laboratorio ensayo proctor (afirmado)

PRÓCTOR ESTÁNDAR Y MODIFICADO DEL MATERIAL DE BASE

INTEGRANTES:

Campos Guerra Carlos

Jimenez Gonzales Margarita

Sanchez Neglia Denis

Terrones López Yesenia

Torres Lara María Victoria

Zavaleta Burgos Percy

DOCENTE:

Ing. Julio Cesar Rivasplata Diaz

ASIGNATURA:

Mecánica de Suelos II.

LABORATORIO:

Universidad Nacional del Santa

Facultad de Ingeniería

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

ÍNDICE

- CARÁTULA ……………………………………………….

…………………………………..………… 01

- ÍNDICE ……………………………………………….………………..

…………………………….. 02

- INTRODUCCIÓN …………………………………….…………………..

………………………… 03

- OBJETIVOS ….

……………………………………………………………………………... 03

- FUNDAMENTO TEÓRICO …………………………………….

………………………… 04

- MATERIALES Y MÉTODO …………………………………………..

……………………... 07

- RESULTADOS …………………………………………………………………...

………………….…. 11

- RECOMENDACIONES .

…………………………………………………………………………….... 16

- CONCLUSIONES ………………………………………..

……………………………….……… 16

- REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ……………………..

………………………………... 17

2




3




I. INTRODUCCIÓN

n la actualidad existen distintos métodos para reproducir en

laboratorio las condiciones de compactación en obra. Todos ellos

pensados para estudiar, además, los distintos factores que

gobiernan la compactación de los suelos. Históricamente, el primer

método, en el sentido de la técnica actual, es el debido al Dr. R. R. Proctor

(1933) y es conocido como Prueba Proctor Estándar o A.A.S.H.O. (American

Association of State Highway Officials) Estándar.

E

II. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES:

Hallar la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad

del material de base.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Hallar el Contenido de Humedad Óptima del material de base

para energía estándar y modificada.

Hallar la Densidad Seca del material de base para energía

estándar y modificada.

4




III. FUNDAMENTO TEÓRICO

COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS

La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto

para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en

consecuencia , su capacidad de soporte y estabilidad entre otras

propiedades.

Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del

suelo.

PRÓCTOR ESTÁNDAR

La prueba consiste en compactar el

suelo a emplear en tres capas

dentro de un molde de forma y

dimensiones normalizadas, por

medio de 25 golpes en cada una de

ellas (56 para el Método C) con un

pisón de 2,5 [kg] de peso, que se

deja caer libremente desde una

altura de 30,5 [cm].

Con este procedimiento Proctor observó que para un suelo dado, a

contenido de humedad creciente incorporado a la masa del mismo, se

obtenían densidades secas sucesivamente más altas (mejor grado de

compactación). Asimismo, notó que esa tendencia no se mantenía

indefinidamente si no que, al superar un cierto valor la humedad

agregada, las densidades secas disminuían, con lo cual las condiciones

empeoraban. Es decir, puso en evidencia que, para un suelo dado y a

5




determinada energía de compactación, existe un valor de “Humedad

Óptima” con la cual puede alcanzarse la “Máxima Densidad Seca”.

El Ensayo Proctor Estándar también es conocido como Ensayo

AASHTO T–99 (American Association of State Higway and

Transportation Officials – Asociación Americana de Agencias Estatales

de Carreteras y Transportes).

PRÓCTOR MODIFICADO

La prueba consiste en compactar el suelo a

emplear en cinco capas dentro de un molde

de forma y dimensiones normalizadas, por

medio de 25 golpes en cada una de ellas (56

para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de

peso, que se deja caer libremente desde una

altura de 45,7 [cm].

Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del

Ensayo Proctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o

dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al

mismo.

Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno

que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el

Laboratorio (a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de

amasado, vibración o compresión de laboratorio que encuentran su

contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro-compactadores, de

rueda lisa, etc.).

No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la

prueba patrón Proctor, así como la gran cantidad de información que da

indicio de su eficacia, que desde el comienzo de su implementación

6




hasta el presente es un método aceptado y referenciado en un

sinnúmero de pliegos de obras.

7




IV. MATERIALES Y MÉTODO

A. Materiales:

Molde De 6” Horno de secado Pisones manuales Estándar y

Modificado

TAMICES Espátula, cuchara y brocha

Balanza Recipientes

Probeta (500ml)

3/4

8




B. Metodología:

Descripción de muestra:

El material base no presenta ningún tipo de residuo.

Para realizarse la compactación en una zona de dimensiones 60x60x20

cm3, se toma la prueba de la obra ubicada en el P.j. Belén, al costado

de la UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO de nuevo Chimbote.

Las características necesarias son:

ωnatural=0 ,36%

ρunitario suelto=1 ,71 gr /cm3

Selección del Método A, B o C:

De acuerdo a los datos granulométricos, se utiliza el método C que se

usa cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz

3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾

pulg (19,0 mm).

Datos del ensayo granulométrico:

W inicial=5593 g r

W final=5553g r

% pérdida=0,72%<2%

TABLA DE DATOS

Diametro de la malla

(mm)N° de malla

Peso retenido

(g)

Retenido acumulado R.T (%) (%) que

pasa

50 2" 0 0 0.00% 100.00%37.5 11/2" 100 100 1.80% 98.20%25.4 1" 331 431 7.76% 92.24%

19.05 3/4 203 634 11.42% 88.58%9.5 3/8 635 1269 22.85% 77.15%

4.75 4 671 1940 34.94% 65.06%

2 10 890 2830 50.96% 49.04%

0.425 40 1007 3837 69.10% 30.90%

0.074 200 1475 5312 95.66% 4.34%

cazoleta 241 5553 100.00% 0.00%

Peso de muestra 5553

9




ensayada

0.01 0.1 1 10 1000%

20%

40%

60%

80%

100%

Curva granulométricaAgregado grueso

Diámetro de la malla

% q

ue p

asa

Compactación:

Como el contenido de humedad natural de la muestra es 0,36%, la cual

es una cifra baja para el C.H.O. se usa el método de preparación

húmeda.

Se toma 5 muestras del afirmado a compactar, tanto para el próctor

estándar como en el modificado, cada muestra de 6 kg.

Dadas las 5 muestras se agrega una cierta cantidad de agua para

cada una:

MUESTRA 1 = 3% = 180ml




MUESTRA 5 = 11% = 660ml

Se pesó el molde sin el anillo, en seguida se vació el afirmado de cada

muestra de tres kilos en un recipiente y se vertió el agua, removiéndolo

hasta verlo homogenizado luego, en hechó una cierta cantidad en el

molde (primera capa) compactándolo por medio de 56 golpes con el

pisón, haciendo lo mismo en las otras dos capas.

10




Una vez compactada esta muestra(en el molde) se retiró el anillo(del

molde), y se enrazó con la espátula, llevándolo así a pesar; teniendo

solo el molde(sin anillo y sin la parte de la base) se sacó tres muestras

del afirmado compactado; una de la zona de arriba, la segunda de la

zona de abajo y la tercera de la zona intermedia, se colocó cada

pequeña muestra en una tara de peso conocido, y se llevó a pesar cada

tara con la pequeña muestra del afirmado, luego pesado se colocó en

el horno, pasado 24 horas se pesó cada tara que contenía las muestras

pequeñas de afirmado y realizando operaciones(fórmulas) se determinó

el contenido de humedad y densidad seca para cada muestra(1, 2, 3, 4,

y 5), la razón de obtener 3 contendidos de humedad por muestra, es

porque se quiere verificar la exactitud de el método de promedio del

C.H. arriba y abajo y compararlo con el método del C.H. de la zona

intermedia.

Procedimiento:

Este procedimiento se realizara para los dos ensayos de próctor donde

solo varía el número de capas (3 en estándar y 5 en modificado) y el

tamaño del pistón.

Ensayo N° 1 y 2

1. Se pesa el molde sin el collarín.

2. Se determina el volumen del molde.

3. Se toma 3Kg de muestra de afirmado por recipiente para cada uno

de los cinco ensayos, se utiliza el material que pase el tamiz N° 4.

4. Se agrega el agua necesaria para cada muestra (variando el

porcentaje de humedad de manera progresiva), y luego se

homogeniza.

5. Se compacta la muestra en 3 capas (estándar) y 5 capas

(modificado) con 25 golpes por cada capa.

6. Al terminar de compactar se quita el collarín, se enraza, se retira

todo material que se encuentre fuera del molde y se pesa (se

obtiene el peso húmedo compactado).

11




7. Extraer tres muestras del afirmado húmedo compactado,

colocarlos en las taras y pesarlas.

8. Llevarlos al horno a 110 ± 5 °C y dejar secar por 24 hrs y pesar

(se obtiene el C.H.).

V. RESULTADOS

La densidad de la muestra húmeda se halla con la siguiente fórmula:

ρhumeda=W molde+muestra húmeda−W molde

V molde

El contenido de humedad de la muestra se obtiene de:

ω%=W agua

W seco

∗100%

ω%=W muestrahúmeda+ tara−W muestra seca+tara

W muestra seca+tara−W tara

∗100%

Densidad seca:

ρ seco=ρseco

1+ω

Ensayo N°1 (Próctor estándar)

1. Wmolde = 6450 g

2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3

DATOS Y RESULTADOS

ENSAYO N°1 PROCTOR ESTANDAR ( MTC E 115-2000 )

MUESTRA I II III IV V

Volumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4

12




Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0

Peso del molde + muestra húmeda (gr)11132.

011370.

511593.

011570.

011500.

0

Peso de la muestra húmeda (gr) 4682.0 4920.5 5143.0 5120.0 5050.0

Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3) 2.205 2.317 2.422 2.411 2.378

Contenido de humedad 3.34% 5.06% 7.73% 8.95% 11.20%


CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la tara (gr)zona ↑ 24.516 23.518 24.155 24.752 23.988

zona ↓ 25.002 24.392 24.978 24.920 24.595

zona media 24.153 25.150 24.347 24.449 24.585

Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)

zona ↑104.02

699.005

105.983

147.588

144.661

zona ↓115.81

8110.15

1123.53

0134.03

7149.50

2

zona media101.07

8126.26

1126.78

3134.20

3147.94

5

Peso de la tara + afirmado seco (gr)

zona ↑101.45

995.015 99.953

137.204

132.600

zona ↓113.22

3106.49

5116.55

2125.74

2137.03

7

zona media 98.444121.35

0119.47

8124.98

3135.41

3

Peso del agua (gr)zona ↑ 2.567 3.990 6.030 10.384 12.061

zona ↓ 2.595 3.656 6.978 8.295 12.465

zona media 2.634 4.911 7.305 9.220 12.532

Peso del afirmado seco (gr)

zona ↑ 76.943 71.497 75.798112.45

2108.61

2

zona ↓ 88.221 82.103 91.574100.82

2112.44

2

zona media 74.291 96.200 95.131100.53

4110.82

8

Contenido de humedad (%)

zona ↑ 3.34% 5.58% 7.96% 9.23% 11.10%

zona ↓ 2.94% 4.45% 7.62% 8.23% 11.09%

zona media 3.55% 5.10% 7.68% 9.17% 11.31%

PROM(↑,↓) 3.14% 5.02% 7.79% 8.73% 11.10%

PROMEDIO 3.34% 5.06% 7.73% 8.95%11.20

%

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD

Contenido de Humedad (%)

Den

sid

ad

Seca (

gr/

cm3) 13




Máxima Densidad Seca 2,248 gr/cm3

Contenido de Humedad

7,90 %

Ensayo N°2 (Próctor modificado)

1. Wmolde = 6450 g

2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3

DATOS Y RESULTADOS

ENSAYO N°1 PROCTOR MODIFICADO ( MTC E 115-2000 )

MUESTRA I II III IV V

Volumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4

Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0

Peso del molde + muestra húmeda (gr) 11379.0

11647.0

11647.0

11655.0

11653.0

Peso de la muestra húmeda (gr) 4929.0 5197.0 5197.0 5205.0 5203.0


Contenido de humedad 3.43% 5.14% 7.42% 9.25% 11.57%


CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la tara (gr)zona ↑ 25.949 26.018 26.090 26.157 26.063zona ↓ 27.910 25.905 26.112 26.145 26.221

zona media 26.151 26.069 26.120 27.642 26.026

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%

2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

2.30



Den

sid

ad

Seca (

gr/

cm3)

14




Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)

zona ↑ 86.715 104.424

98.420 132.292

96.153

zona ↓ 91.459 101.255

117.784

152.737

107.409

zona media 84.907 97.493 127.691

158.394

99.482

Peso de la tara + afirmado seco (gr)

zona ↑ 84.595 100.348

93.205 122.784

88.629

zona ↓ 89.347 97.858 111.676

142.321

100.620

zona media 83.009 93.983 120.707

147.492

91.280

Peso del agua (gr)zona ↑ 2.120 4.076 5.215 9.508 7.524zona ↓ 2.112 3.397 6.108 10.416 6.789

zona media 1.898 3.510 6.984 10.902 8.202

Peso del afirmado seco (gr)

zona ↑ 58.646 74.330 67.115 96.627 62.566

zona ↓ 61.437 71.953 85.564 116.176

74.399

zona media 56.858 67.914 94.587 119.850

65.254

Contenido de humedad (%)

zona ↑ 3.61% 5.48% 7.77% 9.84% 12.03%zona ↓ 3.44% 4.72% 7.14% 8.97% 9.13%

zona media 3.34% 5.17% 7.38% 9.10% 12.57%PROM(↑,↓) 3.53% 5.10% 7.45% 9.40% 10.58%

PROMEDIO 3.43% 5.14% 7.42% 9.25% 11.57%

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

2.35



Den

sid

ad

Seca

(g

r/cm

3)

Máxima Densidad Seca 2,329 gr/cm3

Contenido de Humedad

5,30 %

15




16




VI. RECOMENDACIONES

Se debe calibrar la balanza antes de pesar.

Cada recipiente donde se echa la muestra de 6kg. de material de

base, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de

humedad (aparte del agua q se verterá) en nuestra muestra de

afirmado.

La rapidez de la homogenización garantiza la estabilidad de la

humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboración

del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de

humedad actual.

Al momento de compactar la guía del pisón debe mantenerse

ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si éste

es soltado, remueve o taja el material.

Para sacar las muestras se saca el molde de su soporte y se golpea

en la muestra compactada, hasta que esta se afloje y se retire en

forma cilíndrica, luego se procede a abrirla por la mitad para

obtener la muestra intermedia.

Cada muestra obtenida para la obtención del contenido de

humedad real, debe llevarse rápidamente al laboratorio, puesto que

éste pierde fácilmente su humedad cuando está expuesto al aire.

VII. CONCLUSIONES

El óptimo Contenido de Humedad del material de base para energía

estándar es 7,90% lo cual indica que se debe agregar 7,54% debido

a que el afirmado ya tiene un 0,36% de humedad.

El óptimo Contenido de Humedad del material de base para energía

modificada es 5,30% lo cual indica que se debe agregar 4,94%.

La densidad máxima para energía estándar es de 2,248 gr/cm3.

La densidad máxima para energía modificada es de 2,329 gr/cm3.

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VIII. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

http://ntics.frra.utn.edu.ar/portal/PDFs/compactacion.pdf Mecánica de Suelos – Juárez Badillo

Manual de ensayos de materiales para carreteras (EM 2000)

http://suelosycimentaciones.blogspot.com/

http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-

cono-de.html

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laboratorio ensayo proctor (afirmado)

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