PESO VOLUMETRICO,DENSIDAD

DISEO DE PAVIMENTOS2.- Describa ampliamente las siguientes pruebas; * anlisis granulomtrico, peso volumtrico seco mximo (proctor y porter), humedad optima, VRS (nombre de la prueba; objetivo, material y equipo, procedimiento y resultados)anlisis granulomtrico: La granulometra y el tamao mximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificacin, trabajabilidad, economa, porosidad y contraccin del concreto. Para la gradacin de los agregados se utilizan una serie de tamices que estn especificados en la Norma Tcnica Colombiana NTC 32, los cuales se seleccionarn los tamaos y por medio de unos procedimientos hallaremos su mdulo de finura, para el agregado fino y el tamao mximo nominal y absoluto para el agregado grueso. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. Establecer los requisitos de gradacin y calidad para los agregados ( finos y gruesos) para uso en concreto. OBJETIVOS ESPECFICO. Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaos del agregado ( fino y grueso ) y con estos datos construir su curva granulomtrica. Calcular si los agregados ( fino, grueso ) se encuentran dentro de los lmites para hacer un buen diseo de mezcla. Determinar mediante el anlisis de tamizado la gradacin que existe en una muestra de agregados ( fino, grueso). Conocer el procedimiento para la escogencia de un agregado grueso y fino en el diseo de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad. MATERIAL Y EQUIPOS Balanza. Una balanza o bscula con precisin dentro del 0.1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada como mnimo a 0,05 kg. El rango de uso de la balanza es la diferencia entre las masas del molde lleno y vaco. Serie de Tamices. Son una serie de tazas esmaltadas a travs de las cuales se hace pasar una muestra de agregado que sea fino o grueso, su orden es de mayor a menor.En su orden se utilizarn los siguientes tamices: tamiz 1". 1", ". " ,?", # 4 Fondo para el Agregado Grueso; el tamiz # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, # 200 y fondo para el Agregado Fino. BASE TERICALa granulometra de una base de agregados se define como la distribucin del tamao de sus partculas. Esta granulometra se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. Los tamices son bsicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas por la Norma Tcnica Colombiana # 32. La denominacin en unidades inglesas ( tamices ASTM) se haca segn el tamao de la abertura en pulgadas para los tamaos grandes y el nmero de aberturas por pulgada lineal para los tamaos grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de ? de pulgada. La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 1", 1", ", ", ?", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 50, # 100, # 200. La serie de tamices que se emplean para clasificar agrupados para concreto se ha establecido de manera que la abertura de cualquier tamiz sea aproximadamente la mitad de la abertura del tamiz inmediatamente superior, o sea, que cumplan con la relacin 1 a 2. La operacin de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma Tcnica Colombiana # 77 sobre una cantidad de material seco. El manejo de los tamices se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la mquina adecuada. 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; Recomendando, que los resultados del anlisis en tamiz se coloquen en forma tabular. Siguiendo la respectiva recomendacin, en la columna 1 se indica la serie de tamices utilizada en orden descendente. Despus de tamizar la muestra como lo estipula la Norma Tcnica Colombiana # 77 se toma el material retenido en cada tamiz, se pesa, y cada valor se coloca en la columna 2. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra. Frmula. % Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100 Peso total de la muestraEste valor de % retenido se coloca en la columna 3. En la columna 4 se van colocando los porcentajes retenidos acumulados. En la columna 5 se registra el porcentaje acumulado que pasa, que ser simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado. Frmula % PASA = 100 % Retenido Acumulado Los resultados de un anlisis granulomtrico tambin se pueden representar en forma grfica y en tal caso se llaman curvas granulomtricas. Estas grficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre s, horizontal y vertical, en donde las ordenadas representa el porcentaje que pasa y en el eje de las abscisas la abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmtica, logartmica o en algunos casos mixta. Las curvas granulomtricas permiten visualizar mejor la distribucin de tamaos dentro de una masa de agregados y permite conocer adems que tan grueso o fino es. En consecuencia hay factores que se derivan de un anlisis granulomtrico como son: PARA AGREGADO FINOa. Mdulo de Finura ( MF )El mdulo de finura es un parmetro que se obtiene de la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la serie de tamices especificados que cumplan con la relacin 1:2 desde el tamiz # 100 en adelante hasta el tamao mximo presente y dividido en 100 , para este clculo no se incluyen los tamices de 1" y ". MF = % Retenido Acumulado 100Se considera que el MF de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2, 3, y 3,1 o, donde un valor menor que 2,0 indica una arena fina 2,5 una arena de finura media y ms de 3,0 una arena gruesa. PARA AGREGADO GRUESO.a. Tamao mximo ( TM)Se define como la abertura del menor tamiz por el cual pasa el 100% de la muestra. b. Tamao Mximo Nominal (TMN)c. El tamao mximo nominal es otro parmetro que se deriva del anlisis granulomtrico y est definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura (mayor) a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es del l5% o ms. La mayora de los especificadores granulomtricos se dan en funcin del tamao mximo nominal y comnmente se estipula de tal manera que el agregado cumpla con los siguientes requisitos. El TMN no debe ser mayor que 1/5 de la dimensin menor de la estructura, comprendida entre los lados de una formaleta. El TMN no debe ser mayor que 1/3 del espesor de una losa. El TMN no debe ser mayor que 3/45 del espaciamiento libre mximo entre las barras de refuerzo.a. Granulometra Continua.Se puede observar luego de un anlisis granulomtrico, si la masa de agrupados contiene todos los tamaos de grano, desde el mayor hasta el ms pequeo, si as ocurre se tiene una curva granulomtrica continua. b. Granulometra DiscontinuaAl contrario de lo anterior, se tiene una granulometra discontinua cuando hay ciertos tamaos de grano intermedios que faltan o que han sido reducidos a eliminados artificialmente.

PROCEDIMIENTO Se selecciona una muestra la ms representativa posible y luego se deja secar al aire libre durante 8 das. Durante estos 8 das se palea la arena para obtener un secado ms rpido. Una vez secada la muestra se pesan 500 gramos de cada agregado fino y 10000 gramos de agregado grueso. Despus la muestra anterior se hace pasar por una serie de tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado. En el caso del agregado grueso se pasa por los siguientes tamices en orden descendente ( 1" ,1", ", " , ?" , # 4 y Fondo) La cantidad de muestra retenida en cada uno de los tamices se cuantifica en la balanza obteniendo de esta manera el peso retenido. Lo mismo se realiza con el agregado fino pero se pasa por la siguiente serie de tamices ( # 4, # 8, # 25, # 30 #50, #100, #200 y Fondo). HUMEDAD OPTIMA Objetivo General Determinar la humedad necesaria en un suelo para lograr la compactacin mxima. Objetivos Especficos: Conocer las tcnicas adecuadas para la preparacin de muestras para compactacin. Establecer el contenido de humedad ptimo para una grava mal graduada. Determinar el peso seco mximo en una muestra obtenido mediante compactacin. Fijar los posibles errores que se pueden incurrir en el ensayo de compactacinMtodos y Materiales Preparacin de muestras: Equipo: Pala Carretillo Mallas 2 in, N 4 Bandejas metlicas Balanzas Procedimiento: Se debe realizar el cuarteo de alrededor de tres carretillos de material y reducir la muestra hasta asegurar unos 75 kg de material pasando la malla de 2 pulgadas, luego se tamiza el material a travs de ambas mallas y se proporciona la cantidad de material que se debe tomar pasando la 2 pulgadas y retenido en la N 4, y tambin la cantidad de material que se debe tomar del material pasando la N4. (Acorde con la ASTM D- 698 y ASTM D- 1557) 5.2 Compactacin: Equipo: Mazo Proctor modificado Molde metlico Bandeja metlica Balanzas Cucharas Probeta Cuchillos Horno Gato hidraulicoProcedimiento: Se debe agregar agua a la primer muestra hasta tener una consistencia donde los terrenos se mantenga con textura uniforme, se debe llenar el molde en 5 capas aplicando 56 golpes por capa, luego se debe enrasar y determinar el peso del material, se extrae una pequea parte de la muestra la cual se coloca en el horno para determinar el respectivo contenido de humedad.Para las otras muestras se vara los contenidos de agua para obtener diversos valores de humedad, se recomienda obtener cinco puntos para graficar con mayor facilidad. (Acorde con la ASTM D-698 y ASTM D- 1557). 6. Resultados Tabla 2. Granulometra de la muestra.

Material para el ensayo de Proctor modificado

Contenido de humedad

Datos de compactacin (Proctor modificado)

Los valores de los pesos especficos y la humedad fueron obtenidos a partir de las siguientes formulas : A partir de los datos anteriores se traza el siguiente grafico: Grafico 1. Curva de peso especifico seco vrs humedad (Proctor Modificado)

De este grafico anterior obtenemos que el peso especifico seco mximo es de aproximadamente 1838 kg/m3 con una humedad optima del 14%. Analisis de resultados Las muestras que se obtuvieron de la preparacin fueron de 7500 g cada una, en las cuales se eliminaron las partculas superiores a dos pulgadas debido a que estas alteran las muestras debido a las dimensiones del molde donde se realiza la compactacin. Este porcentaje eliminado se dimensiona en partculas finas para asegurar en cierto modo el mantener la representatividad, sin embrago esto puede ser una fuente de error. Por eso es que se sabe que los datos obtenidos en el laboratorio son una aproximacin a lo real y de esto se infiere la importancia de la representatividad de la muestra. Respecto al contenido de humedad, se obtuvo una humedad optima del 14%, lo que nos indica, tomando en cuenta estudios previos del contenido de humedad este mismo suelo, que no hace falta agregarle mucha cantidad de agua al suelo para poder llegar a la compactacin mxima que se busca. El peso especifico seco mximo, el cual se supone que nos brindara el mejoramiento de las propiedades del suelo, se encuentra aproximadamente en 1838 kg/m3 . En este punto donde estamos en la humedad optima, es donde obtenemos esas caractersticas ingenieriles que se buscan. Algunas fuentes de error en este ensayo puede ser el no mantener el mazo Proctor en posicin vertical o no colocar el molde en una superficie plana que evite vibraciones al molde, el mantener la muestra mucho tiempo fuera del horno despus de secada puede incurrir en que el material absorba humedad del ambienteVALOR RELATIVO DE SOPORTE ESTNDAR (V.R.S. std.) Objetivo: Determinar si el suelo en estudio, tiene la calidad para ser empleado en las capas: base, sub-base y sub-rasante. Para sta prueba se utiliza un suelo compactado por medio de la prueba Porter. Equipo y material que se utiliza: o Todo el equipo y materiales utilizados en la prueba Porter o Prensa con capacidad de 5, 000 Kg.. o Depsito con agua para saturar el suelo compactado o Papel filtro de 15.2 cm de dimetro o Placa circular perforada de 15.2 cm de dimetro o 2 placas circulares de carga de 15.2 cm de dimetro y de 3 Kg.. de peso cada una o Un trpode metlico para referencia de mediciones o Pistn de penetracin de 4.95 cms. de dimetro o Extensmetro con carrera de 2.54 cms. y una aproximacin de 0.01 mm. o Cronmetro o reloj o Calibrador con vernier. Procedimiento: 1. Estando el suelo ya compactado, se pone encima un papel filtro, para que no se erosione, al momento de introducirlo a inmersin total en agua. 2. Arriba del papel se coloca una placa circular perforada y encima de sta, las 2 placas circulares de carga, sobre la extensin del molde se coloca el trpode, que servir como referencia de mediciones de altura y conocer si el suelo presenta expansin. 3. Se introduce todo el conjunto al depsito con agua, de tal forma que el molde quede sumergido, con un tirante de 2 cms. arriba del borde superior de la extensin del molde. 4. Utilizando el vernier, se hace una primera lectura de altura, medida sobre el trpode hasta la parte central de vstago de la placa circular perforada; anotando esta lectura como (Li), se verifica cada 24 hrs. y cuando en dos lecturas sucesivas se observe que no hay diferencia, se anota su valor como lectura final (Lf) con aproximacin de 0.01 mm. El perodo de saturacin generalmente vara de 3 a 5 das. 5. Todo lo descrito en paso 4, es con el fin de determinar el porcentaje de expansin que puede tener un suelo y se obtiene con la siguiente frmula: 6. Se retira el molde del agua, se le retira la extensin, el papel filtro y la placa circular perforada, colocndose en medio de las placas de carga el pistn de penetracin, despus se coloca el molde en la parte central de la prensa. 7. Se coloca el extensmetro que va indicar las penetraciones estandarizadas para esta prueba; estas son: 1.27 mm. 2.54 mm 3.81 mm. 5.08 mm. 7.62 mm. 10.16 mm y 12.70 mm 8. Se aplica una precarga de 10 Kg.. e inmediatamente despus, sin retirar la carga, se ajusta el extensmetro en cero, para iniciar la penetracin vertical del pistn de penetracin. 9. Se aplica carga para que el pistn penetre al espcimen a una velocidad de 1.27 mm./min., anotando las cargas necesarias para obtener cada una de las penetraciones descritas anteriormente. 10. Los resultados se llevan a la grfica (penetraciones contra carga), obtenindose la llamada curva de valor relativo de soporte estndar y se obtiene finalmente el resultado de este con la siguiente frmula: