granulometria metodo mecanico

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PRACTICA N°4

ANALISIS GRANULOMETRICO (METODO MECANICO)

1. INTRODUCCIÓN

La finalidad del análisis granulométrico es obtener la distribución por tamaño de

las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su

clasificación mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante,

ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en

bases o sub bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc.,

depende de este análisis.

Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y

numerados, dispuestos en orden decreciente.

Para suelos con tamaño de partículas mayor a 0,074mm. (74 micrones) se utiliza

el método de análisis mecánico mediante tamices de abertura y numeración

indicado en la tabla 1.5. Para suelos de tamaño inferior, se utiliza el método del

hidrómetro, basado en la ley de Stokes.

Tabla 1.5. de numeración y abertura de tamices .

Fuente: Espinace R., 1979.

ENSAYO GRANULOMETRICO ( METODO MECANICO)

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MÉTODO PARA ANÁLISIS MECÁNICO.

Este método llamado Método Mecánico o Tamiz para gravar y arenas, es más

utilizado para muestra de suelos mas grueso ya que el equipo que se utiliza son

los tamices.

Se puede hacer fácilmente un análisis mecánico para la determinación de la

distribución de los tamaños de los gránulos de los materiales gruesos, pasando

una muestra a través de un juego de cernidores y pesando las cantidades

retenidas en cada tamiz o cernidor. Se ha puesto considerable atención para

obtener una escala satisfactoria de tamices y para corregir los errores derivados

del uso de este sistema. Sin embargo, esto último es de poca importancia en esta

discusión, toda vez que es innecesario un alto grado de exactitud.

2. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL: Obtener el porcentaje de material que pasa en cada tamiz,

para luego graficar una curva granulométrica y así tener una visión de la

distribución de tamaño de los granos presentes en una muestra de suelo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinación de los porcentajes retenidos en cada tamiz, como así también lo

que pasa en el mismo.

Una observación del comportamiento y la distribución de las partículas presentes

en la muestra representativa.

Identificación, conocimiento y aplicación de los métodos para la determinación de

la granulometría de suelos.

Obtención de los pesos retenidos en los tamices normalizados y observación de

los granos, en cuanto a su tamaño y forma.

Cálculo de los porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz pero referidos al

total de la muestra representativa.


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3. FUNDAMENTO TEORICO

En la clasificación de los suelos para el uso de los ingenieros e universitarios

acostumbrado utilizar algún tipo de análisis granulométrico. Una parte importante

de los criterios de aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas de

tierra, dique y otro tipo de terraplenes es el análisis granulométrico. La información

obtenida del análisis granulométrico puede en ocasiones utilizarse para poder

predecir movimientos de agua a través del suelo, aun cuando los ensayos de

permeabilidad se utilizan más comúnmente. La susceptibilidad de sufrir la acción

de las heladas en suelo, una consideración de gran importancia en climas muy

fríos, puede predecirse a partir de análisis granulométricos delsuelo.

Los suelos muy finos son fácilmente arrastrados en suspensión por el agua que

circula a través del suelo y los sistemas de subdrenaje usualmente se colman con

sedimentos rápidamente a menos que sean protegidos adecuadamente por filtros

de materia granular debidamente granular debidamente gradado.

El Análisis Granulométrico en la ingeniería práctica un método común para mostrar

gráficamente las característica textuales de un suelo es por medio de una curva de

distribución del tamaño de partículas. Para determinar el tamaño y distribución de

las partículas del suelo, se tienen dos métodos:

Método Mecánico o Tamiz para gravar y arenas.

Método Húmedo o Método del Hidrómetro utilizando la Ley de Estokes para

materiales finos, como linos y arcillas.

La forma de la curva muestra con una mirada la composición general del suelo.

Una descripción más detallada puede ser obtenida de cada curva determinando

los diámetros característicos y el coeficiente de uniformidad.

Los diámetros característicos son D10, D15, D50 y D85 que significa el 10, 15, 50

y 85% del material que pasa. El coeficiente de uniformidad es dado por la relación

D60 a D10,

CU = D60 / D10, un alto coeficiente de uniformidad indica un suelo bien gradado.

Un coeficiente de uniformidad de la unidad indica que todas las partículas del

suelo son del mismo tamaño.

MATERIALES E INSTRUMENTOS

Equipo necesario.


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1) Un juego de tamices normalizados según la tabla anterior.

2) Dos balanzas: con capacidades superiores a 2 0 kgs. y 2000 grs . y

precisiones de 1gr. y 0,1gr. Respectivamente.

3) Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de

mantenerse en 110 º ± 5 º C.

4) Herramientas y accesorios. Bandeja metálica, recipientes plásticos y escobilla.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Se homogeniza cuidadosamente el total de la

muestra en estado natural (desmenuzándola con un

mazo), tratando de evitar romper sus partículas

individuales, especialmente si se trata de un material

blando, piedra arenosa u otro similar.

Se reduce por cuarteo una cantidad de muestra

levemente superior a la mínima recomendada según el tamaño máximo de

partículas del árido, indicado en la tabla 1.6.

Tabla 1.6. de cantidad mínima a ensayar según tamaño de partículas.

Fuente: Geotecnia LNV., 1993.

Se seca el material ya sea al aire a temperatura ambiente, o bien dentro de un

horno a una temperatura inferior a 60ºC, hasta conseguir pesadas consecutivas

constantes en la muestra cada 30 minutos. Cuando esté seca, se obtiene la

cantidad mínima recomendada (Mt) a ensayar según la tabla anterior.

Inmediatamente obtenido el tamaño de muestra a ensayar, se separa a través del

tamiz 3/8” ASTM (10mm.). La fracción retenida en este tamiz, se pesa y se lava

con el fin de eliminar todo el material fino menor a 0,074mm. Para esto, se remoja

el suelo en un recipiente con agua hasta que las partículas más finas se suelten,

en seguida se lava el suelo colocando como filtro la malla Nº200 ASTM (0,08mm.),


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hasta observar que el agua utilizada salga limpia. El material retenido e n la malla

se deposita en una bandeja y se coloca a horno durante 24 horas.

Cumplido el tiempo de secado y una vez enfriada la muestra, se pesa (Mf) y por

diferencia con respecto a Mt se obtiene el material fino por lavado.

A continuación, se deposita el material en la criba superior del juego de tamices,

los que deberán encontrarse limpios y ordenados en forma de creciente hasta la

criba 3/8”. El juego deberá contar de una tapa en la parte superior y una bandeja

de residuos en la inferior.

Se hace vibrar el conjunto durante 5 a 10 minutos, tiempo después del cual se

registra el peso del material retenido en cada tamiz.

Para la fracción de muestra que pasó el tamiz 3/8”, el procedimiento es similar,

salvo que una vez lavada y seca, se ensaya una muestra representativa de

500grs. Utilizando los tamices comprendidos entre la malla Nº4 y la Nº200 ASTM.

5. CALCULO Y GRAFICO:

CALCULO

De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada tamiz, registrarlos

siguientes datos en la hoja de cálculos:

Porcentaje retenido en cribas (%RC): %RC=PRC/Mt*100(%)

donde:

PRC=peso retenido en cada criba (grs.)

Mt=peso total de la muestra seca (grs.)

Porcentaje retenido en mallas (%RM): %RM=PRM*K/500(%)

donde:

PRM=peso retenido en cada malla (grs.)

K=porcentaje de muestra que pasó el tamiz 3/8”

500(%)=peso de la muestra representativa (grs.)

Porcentajes retenidos acumulados, suma acumulativa de los porcentajes retenidos

en cribas y mallas.

Porcentajes que pasa, los que consisten en restar a 100% el porcentaje retenido

acumulado en cribas y mallas.


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Calcular el porcentaje de pérdida(%P) %P=(M1-M2)/M1*100(%)

donde:

M1=peso del material (grava o arena) a ensayar (grs.)

M2=sumatoria de pesos retenidos (grs.)

GRAFICO

Graficar la curva granulométrica, donde la ordenada será el porcentaje que pasa

en peso en cada tamiz en escala natural y la abscisa el tamaño (diámetro

equivalente) de las partículas en escala logarítmica. De esta curva se obtiene el

porcentaje de gravas, arenas, finos y diámetros mayores a 3” del suelo.

Calcular el coeficiente de uniformidad (Cu), el cual es una medida de uniformidad

(graduación) del suelo y el coeficiente de curvatura (Cc), el cual es un dato

complementario para definir la uniformidad de la curva, mediante las siguientes

expresiones:

Cu=D60/D10

Cc=(D30)2/(D 60*D10)

donde:

D10=tamaño donde pasa el 10% del material

D3 0=tamaño donde pasa el 30% del material

D60=tamaño donde pasa el 60% del material

6. RESULTADOS:

TAMIZ PESO

RETENIDO(g)

% PESO

RETENIDO

% RETENIDO

ACUMULADO

%

PASANTE


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2” 0 0.000 0.000 100.000

121 0 0.000 0.000 100.000

1” 63 4.208 4.208 95.792

3/ 4 39 2.605 6.814 93.186

1/2 47 3.140 9.953 90.047

3/8 34 2.271 12.224 87.776

N° 4 87 5.812 18.036 81.964

N° 8 110 7.348 25.384 74.616

N° 10 31 2.071 27.455 72.545

N° 16 82 5.478 32.933 67.067

N° 30 144 9.619 42.552 57.448

N° 40 112 7.482 50.033 49.967

N° 80 314 20.975 71.009 28.991

N° 100 83 5.544 76.553 23.447

N° 200 216 14.429 90.982 9.018

FONDO 135 9.018 100.000 -

TOTAL 1497 100.000

Se trabajo con el peso de la muestra inicial de 1497 gramos para los porcentajes

del peso retenido y retenido acumulado

HALLANDO D10, D30 Y D60

PARA D10

(23,447– 9,018 )(0,150−0,075 )

=(10−9,018 )

x

x=0,0051

D 10=0,075+0,0051

D 10=0,08

PARA D30

(49,967 –28,991 )(0,425−0,180 )

=(30−28,991 )

x


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x=0,01178

D 30=0,180+0,01178

D 30=0,19

PARA D60

(67,067– 57,448 )(1,180−0,600 )

=(60−57,448 )

x

x=0,1539

D 60=0,600+0,1539

D 60=0,75

PARA EL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD

Cu=D60D10

Cu=0,750,08

Cu=9,38

PARA EL COEFICIENTE DE CURVATURA

Cc= D302

(D 60∗D10 )

Cc= 0,192

( 0,75∗0,08 )

Cc=0,60

7. CONCLUSIONES:

La presente práctica fue del todo satisfactoria por que cumplió con todos los

objetivos propuestos al inicio de la práctica y por lo que pudimos obtener la curva

granulométrica de un suelo.


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El estudio del análisis Granulométrico es de mucha importancia para los

estudiantes ya que gracias a este análisis podemos conocer la distribución

porcentual de los tamaños de las partículas que conforman un suelo determinado

o de base de estudio.

En esta practica estudiamos un método del análisis granulométrico el cual se

denomina Método Mecánico con este método podemos determinar el tamaño de

las diferentes partículas y de esta manera podemos realizar un gráfico el cual no

ayuda a clasificar el tipo de suelo estudiado.

8. RECOMENDACIONES:

Para poder obtener una práctica es necesario tener en cuenta algunas

recomendaciones:

- Realizar el ensayo de manera muy precavida y mucha calma ante la pérdida de

la muestra en 3 gramos

- Se recomienda utilizar en una próxima vibrador mecánico

- Para obtener los pesos exactos es necesario calibrar la balanza.

- Realizar el método del hidrómetro a partir del tamiz N° 8 para mayor exactitud

9. BIBLIOGRAFIA:

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/

granulometria.pdf

http://html.rincondelvago.com/analisis-granulometrico-de-los-suelos.html

https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2009/1/CI51J/1/material_alumnos/

bajar?id_material=28576

http://informes-agricola.es.tl/Analisis-granulometrico-por-tamizado.htm

http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Coeficiente_de_curvatura

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