Informe granlometria para bases granulares
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El documento detalla el procedimiento para realizar un análisis granulométrico de suelos en el laboratorio de suelos y pavimentos de la facultad de ingeniería civil, así como sus objetivos y la importancia del material granular en el diseño de pavimentos. Se describen los equipos utilizados, el proceso de tamizado y los cálculos necesarios para construir la curva granulométrica que permite evaluar la calidad del material. Finalmente, se presentan conclusiones sobre la clasificación del suelo y recomendaciones para optimizar el proceso de ensayo.
Informe granlometria para bases granulares
- 1. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 1 I. INTRODUCCION El uso del material granular, para obtener muestras de laboratorio, ha sido llevado a cabo en las instalaciones del Laboratorio de Suelos y pavimentos de la facultad de Ingeniería Civil, UNSA. Los análisis granulométrico de suelos por tamizado para bases y sud bases granulares, es de vital importancia como actividad preliminar para el diseño de un pavimento; el ensayo tiene como findesarrollar y encontrar un optimo despeno del diseño de pavimento, dependiendo del tipo de carretera o vía para el que se va utilizar; arrojando como resultado la granulometría de un material, y los más importante si cumple con las especificaciones para bases y sud base granulares. Como todo ensayo de laboratorio tiene limitaciones como lo son los errores humanos que se puedan cometer en el desarrollo de este, por lo tanto se alterara los resultados que se desean esperar del material. Este informe pretende dar a conocer al lector, paso a paso de cómo se realizo el ensayo anteriormente mencionado y los equipos utilizados para el desarrollo correcto de la actividad. NORMAS DE REFERENCIA ASTM D 422 AASHTO T 88
- 2. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 2 II. OBJETIVOS a) OBJETIVOS GENERALES Establecer los requisitos de gradación y calidad del material granular (finos y gruesos) para su uso en bases y subases. b) OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinación cuantitativa de la distribución de los tamaños de las partículas de la base granular. Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños del material granular ( fino y grueso ) y con estos datos construir su curva granulométrica. Calcular si el material granular (fino, grueso ) se encuentran dentro de los límites para constituir una buena base o subase. Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en la muestra del material granular ( fino, grueso). Conocer el procedimiento para la realización del ensayo de granulometría por tamizado.
- 3. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 3 III. MARCO TEORICO GRANULOMETRIA La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. La denominación en unidades inglesas ( tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de ? de pulgada. La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100. La serie de tamices que se emplean para clasificar agrupados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relación 1 a 2. El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz; Recomendando, que los resultados Fórmula. % Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100 Peso total de la muestra Este valor de % retenido se coloca en la columna 3. Se van colocando los porcentajes retenidos acumulados.
- 4. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 4 Se registra el porcentaje acumulado que pasa, que será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado. Fórmula % PASA = 100 – % Retenido Acumulado Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se llaman curvas granulométricas. Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representa el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixta. Las curvas granulométricas permiten visualizar mejor la distribución de tamaños dentro de una masa de agregados y permite conocer además que tan grueso o fino es. IV. EQUIPO Y MATERIAL Balanza. Una balanza o báscula con precisión dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada como mínimo a 0,05 kg. El rango de uso de la balanza es la diferencia entre las masas del molde lleno y vacío. Serie de Tamices. Son una serie de tazas esmaltadas a través de las cuales se hace pasar una muestra de agregado que sea fino o grueso, su orden es de mayor a menor.
- 5. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 5 En su orden se utilizarán los siguientes tamices: tamiz 1½". 1", ¾". ½" ,?", # 4 Fondo para el Agregado Grueso; el tamiz # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100 y fondo para el Agregado Fino. Bandejas: Para el fácil manipuleo, traslado y pesado de la muestra. Cucharones: Para extraer la muestra y colocarla en otros recipientes.
- 6. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 6 Brochas: Para limpiar los tamices. Pocillos: Sirven de contenedor temporal para la muestra y luego pesarlas. Escoba: Para no desperdiciar la muestra en el piso. Lampa: Sirve para hacer el cuarteo. V. PROCEDIMIENTO 1. Se ha extraído la base (material granular) y se ha extendido para hacer el cuarteo respectivo y seleccionar la muestra a ensayar.
- 7. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 7 2. Una vez seleccionado, se procede a pesar toda la muestra. 3. La muestra seleccionada se hace pasar por los diferentes tamices según la norma. Esto con el cuidado de no perder nada de muestra. 4. S e m i d e la masa de los retenidos de los diferentes tamices en una balanza, para la parte gruesa y para la parte final.
- 8. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 8 5. U n a v e z obtenida esta información, se procede a calcular los porcentajes pasantes y retenidos, para luego graficar la curva granulométrica.
- 9. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 9 VI. DATOS Y CALCULO Pesamos las muestras de nuestro material, y tamizamos a través de la malla número 4 y obtuvimos: Wmuestra: 14.155 kg Wfino: 6.538 kg Wgrueso: 7.617 kg Entonces material para base granular en porcentaje será: Wfino(%): 46.19 % Wgrueso(%): 53.81 % Los pesos de nuestro material grueso, fueron: MALLA DIAMETRO(mm) PESO RETENIDO(Kg) 2" 50 0 1" 25 2.218 3/4" 19 1.157 1/2" 12.5 1.461 3/8" 9.5 0.904 N 4 4.75 1.875 TOTAL 7.615 Para nuestro material fino, tomamos unos 500gr y tamizamos, obteniendo: MALLA DIAMETRO(mm) PESO RETENIDO(g) N 8 2.36 99.1 N 10 2 24.87 N 20 0.85 116.42 N 30 0.6 44.19 N 40 0.425 36.19 N 50 0.3 33.32 N 60 0.25 19.19 N 80 0.2 29.64 N 100 0.15 15.63 N 200 0.075 58.83 FONDO FINO 92.62 TOTAL 570
- 10. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 10 Como tomamos 570gr de la muestra fina,que en realidad fue 6.538kg,tenemos que hallar un factor de amplificación que nos permita calcular los pesos retenidos en las mallas como si hubiéramos tamizado todo el material fino(6.538kg) CALCULEMOS EL FACTOR DE AMPLIFICACION FACTOR= Wpasante de malla 4 Ws. Finorepresentativo FACTOR= 6.538 Kg 570 Gr FACTOR= 11.470 MALLA DIAMETRO(mm) PESO RETENIDO(Kg) PESO RETENIDO*FACTOR PESO(KG) N 8 2.36 99.1 1136.69 1.137 N 10 2 24.87 285.26 0.285 N 20 0.85 116.42 1335.36 1.335 N 30 0.6 44.19 506.87 0.507 N 40 0.425 36.19 415.11 0.415 N 50 0.3 33.32 382.19 0.382 N 60 0.25 19.19 220.11 0.22 N 80 0.2 29.64 339.98 0.34 N 100 0.15 15.63 179.28 0.179 N 200 0.075 58.83 674.79 0.675 FONDO FINO 92.62 1062.37 1.062 TOTAL 570 6538 6.538 Los pesos obtenidos en el tamizado de finos lo multiplicamos por el factor de amplificación, y así obtenemos los pesos necesarios para realizar la curva granulométrica.
- 11. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 11 Finalmente obtenemos el cuadro total, con el porcentaje de suelo pasante, y con ello dibujamos la curva granulométrica. MALLA DIAMETRO(mm) PESO RETENIDO(Kg) PESO RETENIDO(%) PASANTE ACUMULADO(%) 2" 50 0 0.00 100.00 1" 25 2.218 15.67 84.33 3/4" 19 1.157 8.17 76.16 1/2" 12.5 1.461 10.32 65.84 3/8" 9.5 0.904 6.39 59.45 N 4 4.75 1.875 13.25 46.20 N 8 2.36 1.137 8.03 38.17 N 10 2 0.285 2.01 36.16 N 20 0.85 1.335 9.43 26.73 N 30 0.6 0.507 3.58 23.14 N 40 0.425 0.415 2.93 20.21 N 50 0.3 0.382 2.70 17.51 N 60 0.25 0.22 1.55 15.96 N 80 0.2 0.34 2.40 13.56 N 100 0.15 0.179 1.26 12.29 N 200 0.075 0.675 4.77 7.52 FONDO FINO 1.065 7.52 0.00 TOTAL: 14.155 100.00
- 12. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 12 Del grafico obtenemos: D60=10 mm D10=0.112 mm D30=1.13 mm 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 0.010.1110100 PASANTEACUMULADO% DIAMETRO DEL TAMIZ (mm) CURVA GRANULOMETRICA
- 13. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 13 COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (CU) 𝐶 𝑈 = 𝐷60 𝐷10 𝐶 𝑈 = 10 0.112 𝐶 𝑈 =89.28 COEFICIENTE DE CURVATURA (CC) 𝐶 𝐶 = 𝐷30 2 𝐷10. 𝐷60 𝑪 𝑪 = 𝟗. 𝟖𝟐 Por lo tanto es una grava
- 14. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 14 VII. CONCLUSIONES Por las características se clasifica el suelo como una grava. Se considera que una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente. Para una base, el material analizado es adecuado. Para el agregado grueso se ha observado que hay cierta uniformidad, fundamental para una buena base. El tamaño máximo nominal obtenido fue de 2” que es adecuado para una base. En el Agregado Fino se observó que hay gran variedad de tamaños; ya que si tenemos arenas muy finas se obtienen mezclas segregadas y costosas mientras que con arenas gruesas mezclas ásperas; por esto se debe evitar la utilización de cualquiera de los dos extremos.
- 15. Facultad de ingeniería civil Pavimentos Página 15 VIII. RECOMENDACIONES Disgregar completamente las aglomeraciones de partículas, si el material contiene partículas finas plásticas se recomienda disgregar la muestra antes del tamizado. Se recomienda no sobrecargar los tamices, este error es muy frecuente, si hay porciones grandes debe tamizarlos en varias porciones. Los tamices deben agitarse en varias orientaciones, y así tengan mayor oportunidad de pasar en el. Se recomienda ejecutar el proceso con mucho cuidado, para minimizar las pérdidas de material, en el tamizado y en el pesado.