DOCENTE: ING. Ing. Miguel Ángel Vilca Rojas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL - HVCA

MECÁNICA DE SUELOS II

COMPACTACIÓN: DENSIMETRO NUCLEAR

HUANCAVELICA, OCTUBRE 2013

INTEGRANTES: TAIPE HUIZA, Ruth Katerine CONTRERAS ESPINOZA, Ivette Keshia QUISPE HILARIO, Cirilo QUISPE HILARIO, Jovica MANDUJANO HUAYRA, César Christ.

DENSIDAD DE CAMPO

MÉTODO DEL DENSIMETRO NUCLEAR

ASTM D 2922 Y D 3017

Determinar la Humedad y la Densidad Seca de los suelos en el campo mediante métodos nucleares, sin tener que recurrir a métodos de intervención física.

OBJETIVOS

Es un equipo portátil que emite radiación ionizante y que" se utiliza para medir la humedad y densidad de suelos bases, hormigón y asfalto.

DENSÍMETRO NUCLEAR

Definiciones

La Precisión• La precisión es una función del tiempo Al

aumentar el período de mediciones por un factor

de cuatro mejorará la precisión por un factor de

dos.

Error de superficie El error causado por vacíos de superficie.

Profundidad de medición

• La profundidad de la medición está definida como esa profundidad

por sobre la cual ocurren el 95% de las

mediciones

Unidades de medición

La densidad y el contenido de humedad

son usados en el sistema de medición SI,

Error Químico• Es causado por las

variaciones en la composición química del material que está

siendo testeado.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

CAJA DE ACCESORIOSCAJA DE TRANSITO O TRANSPORTEVarilla

guía/plato raspador

Martillo de cuatro libras

Varilla de perforación

Marcador 5001

EZHerramienta de

extracción

INDICACIÓN DE AUTO PROFUNDIDAD

ALMACENAJE DE DATOS Y VACIADO.

PARTES Y ACCESORIOS EL DENSÍMETRO

La sonda utiliza baterías recargables de Níquel- Cadmio como fuente de alimentación. Cuando se activa la sonda, la pantalla del panel de control visualiza varios caracteres de prueba, y luego pasa inmediatamente al proceso de auto prueba. Para activar la sonda se presiona la tecla <ENCENDER> <PWR>..

ACTIVACIÓN DEL DENSIMETRO

Una vez completada la auto prueba, la cual dura 300 segundos, el instrumento

pasa a modo Preparado. En este estado se puede acceder a cualquiera

de las funciones de la sonda.

La primera línea en la pantalla indica el tiempo de conteo actual. La segunda

línea indica la profundidad seleccionada para la varilla con la fuente.

Puesto que las condiciones de la superficie del suelo pueden afectar mucho a la precisión de la medición, es importante localizar un lugar plano, sin agujeros grandes, grietas o restos de cualquier índole.

Colocar la placa para respaldo de nuevo en el mismo lugar, y presionar hasta conseguir que la superficie esté plana.

Allanar la superficie del suelo moviendo hacia delante y hacia atrás la placa para respaldo. Retirar dicha placa y rellenar todos los agujeros y desigualdades con arena fina, polvo de cemento o de cal, aplanándolos para que sean bien nivelados.

Preparación del Terreno de EmplazamientoColocación del Densímetro

• El caso de las mediciones de Transmisión Directa, colocar la varilla de tal manera que pase por la herramienta de perforación y luego por una de las guías de la placa.

Usar el Equipo de Seguridad necesario.Sujetar la placa con el pie y golpear con un martillo el extremo de la varilla de perforación, hasta que esta alcance una profundidad que sea, por lo menos, 50 mm (2 plg.) que la profundidad necesaria para la medición.Para que se coloque el instrumento con la precisión máxima, marque en el suelo el contorno de la placa de respaldo/guía, antes de retirar la varilla de perforación.

Retirar la varilla de perforación en línea recta y hacia arriba, y al mismo tiempo, girando hacia los lados, la herramienta de extracción.Con cuidado, levantar la placa para respaldo y colocar la sonda sobre la misma superficie. Insertar la varilla con a fuente en el orificio creado por l varilla de perforación. Introducir la varilla con la fuente en el orificio. Liberar entonces el disparador.La indicación de que se ha logrado esta posición es un “click” producido por el elemento de fijación.

En el caso de Superficies de Hormigón Asfáltico, se buscar una zona igualada y plana del hormigón asfáltico. En el caso de mezclas abiertas, se puede rellenar todos los agujeros con arena o con polvo de cemento, procurando que el hormigón asfáltico quede siempre al descubierto.La parte de la base de la sonda debe apoyarse sobre el hormigón asfáltico, no sobre el material de relleno.

La sonda debe mantenerse estable y firme. En el caso de hacer una medición alrededor de un testigo, se puede mover la sonda hasta estar a unas pulgadas del testigo, para que quede firme.

Colocar la sonda sobre el emplazamiento. Liberar elmango y empujarlo hacia abajo hasta alcanzar laposición correcta. Verificar que la clavija seenganche con la señal en la varilla indicadora.Presionar <COMENZAR> <PWR>

Medición de los Parámetros de Densidad Proctor

Una vez expirado el tiempo de conteo,

Densidad Húmeda

Densidad Seca y Porcentaje % de Proctor

Humedad y % de Humedad

Volumen de Vacíos y Relación de Vacíos

Nos permite determinar rápidamente y con precisión la Densidad Seca y la Humedad de los suelos en el campo, sin tener que recurrir a métodos de intervención física, tales como la extracción de testigos.

DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

El equipo utilizado para este ensayo, determina la Densidad mediante la trasmisión, directa o retrodispersada, de los rayos gamma, cuantificando el número de fotones emitidos por una fuente de Cesio- 137. Los detectores ubicados en la base del medidor detectan los rayos gamma y un microprocesador convierte los conteos en una medida de Densidad.

Por el contrario, para determinar la Humedad de los suelos y materiales semejantes, se utiliza el principio de termalización de neutrones.

El Hidrógeno (agua) en el material frena los neutrones emitidos por una fuente construida de Americio 241: Berilio. La detección de los neutrones frenados se hace mediante detectores de Helio-3 situados en la base de la sonda.

La utilización de instrumentos nucleares para la determinación de densidades y humedades ha sido aprobada por la ASTM (American Society of Testing and Materials).

Retro- Transmisión: Es un modo rápido y no destructivo. La fuente de emisiones gamma y los detectores permanecen dentro del densímetro, colocado sobre la superficie del material analizar. Las emisiones gamma penetran en el material evaluado, las emisiones que son recibidas por los detectores son cuantificadas. La retro-transmisión es usada principalmente en capas delgadas, sean asfálticas o losas de concreto hidráulico.

Transmisión directa: mediante su inserción a través de un orificio de acceso hecho con la varilla de perforación. Las emisiones gamma son transmitidas a través del

material, hacia los detectores, dentro del densímetro

Humedad: la fuente de neutrones y el detector permanecen dentro del

densímetro, sobre la superficie del material a analizar

VISTA DE MEDICIONES VIGENTES

La tecla F1 está accesible desde MAIN MENU. Esta tecla permitirá a los usuarios ver los resultados calculados de las mediciones vigentes, conteos estándar o estadísticos, establecer un proyecto para la medición de datos y salvar los datos medidos.

MENUES DE

DATOS

• MDEPTH (profundidad medida) representa la profundidad a la que los conteos de densidad (DC) y el conteo de humedad (MC) fueron tomados.

• Subsecuentemente la densidad seca (en el modo de medición SOIL)• la densidad húmeda (en el modo soil)• porcentaje Marshall (en el modo de medición ASPHALT) 

Los datos de Densidad Seca y % de Humedad se obtienen directamente del aparato de medición.

Adicionalmente debe realizarse un ensayo de Compactación Proctor, con una muestra del suelo ensayado, en el laboratorio, para poder determinar el parámetro de grado de Compactación del suelo.

CÁLCULOS

CONCLUSIONES

El densímetro nuclear es un aparato eficiente para la determinación de la Densidad y Contenido de Humedad de un Suelo, asfalto, etc.Como conclusión tenemos que un Densímetro Nuclear siempre debe ser usado por un operador autorizado que tenga conocimientos tanto de su uso como de los riesgos que implica la manipulación de este aparato.

Las desventajas del uso del densímetro nuclear es riesgoso para la salud humana ya que las radiaciones pueden ocasionar daños a la piel.