Granulometria Suelos.docx

EQUIPOS

UTILIZADOS:

Juegos de tamices o serie de tamice tyler: equipo mínimo utilizados para pasar la muestra ensayada, de modo sucesivo, por una serie de tamices que poseen orificios o mallas de acero inoxidable progresivamente decrecientes, esta serie de tamices son estandarizados y las aberturas son cuadradas y se identifican por un número que indica la cantidad de aberturas por pulgada cuadrada y el tamaño de diámetro de cada abertura esta en mm o pulgadas representados por el símbolo Dm con una grabación por láser individual de cada tamiz incluyendo diámetro ,la luz de malla y el número de serie de tamiz permitiendo así su perfecta trazabilidad. Estos tamices están fabricados cumpliendo rigurosamente con las normativas nacionales e internacionales UNE, ISO, ASTM, AFNOR, BS, etc. La serie de tamices seleccionados en este ensayo se muestran a continuación en la siguiente tabla: Diámetro de abertura en cada tamiz ( mm) 2"

50.8

11/2"

38.1

Fig. Serie de 1"tamices Tyler.

25.4

3/4"

19.05

1/2"

12.7

3/8"

9.525

Dos balanzas: Una con sensibilidad de 0.01

1/4"

6.35

g para pesar material más fino o pasantes del

No.4

4.75

tamiz N°4 (4.75 mm). Otra con sensibilidad

8

2.36

0.1 g del

20

0.85

peso de la

30

0.6

muestra,

50

0.3

100

0.15

los

200

0.075

materiales

para

retenidos en

Tabla. Tamices utilizados para el ensayo granulometrico Fig. Balanza de precisión 0.01g

N°4

(4.75

pesar

el tamiz de Fig. Balanza de precisión 0.1g

mm)

Horno:

capaz

de

mantener

temperaturas

uniformes

y

constantes

hasta

de

110 ± 5°C (230 ± 9 °F) utilizado para la preparación previa de la muestra antes de esta ser utilizada.

Fig. Horno para el secado de muestra.

Materiales adicionales: Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras y también el uso de cepillos y brochas, para limpiar las mallas de los tamices o devolver las partículas retenidas que se estancan en cada abertura de la malla.

Fig. Bandejas y escobillas para el depósito de las muestras tamizadas

Materiales para el ensayo granulometría

Materiales para Limite líquido y plástico

Procesos para el ensayo granulometría

Procesos para el ensayo de índices de liquidez

Datos recolectados:

Del tamizado inicial realizado al dividir la muestra por el tamiz N°4 se obtuvo:

RETENIDO 4963.5 g MALLA N° 4 PASANTE 7628.7 g MALLA N° 4 MASA USADA 500.02 g DEL PASANTE MALLA N° 4 Tabla. Peso pasante y retenido de la malla N°4 inicial Para el proceso de tamizado de las partículas más gruesas es decir del tamiz de 2” (50.8 mm) al N°4(4.75 mm) se obtuvieron los siguientes pesos retenidos:

SERIE MASA DE D RETENIDA TAMIZ (mm) EN (g) 50.8 0 2" 38.1 0 11/2" 25.4 58.1 1" 19.05 980.8 3/4" 12.7 1999.1 1/2" 9.525 721.4 3/8" 6.35 664.2 1/4" 4.75 481.5 4 51.2 FONDO Tabla. Masa retenida de la malla N°4 (4.75 mm)

Para el proceso de tamizado de las partículas más finas es decir del tamiz N°4(4.75 mm) a la N°200 (0.075 mm) se obtuvieron los siguientes pesos retenidos:

MASA SERIE DE D RETENIDA TAMIZ (mm) EN (g) 4.75 0.24 NO.4 2.36 49.78 8 0.85 95.6 20 0.6 38.98 30 0.3 91.7 50 0.15 94.77 100 0.075 69.37 200 56.76 FONDO Tabla. Masa pasante de la malla N°4 (4.75 mm)

Cálculos y resultados:

MASA SERIE RETENIDA DE EN ERROR TAMIZ (g) 0 2" 0 11/2" 58.1 1" 980.8 3/4" 1999.1 1/2" 0.14%<2% 721.4 3/8" 664.2 1/4" 481.5 4 51.2 FONDO 4956.3 TOTAL

SERIE DE TAMIZ NO.4 8 20 30 50 100 200 FONDO TOTAL

MASA RETENIDA EN ERROR (g) 0.24 49.78 95.6 38.98 91.7 0.56%<2% 94.77 69.37 56.76 497.2

Se procede hallar el error por pérdida o ganancias de peso en cada muestra tamizada con respecto al peso inicial de muestra: 𝐄𝐑𝐑𝐎𝐑 =

4963.5g−4956.3g 4963.5g

x100% = 0.14%

𝐄𝐑𝐑𝐎𝐑 =

500.02g−497.2g 500.02g

x100% = 0.56 %

Se conoce el peso inicial total obtenido al inicio cuando se realizó la división por el tamiz N°4 el cual resulta sumando en total lo siguiente: PESO INICIAL TOTAL (PAS+RET N°4)= 4963.5g +7628.7g=12592.2g También se calcula las masas correspondientes a la curva granulométrica del retenido y pasante separados de la malla n°4: 𝐑𝐄𝐓𝐄𝐍𝐈𝐃𝐎 𝐍°𝟒 = 4956.3g − 51.2g = 4905.1g 𝐏𝐀𝐒𝐀𝐍𝐓𝐄 𝐍°𝟒 = 12592.2𝑔 − 4905.1g = 7687.1g para la corrección de los cálculos del pasante de la malla N°4 se toma la siguiente relación:

muestra pasante N°4 total de finos 497.2 g … … … … … … 7687.1g PESO RETENIDO … … … … … . . PESO RETENIDO CORREGIDO Dónde: PESO RETENIDO CORREGIDO=

MASA SERIE RETENIDA DE EN TAMIZ (g) 0.24 NO.4 49.78 8 95.6 20 38.98 30 91.7 50 94.77 100 69.37 200 56.76 FONDO 497.2 TOTAL

7687.1g x PESO RETENIDO 497.2 g

MASA RETENIDA CORREGIDA EN (g) 3.711 769.638 1478.051 602.661 1417.754 1465.218 1072.514 877.554 7687.100

PESO RETENIDO CORREGIDO=

SERIE DE TAMIZ 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" 4

MASA RETENIDA EN (g) 0 0 58.1 980.8 1999.1 721.4 664.2 481.5

3645.9g x 0.24 = 3.711𝑔 497.2 g

Luego se procede a sumar las masas corregidas del tamiz N°4 pasante y juntarlos para formar una curva granulométrica de finos y gruesos conjuntamente

SERIE DE TAMIZ 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2"

D (mm) 50.8 38.1 25.4 19.05 12.7

MASA RETENIDA EN % MASA %RETENIDO %PASANTE (g) RETENIDA ACUMULADO ACUMULADO 0 0.000 0.000 100.000 0 0.000 0.000 100.000 58.1 0.461 0.461 99.539 980.8 7.789 8.250 91.750 1999.1 15.876 24.126 75.874

3/8" 1/4" No.4 8 20 30 50 100 200

9.525 6.35 4.75 2.36 0.85 0.6 0.3 0.15 0.075 Fondo

721.4 664.2 485.211 769.638 1478.051 602.661 1417.754 1465.218 1072.514

5.729 5.275 3.853 6.112 11.738 4.786 11.259 11.636 8.517

29.855 35.130 38.983 45.095 56.833 61.619 72.878 84.514 93.031

70.145 64.870 61.017 54.905 43.167 38.381 27.122 15.486 6.969

877.554

6.969

100.000

0.000

12592.200

100.000

Total Tabla. Cálculo en % de masa retenida y acumulada más pasante acumulado y total de muestra.

% 𝐌𝐀𝐒𝐀 𝐑𝐄𝐓𝐄𝐍𝐈𝐃𝐀 = % 𝐌𝐀𝐒𝐀 𝐑𝐄𝐓𝐄𝐍𝐈𝐃𝐀 =

MASA RETENIDA 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿

𝑋100%.

58.1 𝑋100% = 0.461% 12592.200

%𝐑𝐄𝐓𝐄𝐍𝐈𝐃𝐎 𝐀𝐂𝐔𝐌𝐔𝐋𝐀𝐃𝐎 = 𝑀𝐴𝑆𝐴 𝐼𝑁𝐼𝐶𝐼𝐴𝐿 + 𝐿𝐴𝑆 𝑆𝑈𝐵𝑆𝐼𝐺𝑈𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸𝑆. %𝐑𝐄𝐓𝐄𝐍𝐈𝐃𝐎 𝐀𝐂𝐔𝐌𝐔𝐋𝐀𝐃𝐎 = 0.461 + 7.789 = 8.250% %PASANTE ACUMULADO= 100%-%RETENIDO ACUMULADO. %PASANTE ACUMULADO= 100%-0.461 = 99.539%

DE ACUERDO A LOS DATOS OBTENIDOS PODEMOS ENCONTRAR LA SIGUIENTE CURVA GRANULOMETRICA: 120.000

%PASANTE ACUMULADO

100.000

80.000

60.000 Series1 40.000

20.000

0.000 100

10

1 0.1 0.01 TAMAÑO DE TAMICES EN ESCALA SEMILOGARITMICA

SE LOGRA OBTENER D30 D10 D60 Cu Cc

0.38 mm 0.1mm 4.35mm 43.5 0.332 𝐷302

cc=𝐷60𝑥𝐷10 𝐷60

cu=𝐷10

Análisis de los resultados:

Se puede ver que el error en porcentaje de agregados finos fue mayor en el de agregados gruesos esto se debe a que la densidad de las partículas finas por ser pequeñas y livianas se

dispersan en el ambiente de manera más rápida y se logran perder con mayor facilidad que el

de

los

agregados

gruesos

este error se debe también al propio instrumento utilizado es decir la balanza el cual conlleva a que este error aumente. Otra causa se debe al momento del agitado manual pues está asociado en gran parte de la disposición de las partículas pues según la posición de las partículas estas pueden ingresar como no en un diámetro determinado de tamiz. Al analizar el pasante acumulado de la malla N°200 y N°4 se puede ver que el paso de muestra es mayor al 50% esto nos indicaría que se trata de un suelo grueso con presencia de arenas y que por su coeficiente de curvatura no estar en el rango de 1 a 3 se trata de una arena mal graduada, debido a que este suelo presenta un porcentaje de finos del 7% presentara un comportamiento dual y por falta del conocimiento de datos del índice de plasticidad no se podrá determinar si es de baja o alta plasticidad.

Conclusiones: 

Se logró determinar mediante el análisis granulométrico las fracciones de pasante acumulado en porcentaje del suelo tamizado : -% gravas= 39.983% -% arena= 54.048%

-%limos y arcillas = 6.969% por el bajo porcentaje de limos y arcillas este suelo se trata de un suelo grueso arenoso 

Se logró determinar las propiedades la curva granulométrica es decir el coeficiente de uniformidad y curvatura en el suelo tamizado los cuales resultaron: -Cu=43.5; el resultado es un valor (≥ 4) mayor a 4 por lo que se dice que el suelo tamizado presenta una curva que se extiende demasiado de manera horizontal lo cual indica una distribución variada y no uniforme de tamaños de partículas en el suelo. -Cc=0.332; el resultado es un valor que se encuentra fuera del rango de 1≤Cc≤ 3 por lo que se indica que el suelo ensayado presenta una mala gradación.



Es importante hallas la curva granulométrica pues esta tiene varias aplicaciones como la clasificación en cualquier sistema de clasificación, darnos una noción o idea del comportamiento del suelo como material de construcción, punto de referencia para comparación con las especificaciones para decidir si cumple o no cumple las exigencias de construcción mínimas.



La pérdida o ganancia de finos en peso en ocasiones es inevitable como también la calibración o precisión de la balanza la cual conduce a un error el cual debe ser calculado y cumplir con E<2% en este ensayo se determinaron y resultaron ser : -para el pasante malla N°4= 0.56% -para el retenido malla N°4=0.14% La determinación de este error es importante pues indica si el ensayo se volverá o no a realizar como también restringe el uso con fines de aceptación en caso no cumpla con este error en este caso por estar dentro del error especificado el ensayo fue realizado de manera correcta cumpliendo con el rango de error máximo permitido.



Cuando se trate de elaborar muestras para ser ensayados en el laboratorio estas deben ser representativas, y debemos de trabajar con las normas respectivas para que en base a estas normas se obtenga un grado de seguridad o confiabilidad del ensayo.



Debido a que en la malla N°200(0.075 mm) tiene un porcentaje menor del 50% se trata de un suelo grueso y por el mayor porcentaje pasante del 50% se trata de una arena



La clasificación del suelo fue: arena limpia mal graduada (SP)

Recomendaciones: 

Se debe tener cuidado y cerciorarse de que la muestra ensayada este seca de manera completa a 110°C ± 5 °C a peso constante antes de realizarse el ensayo de tamizado pues afectaría considerablemente en los resultados debido a que si las muestras están húmedas en el tamiz N°200 podrían quedarse pegadas o retenidas en formando grumos pequeños imposibilitándose el paso normal a comparación cuando estas estuvieran secas.



El procedimiento del ensayo debe ser el adecuado y no se deberá manipular ni forzar el pasante o retenido de la muestra al momento de realizarse el proceso de tamizado sino los resultados que estos nos arrojen serán errados.



Se recomienda el uso de un agitador mecánico para la muestra pasante y retenido N°4 cuando se trata de una muestra muy grande de 20kg o más.



La balanza debe estar correctamente calibrada durante el ensayo, así reducir el error y evitar el exceso de incertidumbre.



Los instrumentos de laboratorio deben estar en condiciones aptas es decir deben utilizarse lo más limpios posibles y a la ves dejarlos igual, ya que alteran datos.



Se deberá realizar la corrección para la porción de muestra fina o pasante del tamiz N°4



Si el material contiene partículas finas plásticas, la muestra debe ser disgregada antes del tamizado



Tamices sobrecargados. Este es el error más común y más serio asociado con el análisis por tamizado y tenderá a indicar que el material ensayado es más grueso de lo que en realidad es. Para evitar esto las muestras muy grandes deben ser tamizadas en varias porciones y las porciones retenidas en cada tamiz se juntarán luego para realizar la pesada.



Los tamices han sido agitados por un periodo demasiado corto o con movimientos horizontales o rotacionales inadecuados. Los tamices deben agitarse de manera que las partículas sean expuestas a las aberturas del tamiz con varias orientaciones y así tengan mayor oportunidad de pasar a través de él.



La malla de los tamices está rota o deformada; los tamices deben ser frecuentemente inspeccionados para asegurar que no tienen aberturas más grandes que la especificada.



Se deben utilizar las balanzas correspondientes para cada muestra ensayada una para la muestra pasante y otra para le retenido de la malla N°4.