Ensayo Proctor-modificado.docx

MARCO TEÓRICO

PROCTOR MODIFICADO El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de

un

material

mediante

medios

mecánicos.

El

incremento de la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente constante. En la vida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material en proyectos de mejoramiento del terreno. Para medir el grado de compactación de material de un suelo o un relleno se debe establecer la densidad seca del material. En la obtención de la densidad seca se debe tener en cuenta los parámetros

de

la

energía

utilizada

durante

la compactación y

también depende del contenido de humedad durante el mismo. Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energía

de

compactación

se

obtienen

a

partir

de

ensayos

de

compactación en laboratorio. La

compactación

muestra

en

laboratorio

que corresponda

a

la

consiste

masa

de

en

compactar

suelo

que

se

una desea

compactar, con la humedad calculada y en un molde cilíndrico de volumen conocido y con una energía de compactación especificada. En la actualidad se presentan diferentes tipos de ensayos los cuales determinan el grado de compactación del material, entre otros se pueden encontrar los ensayos de: Método del martillo de 2.5 Kg, método del martillo modificado

y

el

de

método

4.5

Kg,

Proctor

del martillo

(estándar),

vibratorio.

Los

Proctor primeros

cuatro están basados en la compactación dinámica creada por el impacto de un martillo metálico de una masa específica que se deja caer libremente desde una altura determinada, el suelo se compacta en un número de capas iguales y cada capa recibe el mismo número de golpes. La compactación en el quinto ensayo esta basado en la

combinación de presión estática

y

la

vibración.

El

suelo

se

compacta en tres capas iguales presionado fuertemente hacia abajo el compactador vibratorio durante 60 segundos en cada capa. Los resultados obtenidos a partir del ensayo proporcionan una curva, en la cual el pico más alto dicta el contenido de humedad óptima a la cual el suelo llega a la densidad seca máxima. Por medio de los ensayos sé a podido determinar que por lo general la compactación es más eficaz en los materiales bien gradados que contienen una cantidad de finos que en los materiales de gradación uniforme que carecen de finos.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Determinar la humedad optima de compactación de un suelo, con la cual se alcanzara la máxima compacidad. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el Ensayo Proctor Modificado.  Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado de acuerdo a un método establecido para evitar cometer errores u omitir información relevante.  Procesar tablas

y

los

datos

obtenidos

a

través

de

formulaciones,

gráficos, de manera que permitan sacar conclusiones

sobre el ensayo realizado.

MATERIALES MOLDE DE COMPACTACIÓN: Los

moldes

deberán

ser

cilíndricos

de paredes

sólidas fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades mostradas más adelante. Deberán tener

un

conjunto

de

collar

ajustable

aproximadamente de 60 mm (2 3/8") de altura, que

permita

la

preparación

de

muestras

compactadas de mezclas de suelo con agua de

la altura y volumen deseado. El conjunto de molde y collar deberán estar construidos de tal manera que puedan ajustarse libremente a una placa hecha del mismo material

MARTILLO DE COMPACTACIÓN: Un

martillo

metálico

que

tenga

una

cara plana

circular de 50.8 ± 0.127 mm (2 ± 0.005") de diámetro, una tolerancia por el uso de 0.13 mm (0.005") que pese 2.495 ± 0.009 kg (5.50 ± 0.02 lb.). El martillo deberá estar provisto de una guía apropiada que controle la altura de la caída del golpe desde una altura libre de 304.8 ± 1.524 mm (12.0 ± 0.06" ó 1/16") por encima de la altura del

suelo.

La

guía

deberá

tener

al menos

4

agujeros

de

ventilación, no menores de 9.5 mm (3/8") de diámetro espaciados aproximadamente a 90° y 19 mm (3/4") de cada extremo, y deberá tener suficiente

luz

libre,

de

tal

manera

que

la caída

del

martillo y la cabeza no tengan restricciones. HORNO

Horno de rotación 110 grados centígrados +/-

5

grados centígrados .Sirve para secar el material. BALANZA Sirve

para

pesar

el

material

y

diferentes tipos de

recipientes.

BAMDEJAS

Es allí donde se deposita el material a analizar.

TAMICES

Serie de tamices de malla cuadrada para realizar la clasificación No 3/8, ¾ y 4 PROBETA GRADUADA

Material de que se utiliza para medir la cantidad de agua para saturar el suelo. CAPSULAS Recipientes que sirve para poner muestra de suelo y llevar al horno para hallar contenido de humedad.

METODO “C” 

Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de diámetro.



Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).



Capas.- 5



Golpes por Capa.- 56



Usos.- Cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) ymenos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).



El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los métodos A ó B. NOTA 4: Los resultados tienden a variar ligeramente cuando el material es ensayado con el mismo esfuerzo de compactación en moldes de diferentes tamaños.

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO            

 



Secar el material si este estuviera húmedo, puede ser al aire libre o al horno. Tamizar a través de las mallas ¾”, 3/8” y N°4 para determinar el método de prueba Preparar 4 ó 5 muestras de 6kg. para el método C y de 3 Kg. si se emplea el método A ó B. Agregar agua y mezclar uniformemente. Cada punto de prueba debe tener un incremento de humedad constante. Colocar la primera capa en el molde y aplicarle 25 ó 56 golpes según el método de ensayo. Los golpes deben ser aplicados en toda el área, girando el pisón adecuadamente. Cada golpe debe ser aplicado en caída libre, soltar el pisón en el tope. De igual forma completar las cinco capas. La última capa debe quedar en el collarín de tal forma que luego pueda enrasarse. Enrasar el molde con una regla metálica quitando previamente el collarín. Retirar la base y registrar el peso del suelo + molde. Luego de pesado, extraer el suelo y tomar una muestra para el contenido de humedad, como mínimo 500 gr. para material granular tomada de la parte central del molde. Llevar las muestras al horno para determinar la humedad. Repetir el procedimiento para un mínimo de 4 puntos compactados a diferentes contenidos de humedad, dos de los cuales quedan en el lado seco de la curva y los otros dos en el lado húmedo. Una vez determinados los contenidos de humedad de cada muestra hallar la densidad seca de cada punto.

CÁLCULOS DATOS: DATOS DEL MOLDE  Diámetro = 6”  Altura del molde = 11.5 cm

CALCULO DE VOLUMEN DE MOLDE:

𝜋 ∗ 𝐷2 𝑉=( )∗𝐻 4 𝜋 ∗ 15.242 𝑉=( ) ∗ 11.5 = 2097.77 𝑐𝑚3 4 MUESTRA N° 1

𝛾= Donde:

𝑊 𝑉

𝛾 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑊 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑣 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 De la misma forma para las demás muestras DATOS DE LA TARA Y MUESTRAS: para saber que método se utilizara N° Tamiz Tara Tara + muestra Peso de muestra % % muestra

3/4"

3/8"

4”

Pasante

208

208

208

208

1439

1552

1347

2070

1231

1344

1139

1862

4%

6%

8%

10%

22.0767575

24.1032999

20.4268293

total

5576

33.3931133

PROCTOR MODIFICADO:  Método “C” el retenido en el tamiz 3/8 es mayor al 20%.  Capas: 5  Golpes: 56 TABLA DE MUESTRA SECA: saber la cantidad de agua para saturar.

N° Muestra Peso total Peso tara Peso muestra % Agua en ml.

1 9733 680 9053 4% 362.12

2 9913 680 9233 6% 553.98

3 8394 680 7714 8% 617.12

4 9136 680 8456 10% 845.6

DATOS DE PESOS DEL SUELO COMPACTADO: N° muestra seca Peso de muestra + molde Peso tara+ muestra hum. Peso tara.

1

2

3

4

10811

11060

11008

11143

182 43.31

208 42.89

220 43.03

179 42.93

DATO OPTENIDO DE MUESTRA SACADO DEL HORNO: N° muestra seca Peso Muestra seco

1 169.9

2 191.49

3 200.58

4 161.98

Compactación Prueba Nº Numero de capas Numero de golpes Peso suelo + molde (gr.) Peso molde (gr.) Peso suelo compactado (gr.) Volumen del molde (cm3) Densidad húmeda (gr/cm3)

1

2

3

4

5

5

5

5

56

56

56

56

10811

11060

11008

11143

6292

6292

6292

6292

4519

4768

4716

4851

2097.773869 2097.773869 2097.773869 2097.773869

2.154

2.273

2.248

2.312

Humedad (%) Tara Nº Tara + suelo húmedo (gr.) Tara + suelo seco (gr.) Peso de agua (gr.) Peso de tara (gr.) Peso de suelo seco (gr.) Humedad (%) Densidad Seca (gr/cm3)

1

2

3

4

182.00

208.00

220.00

179.00

169.90

191.49

200.58

161.98

12.10

16.51

19.42

17.02

43.31

42.89

43.03

42.93

126.59 9.6

148.60 11.1

157.55 12.3

119.05 14.3

1.966

2.046

2.001

2.023

Máxima Densidad Seca (gr/cm3) : Optimo Contenido de Humedad (%) :

3.794 12.6

ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO 2.05

Densidad seca (gr/cm3)

2.04 2.03 2.02 2.01 2.00 1.99 1.98 1.97 1.96 8

9

10

11

12 Humedad (%)

13

14

15

16