre 20 y 30 “ Otra entre 10 y 20 “

Otra entre 4 y 10 “ Se pesa el recipiente de contracción con el suelo húmedo (masa del recipiente más el suelo húmedo). Se deja secar la masa de suelo al aire, hasta que el color de la misma cambie de oscuro a claro, luego se introduce al horno (T:110+-5°c), se determina la masa del recipiente con la pastilla de suelo seco. 

El secado de la pastilla en el aire puede generar grietas, si esto ocurre se debe secar en un ambiente de humedad controlada. en este caso, el cambio de color del suelo de oscuro a claro tarda de 1 a 2 semanas.

El volumen de la pastilla se suelo seco de determina de la siguiente manera: Se ata el hilo de costura alrededor de la pastilla. Se sujeta con el hilo y se sumerge la pastilla en la parafina hasta que quede cubierta, no debe quedar burbujas. Se retira la pastilla de suelo y se deja enfriar. Luego se determina la masa de a pastilla de cuelo cubierta de parafina. Se determina la masa cuando la pastilla de duelo cubierta de parafina está suspendida de la balanza y completamente sumergida en el baño de agua.

6. Cálculos Para calcular el contenido de humedad tenemos que aplicar la siguiente fórmula: 𝑤=

𝑊𝑤 ∗ 100 𝑊𝑠

Para eso, restamos el peso del recipiente al peso de la cápsula más el suelo húmedo y ese valor se lo restamos a la diferencia entre el peso de la cápsula más el suelo seco menos el valor del recipiente; luego dividimos por la resta entre el suelo seco y

su cápsula menos el peso de la cápsula. Por lo tanto, la ecuación anterior nos queda así: 𝑤=

((𝑊𝑟 + 𝑆ℎ) − 𝑊𝑅) − ((𝑊𝑟 + 𝑆𝑠) − 𝑊𝑅) 𝑥 100 (𝑊𝑟 + 𝑆𝑠) − 𝑊𝑟

Tenemos que el contenido de humedad para esta muestra de suelo fina es del 45,34%. Ahora, el límite de contracción se calcula como la diferencia entre el contenido de humedad inicial menos la humedad perdida.

𝐿𝑐 = 𝑤𝑜 − 𝑤𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 Para calcular la humedad perdida, sabemos que es igual a la diferencia de volúmenes del suelo (antes y después de secado) por el gamma del agua, entre el peso del suelo seco y todo esto multiplicado por el 100%. En otras palabras:

𝐿𝑐 = 𝑤 −

(𝑉 − 𝑉𝑜 )𝛾𝑤 𝑥 100% 𝑤𝑠𝑠

Donde: V: Volumen de la pastilla con suelo húmedo. Vo: Volumen de la pastilla con suelo seco. Wss: Peso de la pastilla con el suelo seco

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD Peso del recipiente wr=

6gr

Peso suelo húmedo + recipiente: w+r =

41,9gr

Peso suelo seco + recipiente: Wo+r =

30,7gr

Peso suelo seco + Parafina

29gr

Volumen inicial de agua Vo=

450gr

Volumen final de agua Vo=

465gr

Contenido de humedad W%=(Ww/Wo) 100=

45,34%

DETERMINACION DE V = VOLUMEN DEL SUELO HUMEDO MODELADO Peso de recipiente lleno de agua =

54.3gr

Peso de recipiente =

11.9gr

Peso de agua =

42.4gr

DETERMINACION DE Vo = VOLUMEN DEL SUELO SECO MODELADO Peso de pastilla cubierta de parafina =Wo+Wp=

29gr

Peso de pastilla = peso de suelo seco =Wo =

24.7gr

Peso de parafina = Wp =

6.1gr

Volumen de parafina = Vp = Wp/0.87 =

7.01cc

γ parafina = 0.87 gr/cm³ Peso suelo seco cubierto de parafina (en el aire) =

48.5gr

Peso suelo seco cubierto de parafina (en el agua) =

21.9gr

Volumen suelo seco cubierto de parafina =

26.6

Volumen de suelo húmedo=

22.5

Volumen de parafina = Vp =

7.01

Volumen de suelo seco = Vo =

19.58

LIMITE DE CONTRACCION = W%- (V-Vo)/W0 *100 26.7% Relación de Contracción =

1.26gr/cm3

7. Conclusiones 

El límite de contracción para el suelo fino que se usa en este ensayo fue del 46.7%, esto quiere decir que, con un contenido de humedad menor, el volumen del suelo permanecerá constante.

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La relación de contracción de este suelo fino es de 1,26 gr/cm3, el volumen de cambio con respecto a la relación se evidencia una disminución.



El ensayo no muestra mayores complicaciones para realizarlo.

8. Recomendaciones 

Calibrar correctamente los equipos (balanzas) para una mayor precisión.

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El valor gravedad especifica (o densidad) de la parafina micro cristalina se debe conocer antes del ensayo. El baño de agua, los aparatos de ensayo y el ambiente de laboratorio se deben mantener a la misma temperatura.

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9. Bibliografía 

DAS, B. M(2008) Advanced soil mechanics, 3ra edición. Londres: Taylor & Francis.



Juan Pérez Valcárcel, C. d.-I. (2008). Conceptos Generales de la Mecánica de Suelos, E.T.S. Arquitectura de Coruña – Departamento de Tecnología de la Construcción. Obtenido de http://www.udc.es/dep/dtcon/estructuras/ETSAC/Profesores/valcarce l/MaterMRHE-0809/1a-Mecanica%20Suelo.pdf



LIU, C.,EVETT, J. B. (1092).Soils and foundations, 3ra edición. Englewood Cliff: Prentince Hall.



THERZAGHI. (s.f.). MECÁNICA DE SUELOS.