Ensayo N 3Anlisis granulomtrico

CONCEPTO.- Granulometra es la determinacin de los porcentajes de grava, arena, limo y arcilla que se encuentra en cierta masa de suelo. El mtodo mecnico se usa en caso de que los suelos sean granulares lo que permite fcilmente determinar los porcentajes de grava y arena mediante el uso de un juego de tamices. Estos tamices con aberturas calibradas, varan desde 10.16 cm. que equivale a 4 hasta 0.074 mm. que equivale al tamiz No 200 que significa que una pulgada esta dividida en 200 partes iguales, los cuales pertenecen a la serie de tamices de U.S. Bureau of Standard.El anlisis granulomtrico consiste en pasar el suelo por una serie de tamices, previo conocimiento del peso total de la muestra; la parte del suelo retenido por cada tamiz se calcula en forma individual con relacin al peso total y seguidamente se determina los porcentajes que pasan por cada tamiz.

OBJETIVO GENERAL.- El objetivo general de esta prctica es el de clasificar un determinado suelo respecto al tamao de las partculas de cual la componen. Ordenando desde el tamao mas grande al mas pequeo mediante una curva.

FUNDAMENTO TERICO.- Los lmites de tamao de las partculas que constituyen un suelo, ofrecen un criterio obvio para una clasificacin descriptiva del mismo. Tal criterio fue usado en Mecnica de Suelos desde un principio e incluso ante de la etapa moderna de esta ciencia. Originalmente, el suelo se divida en tres o cuatro fracciones debido a lo engorroso de los procedimientos disponibles de separacin por tamaos. Posteriormente, con el advenimiento de la tcnica del cribado, fue posible efectuar el trazo de curvas granulomtricas, contando con agrupaciones de las partculas del suelo en mayor nmero de tamaos diferentes. Actualmente se pueden ampliar notablemente las curvas en los tamaos finos, gracias a la aplicacin de tcnicas de anlisis de suspensiones.

Algunas clasificaciones granulomtricas de los suelos segn su tamao, son las siguientes:

A continuacin exponemos una descripcin aproximada que nos da el dimetro de las partculas desde los ms gruesos hasta los ms finos:

Debido a la gran variedad de tamaos de granos se ha tratado de dividir en secciones toda la escala de tamaos existiendo para esto varios tipos de proporciones y el ms aceptable es la adoptada por A.S.T.M. (American Societi for Testing and Materials) en esta escala las gravas corresponden a las partculas ms gruesas que incluyen a los granos mayores al tamiz No 4 (4.76 mm), la arena esta comprendida entre el tamiz No 200 (0.074mm). Los granos finos menores que el tamiz No 200 se subdividen en limos que son mayores a 0.002 mm. y menores a 0.002 mm. se encuentran las denominadas arcillas.Puede notarse que las clasificaciones anteriores y otras existentes se contradicen en ocasiones, y a un intervalo que se nombra de una manera en una clasificacin, le corresponde otra palabra en otro sistema. Pero sin duda, la objecin ms importante que puede hacerse a estos sistemas es el uso que hacen de las palabras limo y arcilla para designar fracciones de suelo definidas exclusivamente por tamaos. Estos trminos se han usado en ingeniera como nombres para designar tipos de suelo con propiedades fsicas definidas; la razn por la que estos nombres se introdujeron para ciertas fracciones de tamaos fue la idea errnea de que tales tamaos eran las causas de aquellas caractersticas tpicas. Sin embargo, hoy se sabe que las caractersticas de una arcilla tpica se deben en forma muy preponderante a las propiedades de su fraccin ms fina.Tamao patrn de tamicesTodos los tamices de tipo U.S pueden conseguirse en un dimetro de 20 cm. la mayora en 30.5 cm. Los tamices son hechos de malla de alambre forjado con aberturas rectangulares que varan en tamaos desde 101.6 mm. (4) en la serie ms gruesa hasta el No 400 (0.038 mm.) en la serie correspondiente al suelo fino.

Representacin de la distribucin granulomtricaSiempre que se cuente con suficiente nmero de puntos, la representacin grfica de la distribucin granulomtrica debe estimarse preferible a la numrica en tablas. La grfica granulomtrica suele dibujarse con porcentajes como ordenadas y tamaos de las partculas como abscisas. Las ordenas se refieren a porcentaje, en peso, de las partculas menores que el tamao correspondiente. La representacin en escala semilogartmica (eje de abscisas en escala logartmica) resulta preferible a la simple representacin natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en los tamaos finos y muy finos, que en escala natural resultan muy comprimidos, usando un mdulo prctico de escala. La forma de la curva da inmediata idea de la distribucin granulomtrica del suelo; un suelo constituido por partculas de un solo tamao, estar representado por una lnea vertical (pues el 100% de sus partculas, en peso, es de menor tamao que cualquier mayor que el que el suelo posea); una curva muy tendida indica gran variedad en tamaos (suelo bien graduado).Como una medida simple de la uniformidad de un suelo, Allen Hazen propuso el coeficiente de uniformidad.

En donde: D60 : Tamao tal, que el 60%, en peso, del suelo, sea igual o menor.D10 : Llamado por Hazen dimetro efectivo; es el tamao tal que sea igual o mayor queel 10%, en peso, del suelo.En realidad es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numrico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con < 3 se considera muy uniforme; aun las arenas naturales muy uniformes rara vez presentan 6Por tanto se considera un suelo bien graduado

Calculo del coeficiente de curvatura

Cc=1,44SUELO BIEN GRADUADO

Clasificacion del suelo mediante la curva granulomtrica y los coeficientes mencionados.

Segn el ensayo realizado, la muestra tiene la siguiente clasificacin :GRAVA-ARENOSA (bien graduada)Y obervando la curva granulomtrica se tiene aproximadamente: 20,1 % de arena79,9 % entre gravilla y grava

Curvas de fullerEl trabajo titulado Las leyes del proporcionamiento del concreto presentado en 1907 por Fuller y Thompson se considera como el punto de partida para todos los desarrollos posteriores sobre curvas granulomtricas, Fuller y Thompson concluyen que toda curva de gradacin ideal presenta un comportamiento elptico en su fraccin fina, la cual incluye al cemento, esta curva converge con una lnea recta tangente a la elipse en las siguientes fracciones. La ecuacin general para la parte elptica de esta curva, esta dada por:

donde, y es el porcentaje de material que pasa el tamiz de abertura x.A y b son constantes que representan los ejes de la elipse y su valor depende del tamao mximo (D) del agregado y de la forma de las partculas; estos valores se muestran en la tabla 3.6. Estas constantes fueron dadas de tal manera que a mas angulosas son las partculas de agregado es ms amplio el porcentaje de material fino representado por la parte elptica.En esta curva ideal, Fuller y Thompson encontraron que para un valor de y igual al 7% el valor de x era de 0.074 mm, es decir, que el 7% de la masa est constituido por partculas de dimetro inferior a 0.074 mm, o sea la fraccin que pasa el tamiz N 200, mas el cemento. Posteriormente, la curva continua con su forma elptica, hasta un valor de x aproximadamente igual al 10% del tamao mximo, y a partir de este punto sigue como una lnea recta.

CURVAS DE FULLER

CUESTIONARIOCul es el significado de D75 y cual es su funcin?D75 se refiere al 75 % de los tamaos de granos definidos en la curva granulomtrica y su funcin es el de mostrar que el 75 % de la muestra de ensayo tiene un determinado tamao respecto a los granos que la componen.

Por qu se realiza el estudio del material fino con 200 gr?Porque el material fino tiene una uniformidad en los tamaos de sus granos por el cual por norma solo se consideran 200 gr en otros casos se toman 500 gr dependiendo del tipo de suelo que se tiene mientras ms fino es la muestra obtenida in situ.

qu aplicabilidad desde el punto de vista prctico tiene el anlisis granulomtrico?Se aplica ms que todo a graduar de buena manera la muestra que se obtuvo respecto al tamao de los granos el cual la componen dicha muestra.

CONCLUSIONES:En conclusin se debe mencionar que hubo errores al medir los diferentes pesos en la balanza ya que esta se encuentra descalabrada y con bastante uso lo cual genera diferentes errores en su medicin, por otro lado la curva granulomtrica pudo haberse extendido mucho ms si se hubiera hecho otro anlisis ms minucioso a la cantidad de suelo que paso el tamiz #200 al momento del lavado ya que son granos ms finos que el tamiz mencionado y lo cual dificult determinar el dimetro efectivo, sino se hubiera hecho el lavado y en su lugar usado tamices ms finos de seguro que el ensayo de granulometra seria ms completo y exacto, con mayor precisin a la hora de clasificar el tipo de suelo que se tiene

Univ.: Michel Leytn Carlos Daniel | Universidad Autnoma Toms Fras 6