ensayos de laboratorio

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ENSAYOS DE SUELOS

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mecánica de suelos

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ENSAYOS DE SUELOSENSAYO DE SALES SOLUBLES EN SUELOSLa concentracin de sales confiere al suelo unas propiedades muy particulares con efectos muy nocivos para los cultivos. Se puede deber a causas naturales o ser el resultado de acciones antrpicas. Se distinguen d os situaciones, con morfologas, propiedades, gnesis y usos de los suelos muy diferentes, segn que el catin predominante en el complejo de cambio sea el Na+ o el Ca++.

OBJETIVO:

Establece el procedimiento analtico de cristalizacin para determinar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, de los agregados ptreos empleados en bases mezclas bituminosas. Este mtodo sirve para efectuar controles en obra, debido a la rapidez de visualizacin y cuantificacin de la existencia de sales.

APARATOS, MATERIALES Y REACTIVOS Balanza sensibilidad 0,01 gramoMecheros.Matraces aforados .Vasos de precipitado .Pipetas .Solucin de Nitrato de Plata.Solucin de Cloruro de Bario.Agua destilada .Estufa .Tubos de ensayo.EXTRACCION Y ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRALa cantidad de muestra debe ajustarse a lo siguiente: MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000) Agregado ptreo Cantidad mnima (g) Aforo mnimo (ml) Grava 50 20 mm 1,000 500 Grava 20 5 mm 500 500 Arena 5 mm 100 500 PROCEDIMIENTO a) Secar la muestra en horno a 110 5C hasta peso constante, aproximado a 0,01 gramo (A). b) Colocar la muestra en un vaso de precipitado, agregar agua destilada en volumen suficiente para cubrir unos 3 cm sobre el nivel de la muestra y calentar hasta ebullicin.

c) Agitar durante 1 minuto. Repetir la agitacin, a intervalos regulares, hasta completar 4 agitaciones en un periodo de 10 minutos. d) Decantar mnimo 10 minutos hasta que el lquido se aprecie transparente, y trasvasijar el lquido sobrenadante a otro vaso. Determinar en forma separada, en dos tubos de ensayo, las sales solubles con los respectivos reactivos qumicos. La presencia de cloruros se detecta con unas gotas de Nitrato de Plata formndose un precipitado blanco de Cloruro de Plata, la de sulfatos con unas gotas de cloruro de Bario dando un precipitado blanco de Sulfato de Bario.

e) Repetir los pasos b - d hasta que no se detecte presencia de sales, juntando los lquidos sobrenadantes. f) Todos los lquidos sobrenadantes acumulados, una vez enfriados, se vacan a un matraz aforado y se enrasa con agua destilada. En caso de tener un volumen superior, concentrar mediante evaporacin. Registrar el aforo como B.g) Tomar una alcuota de un volumen entre 50 y 100 ml, de la muestra previamente homogeneizada, del matraz aforado y registrar su volumen como C. h) Cristalizar la alcuota en un horno a 100 5C, hasta masa constante y registrar dicha masa como D.

CALCULOS:Se informa el porcentaje de sales solubles, calculado mediante la siguiente relacin:% SALES SOLUBLES = 1 x 100 C x AD x B

ENSAYO DE ABRASION O DESGASTE EN SUELOSEn 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.

OBJETIVOS:Establecer el mtodo de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de agregados gruesos, mayores de 19 mm, mediante la mquina de los ngeles.

Determinar el porcentaje de desgaste que existe en el agregado grueso.

BASE TERICA

La 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 ngeles

PREPARACIN DE LAS MUESTRAS:

Se utiliza los siguientes tamices, el Tamiz de 1, el de , el de , y el de 3/8, en cada uno de los cuales se pesan 1250 gr. de los agregados, en total se suman 5000 gr.

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] / Pa

DondePa es la masa de la muestra seca antes del ensayo (gr).Pb es la masa de la muestra seca despus del ensayo, lavada sobre el tamiz 1.68 mm.PROCEDIMIENTO:

Luego de pesadas las muestras previamente pasadas por los tamices indicados, se procede a verificar el peso de 5000 gr.Ingresamos 12 bolas de acero y procedemos a prender la mquina por un lapso de 15 minutos en el cual la mquina trabajara a 34 rev. /min.

Tamizamos el material por el Tamiz N 12.Pesamos el material retenido en este tamiz e inmediatamente hacemos el clculo para determinar el porcentaje de desgaste del agregado.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.

ENSAYO DE PROCTOR EN SUELOSPor medio de este ensayo se pretende obtener un dato terico de la relacin entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados en un molde la cual ayudar a obtener en un futuro un grado de compactacinOBJETIVOS

Se determinar la relacin entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados en un molde de un tamao dado con un martillo de 2.5 kg (5.5 lb.) que cae desde una altura de 305 mm (12").Este mtodo de ensayo se emplea para la determinacin rpida del peso unitario mximo y de la humedad ptima de una muestra de suelo empleando una familia de curvas y un punto.

El principal objetivo de la compactacin es mejorar las propiedades ingenieriles del material en algunos aspectos:Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.Disminuir la relacin de vacos y, por consiguiente, reducir la permeabilidadMtodo del martillo de 2.5 Kg, mtodo del martillo de 4.5 Kg, Proctor (estndar), Proctor modificado y el mtodo del martillo vibratorio. Los primeros cuatro estn basados en la compactacin dinmica creada por el impacto de un martillo metlico de una masa especfica que se deja caer libremente desde una altura determinada, el suelo se compacta en un nmero de capas iguales y cada capa recibe el mismo nmero de golpes. La compactacin en el quinto ensayo esta basado en la combinacin de presin esttica y la vibracin. El suelo se compacta en tres capas iguales presionado fuertemente hacia abajo el compactador vibratorio durante 60 segundos en cada capa.

MATERIALES:MOLDE DE COMPACTACIN:Los moldes debern ser cilndricos de paredes slidas fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades mostradas ms adelante. Debern tener un conjunto de collar ajustable aproximadamente de 60 mm (2 3/8") de altura.MARTILLO DE COMPACTACIN: Un martillo metlico que tenga una cara plana circular de 50.8 0.127 mm (2 0.005") de dimetro, una tolerancia por el uso de 0.13 mm (0.005") que pese 2.495 0.009 kg (5.50 0.02 lb.). El martillo deber estar provisto de una gua apropiada que controle la altura de la cada del golpe desde una altura libre de 304.8 1.524 mm (12.0 0.06" 1/16") por encima de la altura del suelo. Horno de rotacin 110 grados centgrados +/- 5 grados centgrados .Sirve para secar el material.Balanza con error de 1 gr.

PROCEDIMIENTO

En primera instancia se tomaron cerca de 50 kilogramos de base granular B-200, el material se introdujo en el horno por 24 horas para quitarle la humedad y trabajar con el material totalmente seco.Con el material seco se procedi a tamizar 20 y 10 kilogramos. El material retenido en el tamiz de tamao de pulgada fue remplazado por el mismo peso del material retenido en el tamiz nmero 4Del material tamizado se pesaron 4800 y 1800 gramos y se le hallo el 3% de la humedad el cual fue mezclado e introducido dentro del recipiente del Proctor en tres capas, cada una de las capas fue compactada por medio del martillo compactador, el cual al levantarse se le provee de una energa potencial, la cual es transmitida al suelo cuando se suelta el martillo. De acuerdo con la norma se debe aplicar 25 golpes a cada capa de material y para que las capas no sean independientes una de la otra, con la esptula se raya el material. Al terminar las tres capas el recipiente debe ser enrazado y pesado.Los resultados de las pruebas de compactacin se grafican en curvas que relacionan el peso especfico seco versus el contenido de agua, lo que se puede apreciar en la Figura,para diferentes suelos.

ENSAYO DE CBR EN SUELOSElEnsayo CBR(California Bearing Ratio: Ensayo de Relacin de Soporte de California) mide laresistenciaal esfuerzo cortante de unsueloy para poder evaluar la calidad del terreno para subrasante, sub base y base de pavimentos.Se efecta bajo condiciones controladas de humedad y densidad.Este es uno de los parmetros necesarios obtenidos en losestudios geotcnicosprevios a la construccin, como tambin lo son elEnsayo Proctory los anlisis granulomtricos del terreno.

Diferenciamos distintos tipos de CBR en funcin de la calidad de suelos, a saber:

CBR suelos inalterados.CBR suelos remoldeados.CBR suelos gravosos y arenosos.CBR suelos cohesivos poco o nada plsticos.CBR suelos cohesivos plsticos.

OBJETIVO:

Determinar el valor del C. B. R. de los suelos, cuando son compactados y ensayados en el laboratorio, mediante la comparacin entre la carga de penetracin en el suelo y aquella de un material normalizado o standard.

BASE TEORICA:Este procedimiento mide la carga necesaria para penetrar un pistn de dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra compactada de suelo despus de haberla sumergido en agua durante cuatro das a la saturacin ms desfavorable y luego de haber medido su hinchamiento.La muestra se sumerge para poder preveer la hipottica situacin de acumulacin dehumedaden el suelo despus de la construccin. Por ello, despus de haber compactado el suelo y de haberlo sumergido, se lo penetra con un pistn el cual est conectado a un pequeo "plotter" que genera una grfica donde se representa la carga respecto la profundidad a la que ha penetrado el pistn dentro de la muestra.

EQUIPO Molde CBR, con collarn y la base perforada. Disco espaciador. Pistn o martillo (10 lb. Y altura de cada de 15- 18 pulg.). Plato y vstago. Trpode y extensmetro. Pistn cilndrico. Marco de carga CBR. Tanque para inmersin. Balanza. Cronmetro. Horno.

PROCEDIMIENTO: Se pulverizan aproximadamente 100 libras de muestra con el rodillo; se pasa el material por el tamiz y se desechan las partculas retenidas en el tamiz; el material desechado es reemplazado por un peso igual de material, pero con partculas que sean retenidas en el tamiz y que pasen por el tamiz . Se determina la humedad ptima del material siguiendo el mismo procedimiento de la Compactacin Proctor Modificado con las siguientes excepciones:Se usa el material que pase por el tamiz en lugar del .

Se usa el molde C.B.R. con sus aditamentos. El material sobrante de la determinacin de la humedad ptima (25 libras aproximadamente), se mezcla con una cantidad suficiente de agua para producir en contenido de humedad necesario para obtener el mximo peso unitario seco. Se debe prevenir la evaporacin. Se pesan 3 moldes de C.B.R. con las respectivas placas de soporte del molde, estas deben tener 28 perforaciones de 1/8 de dimetro.Se compactan 3 muestras en los moldes preparados, usando para el primero 56 golpes, para el segundo 25 golpes y para el tercero 10 golpes. Se deben tomar muestras de humedad para cada molde con anticipacin. Cada capa debe ser de 1 de espesor despus de compactada y la ltima capa debe estar ms arriba de la unin del molde con su collarn.