granulometria-CLASE3

Universidad Nacional de AsunciónFacultad de Ingeniería

Campus Universitario – San Lorenzo - Paraguay

DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES y VIAS

INDICE1. OBJETO 22. ALCANCE 23. DEFINICIONES 24. GENERALIDADES 25. REALIZACIÓN 3

5.1. EQUIPOS Y MATERIALES 35.2. PREPARATIVOS 3

5.2.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ANTES DEL CUARTEO

3

5.2.2. EJECUCIÓN DEL CUARTEO 35.3. PROCESO DEL ENSAYO 5

5.3.1. PROCEDIMIENTO PARA EL MÈTODO MECÁNICO

5

5.3.2. PROCEDIMIENTO PARA EL MÉTODO MECÁNICO CON LAVADO PREVIO

6

REFERENCIAS 8

Preparado por:

………………………………….Ing. Cynthia Ruiz DíazLABORATORISTAFecha: 2015

Revisado por:

……………………………………..Ing. Francisco OrtizJEFE DE LABORATORIOFecha: 2015

Aprobado por:

…………………………………….Hugo FlorentinDIRECTOR DT y VFecha :2015

REVISIÓN

01

ENSAYO ANALISIS GRANULOMETRICODTyV-LGyA-2015

Versión 2BPágina: 2 de 7

NOMBRE DEL ENSAYO: ANALISIS GRANULOMETRICO

1.- OBJETOEstablecer el procedimiento para determinar la composición granulométrica de una muestra de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo.

2.- ALCANCEEl método es válido para tamaños mayores que la abertura del tamiz de 0,074 mm ( N° 200)

3.- DEFINICIONESSe denomina clasificación granulométrica o granulometría, a la medición y graduación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.

4.- GENERALIDADES

El análisis granulométrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de granos presentes en una masa de suelo dada. Para obtener un resultado significativo, la muestra debe ser estadísticamente representativa de la masa de suelo. Como no se puede determinar el tamaño real de cada partícula independiente de suelo, la práctica solamente agrupa los materiales por rango de tamaño.

Para lograr eso, se obtiene la cantidad de material que pasa a través de un tamiz con una malla dada, pero que es retenido en el siguiente tamiz cuya malla tiene tamaños ligeramente menores a la anterior y se relaciona esta cantidad obtenida con el total de la muestra pasada a través de los tamices.

Es evidente que el material retenido de esta forma en cualquier tamiz estará formado por partículas de muchos tamaños, todos los cuales son menores al tamaño de la malla a través de la cual todo el material pasó, pero mayores que el tamaño de la malla del tamiz en el cual el suelo fue retenido.

Los tamices son hechos de alambre forjado con aberturas cuadradas. El tamiz Nº: 200 (0.075 mm) es el tamiz más pequeño en la práctica.

Para mallas de tamaño inferior al de este tamiz es difícil permitir el paso libre del agua; un suelo ofrece más resistencia que el agua, por consiguiente los tamices con mallas más pequeñas que el tamiz Nº: 200 son más interesantes desde el punto de vista académico que desde el práctico. Todos los sistemas de clasificación utilizan el tamiz Nº: 200 como punto divisorio. Las clasificaciones se basan generalmente en términos de la cantidad retenida o pasante a través del tamiz Nº: 200.

Cuando se desea conocer la escala aproximada de las partículas de suelos menores que el tamiz Nº: 200, el ensayo comúnmente utilizado es “Análisis granulométrico - Método del hidrómetro”.

https://es.wikipedia.org/wiki/Suelos

https://es.wikipedia.org/wiki/Roca_sedimentaria

https://es.wikipedia.org/wiki/Polvo



5.- REALIZACIÓN

5.1.- EQUIPOS Y MATERIALES

- Cepillo- Estufa- Juego de tamices con

tapa y fondo- Pulverizador mecánico de

suelo- Balanza de sensibilidad 0.1

gramos.- Un vaso de precipitado de unos 600 cm3- Agua destilada

- Un cuarteador para áridos grueso y otros para finos - Una lona de 2x 2 m. y 2 barras de 2,5 m.- Un mortero con manilla que tenga goma en su parte inferior y un mazo de goma - Pala o paleta para manejar el material

5.2.- PREPARATIVOS

5.2.1.- PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ANTES DEL

CUARTEO

5.2.1.1.- Se seca la muestra al aire colocándola extendida.

5.1.1.2.- Se desmenuza el material deshaciendo los terrones por medio del mortero o mazo de goma.

5.2.2.- EJECUCIÓN DEL CUARTEO

5.2.2.1.- Dividir la muestra en dos partes aproximadamente iguales, manteniéndose en ellas la composición original. Repetir la operación en una de ellas y así sucesivamente, hasta obtener la cantidad que se necesita.

5.2.2.2.- Cuando se dispone de aparato de cuarteo, para dividir una muestra en dos partes, basta pasarla por dicho aparato.

5.2.2.3.- Tratándose de muestra con tamaños superiores a la abertura del aparato, se opera con una lona sobre la cual se coloca la muestra original previamente homogeneizada por paleo y convenientemente extendida; Después se meten entre la lona y el suelo dos barras perpendiculares entre sí y cruzándose por el centro de la muestra. Levantando simultáneamente ambas del suelo, la muestra queda dividida en cuatro partes iguales. De estas cuatro partes se hacen dos reuniendo las situadas en cuadrantes opuestos.

5.2.2.3.- Cantidad precisa para los distintos ensayos

La cantidad de la muestra depende del tipo de suelo que se va a cribar



TIPO CANTIDAD

SUELO DE GRANO FINO 100 - 200 gr.

SUELO ARENOSO 200 - 500 gr.

SUELO GRAVOSO 1 - 3 Kg

Para suelos arenosos con granos finos, se recomiendan dos series de tamices

SERIE TIPICA DE TAMICES SERIE ALTERNATIVA DE TAMICES

TAMIZ N° ABERTURA (mm) TAMIZ N° ABERTURA (mm)

Tapa Tapa

4 4.75 4 4.75

10 2.00 10 2.00

20 0.850 30 0.600

40 0.425 50 0.300

60 0.250 100 0.150

140 0.106 200 0.075

200 0.075

Bandeja Bandeja

5.3.- PROCESO DEL ENSAYO

5.3.1.- PROCEDIMIENTO PARA EL METODO MECANICO

5.3.1.1- Se seca en estufa la muestra obtenida mediante el procedimiento anterior

5.3.1.2.- Se pesa la muestra después de enfriada y se registra el peso con aproximación de gramos.

5.3.1.3.- Se machacan los terrones del material con el rodillo, haciéndole rodar sobre una superficie limpia y llana. Se pulveriza el material con una mano de mortero recubierta con goma.



5.3.1.4.- Se lleva la muestra al juego de tamices (los más gruesos arriba y los finos abajo), se coloca una tapa al tamiz superior y la bandeja en la parte baja; se sacude todo el conjunto con un movimiento rotatorio horizontal. Los tamices pueden agitarse de vez en cuando. El período de agitación depende del material fino que haya en la muestra, pero no deberá ser menor de 15 minutos para suelos de granos más finos.

NOTA: El número y tamaño de las cribas que se deben usar, depende del suelo que se esté ensayando y del propósito del ensayo. Es permisible omitir algunos de los tamaños intermedios.

5.3.1.5.- Se pesa el material retenido en el mayor de los tamices, leyendo con aproximación de 5 gramos. Se determina el peso acumulado de cada cantidad y se anota el peso retenido y el pasante.

5.3.1.6.- Se repite el procedimiento con los sucesivos tamices más pequeños. Las partículas sueltas que quedan retenidas en los alambres de las cribas no deben forzarse a pasar a través de ellas, se deben quitar a mano e incluirlas con su fracción, antes de pesar. Los tamices mas finos deben invertirse sobre un recipiente y limpiarlos cepillándolos.

5.3.2.-

PROCEDIMIENTO PARA EL METODO MECANICO

CON LAVADO PREVIO

5.3.2.1.- Se hace lo mismo que en los pasos 5.3.1.1. al 5.3.1.3. explicados en el método anterior

.

5.3.2.2.- Se pone la muestra en un recipiente, y se llena con agua suficiente para cubrir el material. Se deja empapar hasta que todo el material quede disgregado, esto puede requerir de 2 a 12 Hs.

Se revuelve la muestra con los dedos, luego se vierte el agua sucia, cuidando de arrastrar ninguna de las partículas visibles del fondo del recipiente.

5.3.2.2.- Añadir agua limpia y repetir el proceso de lavado hasta que el agua de lavado permanezca limpia.



Las piedras más grandes de la muestra se lavan una a una y se ponen en una bandeja o recipiente separado.

5.3.2.3.- Secar a estufa la muestra y volver a pesar.

5.3.2.4.- Hacer un análisis con tamices de la muestra lavada como en los anteriores pasos 5.2.1.4. al 5.2.1.6.

Nota: La diferencia en peso entre la muestra original secada en estufa y la lavada (también secada en estufa) se añade al paso del material retenido en la cazoleta para determinar el peso del suelo que pasa por el tamiz Nº: 200.

El proceso de tamizado no provee información sobre la forma de los granos de suelo, si ellos son angulares o redondeados. Sólo da información sobre los granos que pueden pasar a través de una malla de abertura rectangular de un cierto tamaño.

La información obtenida del análisis granulométrico se presenta en forma de curva.

Para poder visualizar fácilmente la distribución de los tamaños de granos, dado que pueden variar entre 2.00 mm. a 0.075 mm. (Tamiz Nº: 200) y para poder tener precisión en todas las lecturas, es necesario recurrir a una representación logarítmica.

El porcentaje pasante o retenido se emplea como ordenada en escala natural y como abscisa la abertura de la malla de los tamices en escala logarítmica. La curva de distribución granulométrica que se obtiene siguiendo el procedimiento que se describirá mas adelante es satisfactoria para predecir el comportamiento de suelos no cohesivos y saber el porcentaje pasante y retenido por el tamiz Nº: 200, para clasificación de suelos.

Las características granulométricas de un suelo pueden expresarse por un término numérico indicativo de algún tamaño de grano característico y del grado de uniformidad, o bien por medio de nombres o símbolos que indiquen la fracción de suelo predominante.

P-T-200 50% Suelo fino ( limo o arcilla)

P-T- 200 50 % Suelo arenoso

R-T- 4 50% Grava

El método más conocido es el introducido por Allen Hazen, quien encontró que la permeabilidad de las arenas sueltas para filtros dependía de dos cantidades a los que llamó Diámetro efectivo (D10) .

K= C D102

El D10 se refiere al diámetro aparente de la partícula del suelo y el subíndice denota el porcentaje de material más fino. Por ejemplo: D10 = 0.15 mm significa que el 10 % de los granos de la muestra son menores en diámetro que 0.15 mm. y el 90 % mas grande. El D10 es también llamado tamaño efectivo de un suelo.

Matemáticamente el coeficiente de uniformidad de un suelo se define como:

Cu 6 p/ arenas

Cu 4 p/ gravas

D60

Cu = D10



Un valor grande de Cu indica que los diámetros D60 y D10 difieren en un tamaño apreciable. No asegura sin embargo que no exista un vacío de gradación, como el que se presenta cuando faltan por completo o existe una muy pequeña cantidad de diámetros de un determinado tamaño.

El coeficiente de curvatura Cc. es una medida de la forma de la curva entre el D60 y el D10, y se define como:

(D30)2

Cc =

D10 x D60

Valores de Cc. muy diferentes de uno, indica que falta una serie de diámetros entre los tamaños correspondientes, al D10 y al D60.

Los diámetros correspondientes al D15 y D85

pueden utilizarse para determinar la capacidad del suelo para ser usado en diseño de filtros de una presa o para recubrir los agujeros de tubería perforada utilizada como sistema de drenaje.

Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con tamices se hace bien con la muestra entera, o bien parte de

ella, después de separar los finos por lavado si es necesario. Si la necesidad del lavado no puede determinarse por examen visual, se seca a estufa una pequeña porción húmeda del material y luego se examina su resistencia en seco rompiéndola entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino se pulveriza bajo la presión de los dedos, entonces el análisis con tamices se puede efectuar sin previo lavado.

.

REFERENCIAS

E-6

AASHTO T87 – 70 (Preparación de la muestra)

AASHTO T88 – 70 (Procedimiento de prueba)

ASTM D 421-58 Y D 422-63

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