PRACTICA 5 COMPRESION SIMPLE EN SUELOSCOMPRESION SIMPLE EN SUELOSOBJETIVO

Introducir al estudiante a un procedimiento aproximado para evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos.

DESCRIPCIN DEL ENSAYOEl mtodo de ensayar muestras de suelo cohesivo en compresin simple, ha sido aceptado ampliamente, como un medio para determinar rpidamente la cohesin de un suelo. En este ensayo, las muestras se prueban hasta que la carga en dicha muestra comience a decrecer o hasta que por lo menos se haya desarrollado una deformacin unitaria del 20%.

Bsicamente, el ensayo consiste en colocar una muestra de longitud adecuada (L =2-3), entre dos placas (aparatos para transferir la carga al suelo), con piedras porosas insertadas. Se aplica una carga axial y a medida que la muestra se deforma crecientemente, se obtienen cargas correspondientes. Se registran las cargas de "falla" y deformacin. Estosdatos se utilizan paracalcularlasreas corregidas y la resistencia a la compresin inconfinada.

EQUIPO

Mquina de compresin inconfinada (cualquier tipo de mquina de compresin que tenga un sistema de lectura de carga de rango suficientemente bajo, para obtener lecturas de carga aproximada).

Torno de labrado.

Arco con segueta.

Balanza de precisin.

Vernier.

Acrlicos.

Chupadero.

Molde proctor para ser utilizado como accesorios de la maquina de compresin.

Vidrios de reloj.

Deformmetro de cartula (lectura con precisin de0.01 mm / divisin).

PROCEDIMIENTO

Preparar dos muestras cilndricas, con relacin L/d entre dos y tres.

Colocar las muestras en recipientes hmedos o dejarlas en el cuarto de humedad o envolverlo en un trapo humedo para prevenir su desecamiento mientras se espera turno para la mquina de compresin.

Calcular la deformacin correspondiente al 20 %de deformacin unitaria para las muestras mientras se espera turno para la mquina, deforma que se pueda saber, cuando termina el experimento, si la muestra recibe carga sin mostrar un pico, antes de que dicha deformacin unitaria suceda.

Calcular la densidad (Yg, Ys) y el contenido de humedad (%h) de las muestras.

Alinear cuidadosamente la muestra en la mquina de compresin. Si los extremos no son perfectamente perpendiculares al eje del espcimen, la parte inicial de la curva de esfuerzo deformacin unitaria ser plana (hasta que el rea total de la muestra contribuya a la resistencia al esfuerzo, las deformaciones unitarias sern demasiado grandes para el esfuerzo calculado).

Establecer el cero en el equipo de carga (bien sea un deformmetro de cartula para registrar la deformacin del anillo de carga o un DVM si se utiliza una clula de carga electrnica). En este momento es necesario aplicar una carga muy pequea sobre la muestra (del orden de una unidad del deformmetro de carga, o quiz 0.5 Kg. para una celda de carga).Prender la mquina y tomar lecturas en los deformmetro de carga y deformacin como sigue(para un deformmetro de 0.01 mm / divisin): de 10 en 10 segundos hasta llegar a 50 y posteriormente con intervalos de 15 segundos; y de aqu en adelante cada 50 a100 divisiones del deformmetro, hasta que suceda uno de los siguientes casos:

1.La carga sobre la muestra decrece significativamente.

2.La carga se mantiene constante por cuatro lecturas.

3.La deformacin sobrepasa significativamente el20% de la deformacin unitaria.

Determinar el contenido de humedad (%h) para cada muestra.

CALCULOS

Se efectan los clculos de esfuerzo y deformacin unitaria axial, de forma que se pueda dibujar una curva esfuerzo-deformacin unitaria, para obtener el mximo esfuerzo (a menos que ocurra primero el20% de la deformacin unitaria) que se toma como la resistencia a la compresin inconfinada (U) del suelo.

La curva esfuerzo-deformacin unitaria se dibuja para obtener un valor "promedio" de umayo, para tomar simplemente el valor mximo de esfuerzo. La Deformacin Unitaria () se calcula como se muestra a continuacin:

Donde:L = deformacin total de la muestra (axial), mm

Lo = Long. Original de la muestra, en mm.

De acuerdo a la construccin realizada en el Crculo de Mohr, es evidente que la Cohesin(c) de una muestra de suelo puede ser calculada mediante la siguiente expresin:

TABLA DE DATOS.

GRAFICA DE ESFUEZO- DEFORMACION.

Calcular la resistencia ala compresin simple (qu) la cohesin (C)

C=qu/2=.309581794/2=0.154790897

CONCLUSIONES:

El ensayo de compresin no confinada, tambin conocido con el nombre de ensayo de compresin simple o ensayo de compresin uniaxial, es muy importante en Mecnica de Suelos, ya que permite obtener un valor de carga ltima del suelo, el cual, como se vio, se relaciona con la resistencia al corte del suelo y entrega un valor de carga que puede utilizarse en proyectos que no requieran de un valor ms preciso, ya que entrega un resultado conservador. Este ensayo puede definirse en teora como un caso particular del ensayo triaxial.

Es importante comprender el comportamiento de los suelos sometidos a cargas, ya que es en ellos o sobre ellos que se van a fundar las estructuras, ya sean puentes, edificios o carreteras, que requieren de una base firme, o ms an que pueden aprovechar las resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y estabilidad, siendo el estudio y la experimentacin las herramientas para conseguirlo, y finalmente poder predecir, con una cierta aproximacin, el comportamiento ante las cargas de estas estructuras.

Debido a la compleja y variable naturaleza de los suelos, en especial en lo referido a la resistencia al esfuerzo cortante, existen muchos mtodos de ensayo para evaluar sus caractersticas. Aun cuando se utilizan otros mtodos ms representativos, como el triaxial, el ensayo de compresin simple cumple el objetivo buscado, sin tener que hacer un mtodo tan complejo ni usar un equipo que a veces puede ser inaccesible, lo que significa menor costo. Este mtodo de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos que no expulsan agua durante la etapa de carga del ensayo y que mantienen su resistencia intrnseca despus de remover las presiones de confinamiento, como las arcillas o los suelos cementados. Los suelos secos friables, los materiales fisurados, laminados o varvados, los limos, las turbas y las arenas no pueden ser analizados por este mtodo para obtener valores significativos de la resistencia a la compresin no confinada.

Este ensayo se realiza con el fin de determinar la resistencia o esfuerzo ltimo de un suelo cohesivo a la compresin no confinada, mediante la aplicacin de una carga axial con control de deformacin y utilizando una muestra de suelo inalterada tallada en forma de cilindro.n los agregados gruesos una de las propiedades fsicas en los cuales su importancia y su conocimiento es indispensable en el diseo de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIN O DESGASTE de los agregados.Esta es importante porque con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendr el concreto para la fabricacin de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas.El ensayo que se aplicar a continuacin da a conocer del agregado grueso el porcentaje de desgaste que este sufrir en condiciones de roce continuo de las partculas y las esferas de acero. Esto nos indica si el agregado grueso a utilizar es el adecuado para el diseo de mezcla y la fabricacin de concreto para la fabricacin de losas y pisos.OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL.Establecer el mtodo de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos, mayores de 19 mm, mediante la mquina de los ngeles.OBJETIVO ESPECFICO. Determinar el porcentaje de desgaste que existe en el agregado grueso. Conocer el uso y manejo de la Maquina de los ngeles.MATERIAL Y EQUIPOS Balanza. Un aparato sensible, fcil de leer, con precisin del 0.05% de la masa de la muestra en cualquier punto dentro del rango usado para este ensayo. Estufa de Secado. Se debe mantener la temperatura uniforme Tamices. Serie de tamices que deben cumplir con la Norma ICONTEC 32. Se utilizaron los tamices 1 ", 1", ", ", ?", N4. Maquina de los ngeles. Aparato especificado por la Norma ICONTEC 98.BASE TERICALa resistencia a la abrasin, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las caractersticas de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partculas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros.Para determinar la dureza se utiliza un mtodo indirecto cuyo procedimiento se encuentra descrito en la Normas ICONTEC 93 y Norma ICONTEC 98 para los agregados gruesos. Dicho mtodo ms conocido como el de la Mquina de los Angeles, consiste bsicamente en colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilndrico de acero que est montado horizontalmente. Se aade una carga de bolas de acero y se le aplica un nmero determinado de revoluciones. El choque entre el agregado y las bolas da por resultado la abrasin y los efectos se miden por la diferencia entre la masa inicial de la muestra seca y la masa del material desgastado expresndolo como porcentaje inicial.Porcentaje de desgaste = [ Pa Pb] / PaDondePaes la masa de la muestra seca antes del ensayo (grs)Pbes la masa de la muestra seca despus del ensayo, lavada sobre el tamiz 1.68 mmEn el ensayo de resistencia a la abrasin o al desgaste se utiliza la Maquina de los ngeles. Esta es un aparto constituido por un tambor cilndrico hueco de acero de 500 mm de longitud y 700 mm de dimetro aproximadamente, con su eje horizontal fijado a un dispositivo exterior que puede transmitirle un movimiento de rotacin alrededor del eje. El tambor tiene una abertura para la introduccin del material de ensayo y de la carga abrasiva; dicha abertura est provista de una tapa que debe reunir las siguientes condiciones:a. asegurar un cierre hermtico que impida la perdida del material y del polvo.b. Tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposicin de la pestaa que se menciona ms abajo, se tenga certeza de que el material no puede tener contacto con la tapa durante el ensayo.c. Tener un dispositivo de sujecin que asegure al mismo tiempo la fijacin rgida de la tapa al tambor y su remocin fcil.El tambor tiene fijada interiormente y a lo largo de una generatriz, una pestaa o saliente de acero que se proyecta radialmente, con un largo de 90 mm aproximadamente. Esta pestaa debe estar montada mediante pernos u otros medios que aseguren su firmeza y rigidez. La posicin de la pestaa debe ser tal que la distancia de la misma hasta la abertura, medida sobre la pared del cilindro en direccin de la rotacin, no sea menor de 1250 mm. La pestaa debe reemplazarse con un perfil de hierro en ngulo fijado interiormente a la tapa de la boca de entrada, en cuyo caso el sentido de la rotacin debe ser tal que la carga sea arrastrada por la cara exterior del ngulo.Una carga abrasiva consiste en esfera de fundicin o de acero de unos 48 mm de dimetro y entre 390 y 445 gramos de masa, cuya cantidad depende del material que se ensaya, tal como se indica en la siguiente tablaTIPONMEROS DE ESFERASMASA DE LAS ESFERAS (grs)

ABCD1211865000 254584 253330 252500 15

PROCEDIMIENTOSe mide unos 5000 grs de muestra seca con una aproximacin de 1 gramo y se coloca junto con la carga abrasiva dentro del cilindro; se hace girar este con una velocidad entre 30 y 33 rpm, girando hasta completar 500 vueltas teniendo en cuenta que la velocidad angular es constante.Despus se retira el material del cilindro y luego se hace pasar por el tamiz # 12 segn lo establecido en la Norma ICONTEC 77. El material retenido en el tamiz #12 debe ser lavado y secado en el horno a una temperatura comprendida entre 105 C y 110 C. Al da siguiente se cuantifico la muestra eliminando los finos y luego fue pesada.DATOS Y RESULTADOSPeso de la Muestra seca del agregado (Pa) = 4997 grsTAMIZPESO RETENIDO (grs)

1 "1" " "1250,71239,31231,41275,6

Total4997

Tipo A 12 esferas 500 vueltasPeso seco del ensayo lavado sobre el tamiz #12 (Pb) = 3298 grsPorcentaje de desgaste = ( [ Pa Pb] / Pa) * 100Porcentaje de desgaste = ( [ 4997 - 3298] / 4997) * 100Porcentaje de desgaste = 34%CONCLUSIONESSegn los resultados obtenidos en el laboratorio se puede concluir que contamos con un agregado de alta resistencia al desgaste.Por lo tanto que dicho agregado es apto para el diseo de la mezcla de concreto, ya que nos podra garantizar buenos resultados al ser utilizado debido a la dureza que presenta al ser sometido a fricciones junto con las esferas.Tambin se puede tener en cuenta que las propiedades de los agregados dependen principalmente de las caractersticas de la roca madre de donde proviene.El porcentaje de desgaste de 34% sirve para la fabricacin de losas, pisos y estructuras donde se emplee el concreto.BIBLIOGRAFANORMA TCNICA COLOMBIANA # 93. Determinacin de la resistencia al desgaste de los tamaos mayores de agregado grueso utilizando la maquina de los ngeles.NORMA TCNICA COLOMBIANA # 98. Determinacin de la resistencia al desgaste de los tamaos menores de agregado grueso utilizando la maquina de los ngeles.CONCRETO. Serie de Conocimientos Bsicos. Revista N1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento.