UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN - AREQUIPAFACULTAD DE
INGENIERIA CIVIL
GRANULOMETRIA Y LIMITES DE CONSISTENCIA
CURSO: PAVIMENTOSTURNO: MARTES DE 14:00 A 16:00
DOCENTE DE PRACTICAS: ING. MARISOL
DOCENTE DE TEORIA: ING. JEAN PAUL PAREDES CUEVA
ALUMNO: KEVIN ARNALDO CACERES CALLO
AREQUIPA - PER2015
ANALISIS GRANULOMETRICO Y LIMITES DE CONSISTENCIA1. OBJETIVOS:
Realizar el anlisis granulomtrico del agregado.
Determinar las caractersticas necesarias para la clasificacin
del suelo como la curva granulomtrica, % retenido, coeficientes de
uniformidad y curvatura, lmite lquido, lmite plstico, ndice de
plasticidad.
2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
3. MARCO TEORICO:
3.1. ANALISIS GRANULOMETRICONORMAS DEL ENSAYOASTM D 422AASHTO T
88MTC E 107-2000La granulometra de material se define como la
distribucin del tamao de sus partculas. Esta granulometra se
determina haciendo pasar una muestra representativa del material
por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor.
La denominacin en unidades inglesas (tamices ASTM) se hace segn el
tamao de la abertura en pulgadas para los tamaos grandes y el nmero
de aberturas por pulgada lineal para los tamaos grandes para
tamices menores de 1/4 de pulgada. La serie de tamices utilizados
para agregado grueso son 3", 2", 2", 1", 1", ", ", 3/8", 1/4", # 4
y para agregado fino son # 4, # 8, #10, # 16, # 20,# 30, # 40, #
60, # 80,# 100 y # 200. El tamizado a mano se hace de tal manera
que el material se mantenga en movimiento circular con una mano
mientras se golpea con la otra, pero en ningn caso se debe inducir
con la mano el paso de una partcula a travs del tamiz.Para suelos
de grano fino con ms de 4 o 5 % de material ms fino que la malla
#200 se recomienda lavar una muestra representativa en la malla
#200, luego secarla al horno y posteriormente realizar la
granulometra con el material restante. Este mtodo conocido con
Anlisis Granulomtrico por la Va Hmeda asegura que muy poco polvo se
adhiera a las partculas de mayor tamao.El anlisis granulomtrico es
un intento de determinar las proporciones relativas de los
diferentes tamaos de grano presentes en una masa de suelo dada.
Obviamente para obtener un resultado significativo la muestra debe
ser estadsticamente representativa de la masa de suelo.A partir de
la curva de distribucin granulomtrica, se pueden obtener dimetros
caractersticos tales como el D10, D30, D60, etc. El D se refiere al
tamao del grano o dimetro aparente, de la partcula de suelo y el
subndice denota el porcentaje de material ms fino. El dimetro D10
es tambin llamado el tamao efectivo de un suelo.A partir de estos
dimetros caractersticos se pueden determinar los siguientes
coeficientes: Coeficiente de Uniformidad Es una indicacin de la
variacin (o rango) del tamao de los granos presentes en una muestra
de suelo. Se define como:
Coeficiente de Concavidad Es una medida de la forma de la curva
entre el D60 y el D10. Se define como:
ANLISIS Y PRESENTACIN DE DATOSEn el anlisis por tamices se
obtienen los resultados de pesos parciales retenidos en cada uno de
ellos (Peso Retenido gr). Despus se calcula los porcentajes
retenidos parciales, los porcentajes acumulativos, los porcentajes
que pasan por cada tamiz, de la siguiente manera:
Adems es conveniente presentar resultados en forma grfica que
tabular. La presentacin grfica se efecta por medio de la curva
granulomtrica, que es la curva de los porcentajes que pasa por cada
tamiz, esta curva se grfica en papel semilogaritmico.En las
ordenadas (escala natural del papel) se anotan los porcentajes que
pasa y en las abscisas (escala logartmica del papel) se anotan los
dimetros de los tamices en milmetros.
3.2. LIMITE LIQUIDO Y LIMITE PLASTICONORMAS DEL ENSAYOASTM D
423-66 LMITE LQUIDOASTM D 423-59 LMITE PLASTICOAASHTO T 89-68 Y T
90-70Los lmites lquido y plstico son 2 de los 5 lmites propuestos
por A. Atterberg un cientfico suizo dedicado a la agricultura Lmite
de cohesin Lmite de pegajosidad Lmite de contraccin Lmite plstico
Lmite liquidoLos lmites de consistencia se basan en el concepto de
que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden
encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de
agua. As un suelo se puede encontrar en un estado slido, semislido,
plstico, semilquido y lquido.
El contenido de agua con que se produce el cambio de estado vara
de un suelo a otro y en mecnica de suelos interesa fundamentalmente
conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un
comportamiento plstico, es decir, acepta deformaciones sin romperse
(plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta
cierto lmite sin romperse.El mtodo usado para medir estos lmites de
humedad fue ideado por Atterberg a principios de siglo a travs de
dos ensayos que definen los lmites del estado plstico.Los lmites de
Atterberg son propiedades ndices de los suelos, con que se definen
la plasticidad y se utilizan en la identificacin y clasificacin de
un suelo.LMITE LQUIDO (LL) Esta propiedad se mide en laboratorio
mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y
agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la Cuchara de
Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la
mquina, haciendo girar la manivela, hasta que la zanja que
previamente se ha recortado, se cierra en una longitud de 12 mm
(1/2"). Si el nmero de golpes para que se cierre la zanja es 25, la
humedad del suelo (razn peso de agua/peso de suelo seco)
corresponde al lmite lquido. Dado que no siempre es posible que la
zanja se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25 golpes,
para determinar el lmite lquido se debe: Trazar una grfica con el
nmero de golpes en coordenadas logartmicas, contra el contenido de
humedad correspondiente, en coordenadas normales, e interpolar para
la humedad correspondiente a 25 golpes. La humedad obtenida es el
Lmite Lquido.
LMITE PLSTICO (LP) Esta propiedad se mide en laboratorio
mediante un procedimiento normalizado pero sencillo consistente en
medir el contenido de humedad para el cual no es posible moldear un
cilindro de suelo, con un dimetro de 3 mm.Para esto, se realiza una
mezcla de agua y suelo, la cual se amasa entre los dedos o entre el
dedo ndice y una superficie inerte (vidrio), hasta conseguir un
cilindro de 3 mm de dimetro. Al llegar a este dimetro, se desarma
el cilindro, y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un
cilindro de 3 mm. Esto se realiza consecutivamente hasta que no es
posible obtener el cilindro de la dimensin deseada. Con ese
contenido de humedad, el suelo se vuelve quebradizo (por prdida de
humedad) o se vuelve pulverulento. Se mide el contenido de humedad,
el cual corresponde al Lmite Plstico. Se recomienda realizar este
procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de
interpretacin o medicin.
NDICE DE PLASTICIDAD.El ndice de plasticidad se expresa con el
porcentaje del peso en seco de la muestra de suelo, e indica el
tamao del intervalo de variacin del contenido de humedad con el
cual el suelo se mantiene plstico. En general, el ndice de
plasticidad depende slo de la cantidad de arcilla existente e
indica la finura del suelo y su capacidad para cambiar de
configuracin sin alterar su volumen. Un IP elevado indica un exceso
de arcilla o de coloides en el suelo. Siempre que el LP sea
superior o igual al LL, su valor ser cero.El ndice de plasticidad
tambin da una buena indicacin de la compresibilidad. Mientras mayor
sea el IP, mayor ser la compresibilidad del suelo.
DETERMINACIN DEL NDICE PLASTICIDAD.Es un parmetro fsico que se
relaciona con la facilidad de manejo del suelo, por una parte, y
con el contenido y tipo de arcilla presente en el suelo, por
otra:Se obtiene de la diferencia entre el lmite lquido y el lmite
plstico:IP = LL LP > 10 plstico.IP = LL LP < 10 no
plstico.Valores Menores de 10 indican baja plasticidad, y valores
cercanos a los 20 sealan suelos muy plsticos.Donde:IP=ndice de
plasticidad del suelo, %LL =lmite liquido del suelo, %; yLP =lmite
plstico del suelo, %
4. MATERIALES:
El material empleado para el ensayo es el que se trajo de las
canteras.
5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS : 5.1. GRANULOMETRIA:
Balanza: Se emplearon dos balanzas para el ensayo, una para los
pesos grandes como son los de la parte gruesa y otra para los del
agregado fino, esta balanza es de mayor precisin que la
anterior.
Serie de Tamices: Se emplean los tamices en orden descendente,
es decir, desde el mayor dimetro, hasta el menor y al final un
fondo.
La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2",
2", 1", 1", ", ", 3/8", 1/4", # 4 y para agregado fino son # 4, #
8, #10, # 16, # 20,# 30, # 40, # 60, # 80,# 100 y # 200. Lampa:
Sirve para hacer el cuarteo.
Bandejas: Esto es para el transporte de las muestra y para que
no se desperdicie nada.
Cucharones: Los cucharones se usan para poder sacar el agregado
de manera ms fcil y no hacerlo con la mano.
Brochas: Nos ayuda siempre para la limpieza del entorno.
Escobillas: Para limpiar los tamices y tambin para que pasen las
partculas que han sido ensayadas en cada tamiz.
5.2. LIMITES DE CONSISTENCIA:
Recipientes: Sirven de contenedor temporal para la muestra y
luego pesarlas.
Cuchara de Casagrande: Para realizar el ensayo de lmite
liquido
Ranurador y esptula: Para colocar primero el suelo y luego
recortar o hacer una abertura en el suelo colocado en la cuchara de
Casagrande, tambin para calibrar la altura de golpeo de 1.
Vidrio. Para realizar los rollos de 3mm de dimetro en el ensayo
de limite plstico.
Pizeta: Sirve para agregar agua a la muestra pasante de la malla
N 40 en los ensayos de lmite lquido y lmite plstico.
Capsulas con Identificador: Son capsulas con tapa que sirven
para calcular el contenido de humedad para los ensayos de limites
lquido y plstico.
6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
En primer lugar se hizo un cuarteo de la muestra, que fue
anteriormente secada al sol durante dos das.
Se separ el material grueso del fino haciendo un tamizado por la
malla N4. De este material pasante se tom unos 500 gramos para el
tamizado mediante el mtodo hmedo lavando este agregado por la malla
N 2oo.
Se hizo tambin el tamizado del agregado grueso, lavndolo por el
tamiz N 4.
Los pesos retenidos se anotaron en el formato respectivo para
cada malla.
De la fraccin fina se obtuvo por cuarteo una muestra
representativa de 500 gr. Esta muestra se lav en la malla N200 y
posteriormente se puso a secar en el horno.
Una vez seca la fraccin fina se procedi a pasar la muestra
lavada por la serie fina y se anotaron los pesos retenidos en el
formato respectivo.
Luego de la fraccin fina se extrajo muestra pasante de la malla
N 40, aproximadamente 500 gr y se puso a saturar por varios das
para poder realizar los ensayos de lmites lquido y plstico
respectivamente.
Se realiz el procedimiento conocido para los ensayos de lmite
lquido y lmite plstico pero no se pudo obtener los resultados
esperados ya que al colocar en la cuchara de Casagrande el suelo y
ensayarlo mximo se llegaba a los 10 golpes, lejano a los 25 que
indica la norma ASTM.A la par con el ensayo de lmite plstico los
rollitos de 3 mm no se fracturaban al llegar a ese dimetro adems
que presentaba poca cantidad de material muy fino, se not la
predominancia de arena en la muestra, lo que no permita fcilmente
obtener los rollitos de 3mm.
7. DATOS
Peso Muestra Total (Grueso y fino):10 Kg
Peso Inicial:3326 gr
TamizDimetro (mm)Peso Retenido (gr)
2 1/272.50.00
2500.00
1 1/237.5312.38
125700.30
3/419303.67
1/212.5577.54
3/89.5407.11
1/46.3600.25
N44.75330.90
Fondo-93.21
Peso Inicial:500 gr
TamizDimetro (mm)Peso Retenido (gr)
44.750
82.3676.26
10218.22
161.1847.22
200.8531.11
300.631.64
400.42532.77
600.2551.77
800.1831.48
1000.1521.13
2000.07551.66
FONDO2.45
8. PROCEDIMIENTO Y CALCULOS
Granulometra del Agregado Grueso
TAMIZDIMETRO (mm)PESO RETENIDO (gr)PESO RETENIDO CORREGIDO
(gr)
2 1/272.50.000.00
2500.000.00
1 1/237.5312.38312.44
125700.30700.43
3/419303.67303.73
1/212.5577.54577.65
3/89.5407.11407.19
1/46.3600.25600.37
N44.75330.90330.96
Fondo-93.2193.23
Suma3325.363326.00
Error0.64
El peso retenido en el fondo de 93.21 gr se distribuye
proporcionalmente al agregado finoGranulometra del Agregado
Fino
TAMIZDIMETRO (mm)PESO RETENIDO (gr)PESO RET. CORREGIDO POR
LAVADO (gr)PESO RETENIDO CORREGIDO (gr)PESO RET. CORR. POR AGR.
GRUESO (gr)
44.75000.000.00
82.3676.2676.261017.921032.14
10218.2218.22243.20246.60
161.1847.2247.22630.29639.10
200.8531.1131.11415.26421.06
300.631.6431.64422.33428.23
400.42532.7732.77437.41443.52
600.2551.7751.77691.03700.68
800.1831.4831.48420.20426.06
1000.1521.1321.13282.04285.98
2000.07551.6651.66689.56699.19
FONDO-2.45106.741424.771444.67
Suma395.716674.006767.23
Diferencia (Fondo)104.29
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
Universidad Nacional de San Agustn
LABORATORIO DE PAVIMENTOS
ANALISIS GRANULOMETRICO
TAMIZDIMETRO (mm)PESO RETENIDO (gr)% RETENIDO% RETENIDO
ACUMULADO% PASANTE ACUMULADOFRACCIONES
2 1/272.50.000.000.00100.00GRAVA32.33
2500.000.000.00100.00ARENA53.23
1 1/237.5312.443.123.1296.88FINOS14.45
125700.437.0010.1389.87
3/419303.733.0413.1786.83COEFICIENTES
1/212.5577.655.7818.9481.06Cu-
3/89.5407.194.0723.0176.99Cc-
1/46.3600.376.0029.0270.98
N44.75330.963.3132.3367.67
82.361032.1410.3242.6557.35
102246.602.4745.1254.88
161.18639.106.3951.5148.49
200.85421.064.2155.7244.28
300.6428.234.2860.0040.00
400.425443.524.4464.4335.57PASANTE
600.25700.687.0171.4428.56TAMIZ # 1054.88
800.18426.064.2675.7024.30TAMIZ # 4035.57
1000.15285.982.8678.5621.44TAMIZ # 20014.45
2000.075699.196.9985.5514.45
FONDO-1444.6714.45100.000.00
10000.00
9. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOSEl porcentaje pasante
de la malla N 200 es 14.45% por lo que no es posible obtener el
D10, por lo tanto no se conocen los valores de Cu, Cc.Segn la Tabla
403-01 el material no encaja en ninguna gradacin por lo que se
deber hacer una dosificacin para hacer el diseo.
La clasificacin SUCS no es aplicable ya que no se tiene un valor
para el ndice de Plasticidad del Material.De la misma manera no es
aplicable la clasificacin AASTHO para el material ensayado.
10. CONCLUSIONES
El anlisis granulomtrico efectuado al material permiti verificar
la cantidad de finos que presenta el agregado en estudio
(14.45%).
La fraccin de arena es la que predomina en el agregado
(53.23%).
El agregado ensayado no presenta lmites de consistencia.
El agregado ensayado no presenta lmite lquido ni lmite
plstico.
Los coeficientes de uniformidad y de curvatura no se conocen
debido a que el D10 del material no se conoce puesto que el pasante
de la malla N 200 es 14.45%.
11. RECOMENDACIONES
Realizar el anlisis granulomtrico usando el mtodo del hidrmetro
permitira conocer la granulometra del material fino ms pequeo que
la malla N 200 lo que permitira obtener finalmente los coeficientes
de uniformidad y curvatura y as poder aplicar el mtodo de
clasificacin SUCS al material estudiado.
Debido a la dificultad en laboratorio para determinar los lmites
lquido y plstico y a la presencia de arena se debera optar con
mtodos alternativos en la ASTM considerando otros equipos que
permitan obtenerlos para as poder aplicar la clasificacin AASHTO al
material estudiado.
Seguir cuidadosamente las instrucciones de las normas que se nos
indican en cada clase de laboratorio. Tambin se cuenta con un
manual de laboratorio que nos ayuda mucho en la realizacin de los
ensayos.