7/18/2019 Cono de Arena
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Introducción
El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verifcar los resultados
obtenidos en aenas de compactación de suelos, en las que existen
especifcaciones en cuanto a la humedad y la densidad.
Es el método lejos más utiliado. !epresenta una orma indirecta de obtener el
volumen del a"ujero utiliando para ello, una arena estandariada compuesta
por partículas cuarosas, sanas, no cementadas, de "ranulometría redondeada
y comprendida entre las mallas #$ %& '()* +,& mm.- y #$ / '()* +&,/ mm.-.
'parato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de %,/ mm. de
abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de
un recipiente de aproximadamente 0 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar
una placa base, con un orifcio central de i"ual diámetro al del embudo
'rena estandariada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa
constante. 1eneralmente se utilia arena de 2tta3a, que corresponde a un
material que pasa por la malla #$ & '()* +&,4/ mm.- y queda retenida en la
malla #$ & '()* +&,5& mm.-.
Objetivos
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1eneral6
• 7eterminar el "rado de compactación del campo a partir de una
muestra de suelo
Específcos6
87eterminar la densidad seca del suelo ya compactada
87eterminar la masa de la muestra extraída del suelo
Marco teórico
La compactación:
es el procedimiento de aplicar ener"ía al suelo suelto para eliminar
espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia,
su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades
9a compactación se realia "eneralmente sobre los materiales que se
utilian para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también
puede realiarse in situ con suelos naturales en proyectos de
mejoramiento del terreno
9os principales objetivos de la compactación es mejorar las propiedades
in"enieriles del material, tales como6
8 'umentar la resistencia al corte.
8 *ejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de car"a de
cimentaciones y pavimentos.
8 7isminuir la compresibilidad y, por consi"uiente, reducir los
asentamientos.
8 7isminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.
8 !educir el potencial de expansión, contracción o expansión por
con"elamiento.
El método del cono de arena
9ue"o que se defnen los criterios de compactación para las obras en
terreno, "eneralmente con limitaciones de humedad y densidad: es
necesario utiliar un método para determinar la densidad o peso unitario
que el suelo alcana lue"o de la compactación
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9a calidad durante un proceso de compactación en campo se mide
a partir de un parámetro conocido como "rado de compactación, el cual
representa un cierto porcentaje. (u evaluación involucra la
determinación previa del peso específco y de la humedad óptima
correspondiente a la capa de material ya compactado. Este método de
conocer el "rado de compactación es un método destructivo ya que se
basa en determinar el peso específco seco de campo a partir del
material extraído de una peroración, la cual se realia sobre la capa de
material ya compactada.
El método del cono de arena se aplica a partir de la superfcie del
material compactado, este método se centra en la determinación del
volumen de una peque;a excavación de orma cilíndrica de donde se ha
retirado todo el suelo compactado +sin pérdidas de material- ya que el
peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico
nos permite determinar la densidad h<meda. 7eterminaciones de la
humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca
El método del cono de arena utilia una arena uniorme normaliada y d
e "ranosredondeados para llenar el hueco excavado en terreno.
=reviamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la
densidad que ella tiene para las mismas condiciones de caída que este
material va a tener en terreno. =ara ello se utilia un cono metálico.
Materiales
• Aparato de densidad
>onsiste en una válvula cilíndrica de %,/ mm de abertura con un
extremos terminado en orma de embudo y con su otro extremo
ajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente cerrada o
completamente abierta. El aparato debe llevar placa base
• Arena de ensayo
>ompuesta por partículas sanas, redondeadas, no cementadas y
comprendidas entre mm y %mm. 7ebe estar lavada y seca enuna estua de %%&?> @/?>
• Deposito de calibración de la arena
!ecipiente metálico impermeable, de orma cilíndrica y con una
capacidad volumétrica de a 9
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• Balanza
>on un capacidad de %/ A" y una precisión de &.%"• Envases
!ecipientes con una tapa de hojalata sin costura con tapa
hermética, bolsas de polietileno u otros recipientes adecuados
para contener las muestras y la arena de ensayo
Berramienta y accesorios
• =icota ,chuo, pala, para depejar o alcanar la cota del punto de
medición, cuchillo, martillo, pala jardinera y cuchara para cavar la
peroración del ensayo: termómetro y placa de vidrio para calibrar
el depósito: brocha, cinta métrica, libreta de apuntes, etc
Procedimiento
• 7eterminación de la densidad aparente suelta de la arena
estandariada. (e pesa el molde de compactación +C%- con su
base ajustada y se verifca su volumen +D%-.• (e coloca el molde sobre una superfcie plana, frme y horiontal,
montando en el la placa base y el aparato de densidad,
procurando que la operación sea similar a la que se desarrollará en
terreno.• 9ue"o se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el
molde, se cierra la válvula, se retiran el aparato de densidad y la
placa base y se procede a enrasar cuidadosamente el molde, sinproducir vibración, re"istrando el peso del molde más la arena que
contiene. Esta operación se repetirá hasta obtener, a lo menos,
tres pesadas que no diferan entre sí más de un %.• =romediando los valores, se obtiene el peso del molde con arena
+C- y se determina la densidad aparente suelta de la arena.• F 7eterminación del peso de arena necesario para llenar el cono y
el espacio de la placa base. (e llena el aparato de densidad con
arena re"istrando el peso del conjunto +C-.• 9ue"o se coloca la placa base sobre una superfcie plana, frme y
horiontal, montando en ella el aparato de densidad. (e abre laválvula y se espera hasta notar que la arena ha parado de Guir,
momento en el cual se cierra la válvula.• Hinalmente se re"istra el peso del aparato de densidad más la
arena remanente +C0-. Esta operación se repetirá para obtener un
se"undo valor que se promediará con el anterior y por dierencia
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de pesos se obtendrá la masa de arena que llena el cono y el
espacio de la placa base +C/-.
•
7eterminación del volumen del a"ujero. #ivelada la superfcie aensayar, se coloca la placa base y se procede a excavar un
a"ujero dentro de la abertura de ésta. El volumen de suelo más o
menos a remover, será el indicado en la tabla de la f"ura .%., la
cual esta en unción del tama;o máximo de las partículas del
suelo. Este material extraído será depositado dentro de un
recipiente hermético.
• 9ue"o se pesa el aparato de densidad con el total de arena +C4-, el
que es puesto ense"uida sobre la abertura de la placa base y se
abre la válvula dejando escurrir la arena hasta que se deten"a,momento en el cual se cierra la válvula y se determina el peso del
aparato de densidad más la arena remanente +CI-.
• Hinalmente, se recupera la arena de ensaye desde dentro del
a"ujero y se deja en un envase aparte, de modo de
reacondicionarla para poder volver a utiliarla en otra toma de
densidad.
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Conclusión
7urante la realiación del ensayo del cono de arena se determino
satisactoriamente la densidad seca en sitio del suelo. Es necesario que
a la hora de realiar este ensayo se ten"an en cuenta distintos actores
que pueden alterar el resultado del mismo, estos actores a tener
cuidado son6
8#o dejar pasar mucho tiempo desde la calibración del equipo y arena,es posible que la arena adsorba humedad y creara variaciones en su
densidad dando resultados malos como consecuencia.
89os datos que se obten"an en dicho ensayo deben ser tomados con sus
unidades y decimales correspondientes, a la hora de sacar cálculos y
resultados pueden haber errores de lo contrario.
8Es necesario utiliar durante toda la práctica los mismos equipos con
los que se inicio, cada equipo tiene una calibración, peso y condición
<nica.
89os equipos a utiliar se deben encontrar en buenas condiciones +sin
abolladuras, peroraciones, hornos y balanas bien calibrados-.
Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos
conocer el "rado de compactación de una capa en campo, es muy
sencilla, no necesita mucho
tiempo, además de que la inormación que nos proporciona es muy cerc
ana a la realidad.
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