definicion de tamaño y forma de particulas

Ing :Jorge E Huallpa MamaniMECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*

MECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.

Definicion de tamaa y forma de las partitulas propiedades de los suelosMecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


Mecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*

Mecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.

. Mecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


FORMA Y TEXTURA DE LAS PARTICULAS DE UN SUELO.Se define forma como a los rasgos particulares y textura como al tamao que tiene la partcula de suelo. Existen tres categoras tpicas de texturas que presentan las partculas del suelo donde puede evaluarse la forma, que son la: granular, en hojuela y en aguja.Forma granular.Este tipo de partculas principalmente estn constituidas de fragmentos provenientes de la meteorizacin fsica de rocas y minerales. Para describir la textura de estas partculas se usan los trminos: angular, subangular, redondeada y subredondeada.La esfericidad es opuesta a la angularidad, es decir que una partcula ms angular ser menos esfrica o viceversa. La esfericidad Es, para una partcula de forma granular se define como: Donde:De = Dimetro equivalente de la partcula, que ser: L = Longitud de la partcula.V = Volumen de la partcula.



Textura de partculas con forma granular (Das, 1998).Mecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


Textura en hojuela.La textura de las partculas de minerales de arcilla tienen la forma de hojuelas o escamas, estas son partculas muy pequeas con muy poca esfericidad y solo pueden observarse con microscopios electrnicos.Textura en aguja.Estas partculas son igualmente pequeas a las anteriores, su textura tiene la forma de una aguja y generalmente estn presentes en depsitos de coral y rara vez en suelos arcillosos.



TEXTURA Y COLORMecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


SUELOS FINOS


SUELOS LIMO ARCILLOSOS

El limo es inestable. Difcil de compactar, fcilmente erosionable y sujeto al fenmeno de tubificacin.La arcilla tiene adherencia, consistencia o cohesin que vara con la humedad. Caractersticas asociadas a la fsico-qumica de la partcula, mineraloga, capacidad de intercambio inico (fuerzas de atraccin y repulsin moleular).

Las partculas que no puedan identificarse individualmente se denominan partculas finas

IDENTIFICACION DE SUELOS LIMOARCILLOSOSEN EL CAMPO CON EL MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 40:

A. Dilatancia (Reaccin a la agitacin) B. Resistencia en estado seco (a la disgregacin)C. Tenacidad (consistencia cerca del lmite plstico)

A. Dilatancia (Reaccin a la agitacin) Se prepara una pastilla de suelo hmedo. Colquese la pastilla en la mano. Agtese golpeando varias veces. El limo en que la superficie de la pastilla, adquiere una consistencia brillante debido a la expulsin del agua. Las arenas limpias dan la reaccin ms rpida. Las arcillas no presenta reaccin.

Ensayo de dilatancia Se evala la velocidad de aparicin de agua en la superficie de la mezcla, al sacudir la palma de la mano (nula, muy lenta, lenta, rpida).

B. Resistencia en Estado Seco (a la disgregacin). Se prepara una pastilla de suelo hmedo. Se deja secar la pastilla al sol, luego midiendo su resistencia, desmoronndola con los dedos. La resistencia (en estado seco) aumenta con la plasticidad (presencia de arcilla). Una elevada resistencia es una arcilla CH. Un limo posee una resistencia muy ligera. Las arenas finas limosas tienen resistencia ligera.

Ensayo de Resistencia en Estado Seco

Se evala la resistencia ante la presin de los dedos, de una muestra seca al aire (nula, ligera, media, alta, muy alta)

Formar con una masilla de suelo un cilindro de aproximadamente 3 mm. de dimetro. Con el amasado la humedad se reduce y la muestra adquiere una consistencia dura. Cuanto ms tenaz es el rollito y cuanto ms duros son los trozos al desmoronarse, mayor es el contenido de arcilla. C. Tenacidad (consistencia cerca del L.P.)

Ensayo de Tenacidad Se evala la consistencia del suelo con humedad cercana al lmite plstico (nula, ligera, media, alta)

CONTRACCION DE ARCILLAS

CAMBIOS VOLUMETRICOS Y LIMITE DE CONTRACCIONL.C.L.P.L.L.CON VARIACIONVOLUMETRICASIN VARIACIONVOLUMETRICAARCILLA DE BAGUA (CONTRACTIVO)ARCILLA DE TALARA (EXPANSIVO)A. ORDOEZ, 1999

Suelos de comportamiento variable, generalmente compresibles y de baja capacidad de soporte.Resistencia : variable, bajaCohesin : variableFriccin, f : nulaPeso unitario : 1.6 a 1.8 ton/m2Compresibilidad: variable, altaCapacidad de soporte : 0.5 a 2.0 kg/cm2Mdulo elstico : 10 a 150 kg/cm2Suelos pueden ser malos como cimentacin.Necesidad de ensayos de consolidacin.Cimentacin con zapatas conectadas o losas.Estructuras deben transmitir bajas presiones. DEPOSITOS DE ARCILLAS

Pesos unitarios tipicosMECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


Peso especifico o gravedad especificaMECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


Compacidad relativa de suelos (SPT)MECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


Resistencia de la arcilla(SPT)MECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


Propiedades mecnicas de los suelosResistencia al esfuerzo cortante. Cohesin y Angulo de friccinPermeabilidad y flujo de agua



CompresibilidadMecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


Compactacin.Mecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


Caracterstica de perfil de suelo residualMecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


SIMBOLO DE TIPO DE SUELOMecanica de suelos I Ing Jorge E Huallpa M.*


MUESTREOMECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


MUESTREO ALTERADOMECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


DESCRIPCION DE ENSAYO SPTMECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


Muestreo del AgregadoASTM D - 75 Objetivo: La obtencin de una porcin representativa de un volumen mayor de un material sobre el cual se desea obtener informacin.

Las propiedades de la muestra se consideran representativas del lote.

Herramientas:Bolsas o recipientes para el almacenamiento.Lampa o cucharn y tubo (30 mm +/- 2mm)Ficha de identificacin Plancha de acrlico o de madera

Procedimiento:

Para Agregado Grueso:Dividir la pila de material en tres secciones horizontales y tomar incrementos de cada zona.

Para Agregado Fino:Tomar 5 incrementos aleatoriamente combinndose en una sola muestra.

SuperiorMediaInferior

Procedimiento:

Cada toma debe calcularse segn el cuadro:

Tamao Mximo NominalPeso Mnimo (kg)1 751 50 25 153/8 12Agregado fino12

CUARTEO: Operacin de reduccin de tamao de muestra1.- Mecnico:

CUARTEO: Operacin de reduccin de tamao de muestra2.- Manual:

Herramientas y Materiales:

- Lona o plstico - Lampa o cucharn- Brocha- Regla de tamao adecuado- Recipientes

Procedimiento:

Colocar la muestra en un lugar plano, de preferencia sobre un plstico.Mezclar bien y formar un crculo aplanado. (Si es agregado fino, humedecer la muestra de encontrarse seca)2

3 4Separar la muestra en cuatro partes iguales mediante una regla separadora.Tomar dos porciones diagonales ya sea para el agregado o para seguir reduciendo la muestra.Limpiar con una brocha el piso para eliminar el polvo.Repetir hasta obtener el tamao de muestra requerido. 4

Anlisis Granulomtrico NTP 400.012ASTM C 136 Es la representacin numrica de la distribucin volumtrica de las partculas por tamaos.

La medicin de los diferentes tamaos de partculas es indirecta, tamizndolas por mallas de aberturas conocidas y pesando el material retenido referidos en %.La serie de tamices estndar para concreto ASTM E-11Empieza con el tamiz de abertura cuadrada 3 y la siguiente es igual a la mitad de la anterior.3 , 1 , 3/4 , 3/8 , # 4 , # 8 , # 16 , # 30 , # 50 , # 100 , # 200

Granulometra de finoLa norma permite el uso de agregados que no cumplan con las gradaciones especificadas, siempre y cuando se asegure que el material producir concreto de la calidad requerida.

TamizAbertura% Pasa3/8 9,5 mm100N 44,75 mm95 a 100N 82,36 mm80 a 100N 161,18 mm50 a 85N 30600 um25 a 60N 50300 um05 a 30N 100150 um0 a 100

Para Agregado Grueso

Hoja1

HUSOTAMAO MXIMO NOMINALPORCENTAJE QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS

100 mm (4 pulg)90 mm (31/2 pulg)75 mm (3 pulg)63 mm50 mm37.5 mm25.0 mm19 mm12.5 mm (1/2 pulg)9.5 mm4.75 mm2.36 mm (No 8)1.18 mm (No 16)300 m (No 50)

(2 1/2 pulg)(2 pulg)(1 1/2 pulg)(1 pulg)(3/4 pulg)(3/8 pulg)(No 4)

190 mm A 37.5 mm (3 1/2 pulg a 1 1/2 pulg)10090 a 100-25 a 60-0 a 5--------

263 mm a 37.5 mm (2 1/2 pulg a 1 1/2 pulg)--10090 a 10035 a 700 a 15-0 a 5------

350 mm a 25,0 mm (82 pulg a 1 pulg)---10090 a 10035 a 700 a 15-0 a 5-----

35750 mm a 4.75 mm (2 pulg a Nnno 4)---10095 a 100-35 a 70-10 a 30-0 a 5---

437.5 mm a 19,0 mm (1 1/2 pulg a 3/4 pulg)----10090 a 10020 a 550 a 15-0 a 5----

46737.5 mm a 4.75 mm (1 1/2 a Nno 4)----10095 a 100-35 a 70-10 a 300 a 5---

525 mm a 12.5 mm (1 pulg a 1/2 pulg)-----10090 a 10020 a 550 a 100 a 5----

5625.0 mm a 9.5 mm (1 pulg a 3/8 pulg)-----10090 a 10040 a 8510 a 400 a 150 a 5---

5725.0 mm a 4.75 mm (1 pulg a No4)-----10095 a 100-25 a 60-0 a 10---

619.0 mm a 9.5 mm (3/4 pulg a 3/8 pulg)------10090 a 10020 a 550 a 150 a 5---

6719.0 mm a 4.75 mm (3/4 pulg a No4)------10090 a 100-20 a 550 a 10---

712.5 mm a 4.75 mm (1/2 pulg a No4)-------10090 a 10040 a 700 a 15---

89.5 mm a 2.36 mm (3/8 pulg a No 8)--------10085 a 10010 a 300 a 100 a 5-

899.5 mm a 1.18 mm (3/8 pulg a No 16)--------10090 a 10020 a 355 a 300 a 100 a 5

94.75 mm a 1.18 mm (No4 a No16)---------10085 a 10010 a 400 a 100 a 5

Hoja2

Hoja3

Equipos:

Balanza:Ag. fino (aprox. 0.1 gr.)Ag. grueso (aprox. 0.5 gr.) 0.1 % de la carga mxima.MallasCernidor Mecnico.Horno ( 110 +/- 5 oC ) cocina.

Procedimiento:

Cuartear la muestra de agregado fino aprox. 500 gr.La muestra de agregado grueso seco. (Para agregados de tamao mximo nominal menores a 1/2 ).Los pesos se consideran secos

Tamao Mximo NominalPeso Mnimo (kg)3/8 1 2 51 101 15

Procedimiento:La muestra de agregado fino debe secar en una estufa a 110 + - 5C.La muestra de agregado grueso puede secarse al ambiente.

Colocar las mallas en forma decreciente incluir un fondo y una tapa.Agitar las mallas manualmente o con la zaranda hasta que no pase ms del 1 % de masa residual pasante.

Mdulo de fineza:

Es la suma de los porcentajes retenidos acumulativos de la serie estndar hasta el tamiz N 100., dividido entre 100.Representa la distribucin volumtrica de las partculas de agregados.Es un criterio aplicable a la piedra y a la rena independientemente o la mezcla de agregados en conjunto.Superficie especfica:

Es el rea superficial total de las partculas de agregados referida al peso absoluto. Se expresa en cm2/gr.Nos permite comprender la relacin entre los gregados y la pasta de cemento.El agregado fino siempre tiene una superficie especfica alta, en cambio el correspondiente al agregado grueso suele ser bastante baja.

Material ms fino que la Malla # 200 NTP 400.018ASTM C 117 Est constituido por limos y arcillas, se presenta recubriendo el agregado grueso o mezclado con el agregado fino.

Su relacin directa en el concreto es la adherencia entre la pasta de cemento y los agregados. Un moderado porcentaje de elementos muy finos puede favorecer la trabajabilidad, pero su incremento puede afectar al concreto.

Peso seco de la muestraRepetir el lavado por decantacin hasta que las aguas sean claras.

Tamao Mximo NominalPeso Mnimo (gr)4,75 mm (N 4)3009.5 mm (3/8 )100019 mm (3/4 )250037,5 mm (1 )5000

% Material < # 200 = (Peso seco muestra original Peso seco muestra despus de lavado)X 100Peso seco muestra original

Equivalente de Arena en Agregados FinosNTP 339.146ASTM D - 2419Nos permite cuantificar la cantidad de contaminacin de limo o arcilla en el agregado fino o suelo.

El trmino equivalente de arena representa a los suelos granulares y agregados finos, que son mezclas de partculas gruesas deseables, arena y generalmente arcilla, finos plsticos o polvo no deseado.

Este ensayo nos indica bajo condiciones estndar las proporciones relativas de finos arcillosos o plsticos y polvos en suelos granulares y agregados finos que pasen la malla # 4 (4,75mm).

Equipos:Cilindro transparente graduado de acrlico, tapa de jebe, tubo irrigador, montaje de pie y de sifn.Agitador mecnico de equivalente de arena. (Tiro: 203.2 +/- 1.0 mm Operacin: 175 +/- 2 cpm).Agitador equivalente de arena manualmente operado (opcional)Horno ( 110 +/- 5 C )Papel filtro, Watman No. 2V. Cronmetro Malla N 4.Embudo, lata cilndrica, botellas Plato plano

Procedimiento:

El ensayo debe realizarse en una zona libre de vibracin, la vibracin excesiva puede causar que el material suspendido se asiente a una velocidad mayor de la normal.Se requiere mnimo una muestra de 1500 gr. De material que pase la malla N 4.Temperatura ambiente de 22 +/- 3C, durante la realizacin de la prueba.La solucin de cloruro de calcio no debe estar expuesta al sol (puede producir hongos).

Procedimiento:

La solucin que tenga ms de dos semanas, deber ser desechada. El ensayo debe realizarse en una zona libre de vibracin, la vibracin excesiva puede causar que el material suspendido se asiente a una velocidad mayor de la normal.

Impurezas Orgnicas NTP 400.024ASTM C - 40 Influyen en los tiempos de fraguado y desarrollo de resistencia.

En grandes cantidades pueden provocar manchas o afectar la durabilidad.

Su presencia puede consistir de productos de destruccin o descomposicin de materia vegetal (marga orgnica y humus).

Equipos:

Botellas de vidrio incoloro y graduados con tapas hermticas. (cap. 350-470 ml)Reactivos: Hidrxido de sodio NaOH 3%.Solucin de color de referencia. ( k2 Cr2 O7 + H2 S O4 ) o Paleta de colores patrn.

Procedimiento:

Se tamiza el material por el tamiz N 4 .Secar la muestra a una temperatura de 110 C +- 5C.En un frasco de vidrio graduado en pulgadas hasta el nivel 6 se coloca la muestra a un nivel 4.Se agrega Hidrxido de sodio al 3%, hasta que la solucin llegue al nivel 6. Se deja reposar 24 hr.

Se compara la coloracin de la muestra con el colormetro patrn. Si la muestra adquiere una colocacin de transparente hasta rojizo, no tiene problemas, pero si la muestra adquiere un color oscuro, definitivamente contiene alto grado de materia orgnica.

Partculas Ligeras en los Agregados NTP 400.023ASTM C - 123 Su presencia en cantidades apreciables, provoca la localizacin de zonas dbiles y pueden inferir con la durabilidad.La determinacin se realiza por el mtodo de separacin de hundir-flotar en un lquido pesado de peso especfico determinado.

Ensayo para la Resistencia a la degradacin del Agregado Grueso de Tamaos Menores por Abrasin e Impacto en la Mquina de los Angeles.NTP 400.019ASTM C - 131 Ensayar agregados gruesos de tamaos menores que 1 para determinar la resistencia a la degradacin usando la mquina de Los ngeles.

Ensayo para la Resistencia a la degradacin del Agregado Grueso de Tamao Grande por Abrasin e Impacto en la Mquina de los Angeles.NTP 400.020ASTM C - 535 Ensayar agregados gruesos de tamao grande mayores que para determinar la resistencia a la degradacin usando la mquina de Los ngeles.

Clculos:

P1 = Peso InicialP2 = Peso Final

% Desgaste= (P1 P2)X 100P1

Alterabilidad de los agregados

Ensayo para la determinacin de Terrones de Arcillas y Partculas Friables.NTP 400.015ASTM C - 142 Su presencia en cantidades apreciables, provoca la localizacin de zonas dbiles y pueden inferir con la durabilidad.Determina aproximadamente los terrones de arcilla y y partculas friables en los agregados.

Gravedad Especfica y Absorcin de Agregado FinoNTP 400.022ASTM C - 128 Determinar el peso del agregado por unidad de volumen sin considerar sus vacos.Tambin se determina el porcentaje de absorcin o contenido de agua exacto que requiere el agregado para saturar sus vacos.

Gravedad Especfica y Absorcin de Agregado GruesoNTP 400.021ASTM C - 127 Determinar el peso del agregado por unidad de volumen sin considerar sus vacos.

Tambin se determina el porcentaje de absorcin o contenido de agua exacto que requiere el agregado para saturar sus vacos.

Peso Unitario y Vacos en AgregadosNTP 400.017ASTM C - 29 Permite determinar el peso unitario del agregado en condicin compactada o suelta y calcula los vacos entre las partculas en los agregados finos, grueso o mezclas basados en la misma determinacin.

El peso unitario de los agregados en los concretos de peso normal, entre 2200 y 2400 kg/m3 generalmente estan entre 1500 y 1700 kg/m3

1700 g 1800 g1400 g 1500 g

300 ml 500 mlMuestra sin agua

Peso Unitario Compactado:

Peso Unitario Suelto:

Contenido de Humedad TotalNTP 339.185ASTM C - 566 Determina el porcentaje de humedad evaporable en una muestra por secado.Este mtodo es suficientemente preciso para propsitos de rutina.El tamao de la muestra del agregdo fino y agregado grueso no debe ser menor a 500gr. +- 20

% Humedad= (Peso muestra humeda Peso de la muestra seca)X 100Peso de la muestra seca

humedad-% de variacion

0.00148688830.1005459116

0.01894527220.1846163703

0.00545955990.1903934061

0.0099539519

0.0552342661

15 min secado en cocina

30 min secado en cocina

Humedad (secado por cocina) (%)

Porcentaje de variacin entre el secado en horno-cocina

Humedad (%) VS Porcentaje de variacin entre el secado en horno-cocina

Grfico2

1.76443073051.3399155764

1.90254365091.5615106872

muestra 1

muestra 2

minutos

humedad (%)

Secado por Cocina Tiempo (min) VS Humedad (%)

Grfico3

6.9869383061

7.1011572454

7.1

peso constante

aumento de humedad en 1.57% por quemar

humedad = 7.00 %

humedad = 7.57 %

muestra 3

minutos

humedad (%)

Secado Tiempo (min) VS Humedad (%)

Hoja1

RESULTADOS DE HUMEDAD

SECADO EN COCINA Vs SECADO EN HORNO

SECADO EN COCINASECADO EN HORNO

tiempo de secado (minutos)peso inicial (humedo) gramospeso final (seco) gramostemperatura cocinatemperatura agregadohumedadtiempo de secado (minutos)peso inicial (humedo) gramospeso final (seco) gramostemperatura cocinatemperatura agregadohumedaddiferencias de humedades (coc - horno)prom de diferencias de W para 30-15min% de variacion en funcion a la w del horno

30 min675.9644.1300C a ms280C en prom.4.94445684.4655.3110C85C en prom4.440.500.1710%

30 min567556.8300C a ms280C en prom.1.83360652.3642.7110C85C en prom1.490.3418%

30 min710.7699.7300C a ms265C en prom.1.57360644.5636.4110C85C en prom1.270.3019%

15 min527.5489.2300C a ms230C en prom.7.83480576.5534.7110C85C en prom7.820.010.070%


15 min637.9589300C a ms230C en prom.8.30465590545110C85C en prom8.260.051%



HORNO VS COCINA Y TIEMPO DE SECADO

tiempo de secadoinstrumentopeso imicialpeso finalhumedad (%)promedio (%)temp del instrumentotemperatura del agregado

Mueatra n 1360 minutoshorno652.3642.71.491.51110Caprox 80C prom.

360 minutoshorno655.7645.91.52110Caprox 80C prom.

15 minutoscocina631.5620.51.771.76300C a msaprox 80C prom.

15 minutoscocina625.86151.76300C a msaprox 80C prom.

30 minutoscocina567556.51.891.90300C a msaprox 80C prom.


Mueatra n 2450 minutoshorno625.1617.21.281.27110Caprox 80C prom.

450 minutoshorno663.8655.51.27110Caprox 80C prom.





Mueatra n 31320 minhorno661.9619.36.886.84110Caprox 80C prom.

1320 minhorno574.5537.96.80110Caprox 80C prom.





151.761.346.99

301.901.567.10

401.901.567.10

01.51

401.51

Hoja1

00

00

Hoja2

RESULTADOS DE HUMEDAD

SECADO EN COCINA Vs SECADO EN HORNOHORNO VS COCINA Y TIEMPO DE SECADO

SECADO EN COCINASECADO EN HORNORESULTADOStiempo de secadoinstrumentopeso imicialpeso finalhumedad (%)promedio (%)temp del instrumentotemperatura del agregado

tiempo de secado (minutos)temperatura cocinatemperatura agregadohumedadtiempo de secado (minutos)temperatura cocinatemperatura agregadohumedaddiferencias de humedades (coc - horno)prom de diferencias de W para 30-15min% de variacion en funcion a la w del hornoMueatra n 1360 minutoshorno652.3642.71.491.51110Caprox 80C prom.

30 min300C a +280C en prom.4.94445110C85C en prom4.440.500.1710%360 minutoshorno655.7645.91.52110Caprox 80C prom.

30 min300C a +280C en prom.1.83360110C85C en prom1.490.3419%15 minutoscocina631.5620.51.771.76300C a msaprox 80C prom.

30 min300C a +265C en prom.1.57360110C85C en prom1.270.3019%15 minutoscocina625.86151.76300C a msaprox 80C prom.

15 min300C a +230C en prom.7.83480110C85C en prom7.820.010.070%30 minutoscocina567556.51.891.90300C a msaprox 80C prom.

15 min300C a +230C en prom.8.52498110C85C en prom8.360.162%30 minutoscocina573.85631.92300C a msaprox 80C prom.

15 min300C a +230C en prom.8.30465110C85C en prom8.260.040%Mueatra n 2450 minutoshorno625.1617.21.281.27110Caprox 80C prom.

15 min300C a +230C en prom.5.15480110C85C en prom5.100.051%450 minutoshorno663.8655.51.27110Caprox 80C prom.

15 min300C a +230C en prom.1.35360110C85C en prom1.270.086%15 minutoscocina698.26891.341.34300C a msaprox 80C prom.




15

30

Hoja3

GRACIAS.

ING CIVIL JORGE E HUALLPA M.

MECANICA DE SUELOS I ING JORGE E HUALLPA M.*


***

definicion de tamaño y forma de particulas

Documents