laboratorio de pavimentos densidad seca.docx

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAINGENIERIA DE TRANSPORTE Y VIAS

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LABORATORIO Nº 2DENSIDAD SECA SUELTA

COMBARIZA HERNANDEZ YAJAIRA JUDITH QUEBRADA JAIRO ARTURO

BOLIVAR RICARDOZAMIR

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGIA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIASPAVIMENTOS

TUNJA2012

PAVIMENTOS


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LABORATORIO Nº 2DENSIDAD SECA SUELTA

GRUPO Nº7

COMBARIZA HERNANDEZ YAJAIRA JUDITH 1133538QUEBRADA JAIRO ARTURO

BOLIVAR RICARDOZAMIR

Presentado Al Profesor:Ing. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL

Monitor (a)ANYI PATARROYO FONCECA

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGIA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIASPAVIMENTOS

TUNJA2012

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INTRODUCCION

Para realizar cualquier procedimiento de construcción en el area de pavimentos, es necesario obtener las características de los suelos en los que vamos a trabajar, del conocimiento de esta y de la buena interpretación y criterio que se tenga radica la importancia y la calidad de los proyectos a desarrollar

La compactación es el término que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos; el incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante.

El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. La densidad seca que se obtiene mediante un proceso de compactación depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la misma.

Las relaciones típicas entre la densidad seca. El contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en el laboratorio.

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1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar por medio del ensayo de densidad seca suelta el peso del suelo húmedo y el peso del suelo seco, con el fin de conocer la densidad seca suelta que presenta el suelo, resultante del apique.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Establecer la humedad al horno de las diferentes muestras ensayadas. Aprender a determinar este cálculo en campo y cuales son ventajas y

desventajas en la aplicación al diseño o construcción. Analizar mediante las densidades obtenidas los cambios volumétricos de

la muestra trabajada en el laboratorio Determinar los valores de compactación de la muestra a diferentes

humedades. Tomar decisiones de acuerdo a tipos de de información que se obtengan

en estos laboratorios para adquirir experiencia cuando se este realizando una obra de gran magnitud.

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2. MARCO DE REFERENCIA.

2.1. DENSIDAD SECA SUELTA DEL MATERIAL.

Puede utilizarse como una alternativa al uso de la densidad, varía de acuerdo al peso molecular de los minerales que conforman el suelo, así por ejemplo el de menor peso unitario o más liviano es el suelo orgánico. De una misma muestra de suelo se puede tener peso unitario saturado para una saturación del 100%, y corresponde al máximo peso unitario que puede presentar la muestra, peso unitario seco para una saturación del 0% o condiciones secas y corresponde al menor peso unitario. El valor del peso unitario de una muestra de suelo o roca oscila entre la condición seca y la saturada. Se mencionan otras relaciones de peso unitario, como el peso unitario sumergido ‟, y peso unitario de muestras semi–saturadas para porcentajes de saturación mayores del 0% y menores al 100%, peso unitario saturado1.

La compactación es un proceso en el cual las partículas de los suelos son organizadas, obligándolas a estar en contacto las unas con las otras reduciendo su relación de vacios y a su ves la porosidad del suelo, en consecuencia a esto el suelo aumenta su capacidad portante y la resistencia de este.

El Contenido de Humedad de los Suelos: Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en la construcción están regidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje. En Japón se han registrado contenidos de humedad de más de mil por ciento, esto indica grandes problemas de suelo debido a que el peso del agua supera quince veces el peso del material sólido2

1 Geotecnia Básica. Ramírez Oscar. Pag 44.2 http://www.arqhys.com/construccion/suelos-humedad.html

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3. DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA.

El suelo ensayado mostraba una humedad natural media, ya que al apretarlo entre la mano la masa de suelo trataba de formar una esfera su color entre negro y cafés con presencia de tintes ocres, un olor a humedad y propio de la tierra; igualmente tenía una presencia media de partículas orgánicas la muestra ensayada se presenta en la siguiente fotografía.

Imagen 1: muestra ensayada.

Fuente: los autores.

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4. MATERIALES.

Moldes de compactación, con sus bases y collares de extensión:Molde de Φ= 6pulg (152mm) y h= 7pulg (178mm); el molde con su base y collar de extensión se muestran en la siguiente imagen.

Imagen 2: molde con collar de extensión y su base.


Punzón o varilla de compactación, con una punta cónica:Φ= ⅝pulg (158mm) y h= 60cm.

Imagen 3: varilla de compactación.


Balanza con precisión del 0.01gr.Imagen 4: balanza.


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Tamiz No. 4.Imagen 5: Tamiz No. 4.


Horno eléctrico.Imagen 6: horno eléctrico.


Bandejas metálicas, cucharones, regla enrasadora, probeta, etc.

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5. PROCEDIMIENTO

La muestra de suelo proveniente del apique debe estar seca y previamente al ensayo se debe haber tomado la humedad natural del material a utilizar.

Disgregar los terrones del material evitando reducir el tamaño natural de las partículas de la muestra.

Pasar el material por el tamiz Nº 4; este es el material que se emplea para el ensayo.

Escoger una muestra representativa de 5500gr a 6000gr.

Pesar el molde de compactación (Wmolde) y determinar sus dimensiones.

Armar el molde con su collar de extensión.

Introducir el suelo al molde de compactación, distribuyendo el material en 3 capas; cada capa se debe compactar mediante 25 golpes uniformemente distribuidos circularmente empezando desde el centro, empleando el punzón.

Remover el collar de extensión. Tomando una muestra para la determinación de la humedad de ensayo, para ver si coincide con la humedad natural.

Enrasar la muestra con ayuda de la regla metálica. Pesar el molde más muestra húmeda compacta (Wmolde + muestra

húmeda compacta). Repetir este procedimiento para dos ensayos más con el mismo material y

realizar un promedio con los tres valores de densidad seca suelta obtenidos.

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6. DATOS OBTENIDOS.

Dimensiones del cilindro; H: altura del cilindro, ᶲ: diámetro del cilindro.

Tabla 1: dimensiones del cilindro.H(cm) ᶲ(cm)17.6 15.21

17.65 15.2317.6 15.24

promedio 17.62 15.23fuente: los autores.

Tabla 2: registro de los pesos de cada cilindro de prueba.

base+cilindro+suelo (gr)

Cilindro

10375 110356 210390 3

Base + cilindro 5810 grFuente: los autores.

Tabla 3: volume del cilindro.

VOLUMEN V=Pi*r²*h

3207.92cmFuente: los autores.

Tabla 4: registro de los pesos de las capsulas para la determinación de la humedad.

Cilindro NoPeso

Capsula gr

Peso Capsula+muetra Húmeda gr

Peso Capsula+muetra

seca gr1 19 105 98.061 19 104 97.292 19.01 90.08 84.052 22.83 98.25 92.323 19.44 107.3 100.453 20.39 93.77 88.06

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7. CALCULOS 7.1. Calculo para la humedad natural.

H umedadnatutal= PesoCap .muestrahumeda−PesoCap .muestrasecaPesomuestra humeda

∗100

7.2. Calculo del peso del suelo humedo.

Pesodel suelo humedo=Base+cilindro+suelo−Base+cilindro

7.3. Calculo del peso de la muestra húmeda compactada.

PesoMuestraSecaCompactada= Pesodel suelo humedo1+Humedadnatural (Wn)

7.4. Calculo de la densidad seca suelta.

Densidadsecasuelta= Pesodel suelo secoVolumendelmolde

Ejemplo de cálculo: Cilindro No.1 –cap. 1-2

Humedadnatural=105−98,0698,06−19

∗100

HumedadNatural=8,78%

Humedadnatural=104−97,2997,29−19

∗100

HumedadNatural=8,57%

Humedadnatural promedio=8,78%−8,57%2

=8,67

Pesomuestra humedacompactada=10375g−5810 g Pesomuestra humedacompactada=4565 g

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Pesomuestrasecacompactada= 4565g1+0,0867

Pesomuestrasecacompactada=4200,62 g

Densidadsecasuelta= 4200,62g

3207,92cm3

Densidadsecasuelta=1,31 g

cm3

Densidadsuelta humedaϒ s h= pe so del suelo humedovolumen

Densidadsuelta humedaϒ s h= 45653207,92

=1.42gr /cm3

Densidadsecasuelta=Densidadsuelta humeda1+w horno

= 1,421+0,0867

=1,31 gr /cm3

Densidadsecasueltapromedio=1,31+1,30+1,323

Densidadsecasueltapromedio=1,31 g

cm3

Tabla 5: tabla resumen de los cálculos.

cilindro

Peso del suelo Húmedo gr

Densidad suelta Húmedaϒsh

gr/cm^3

Humedad

Humedad

promedio %

Densidad seca

suelta gr/cm^3

Peso del

suelo seco

gr

Densidad seca suelta

gr/cm^3

1 4565.00 1.42

Cap1

8.78

8.67 1.314200.6

21.31

Cap2

8.57

2 4546.00 1.42

Cap3

9.27

8.90 1.304174.3

81.30

Cap4

8.53

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3 4580.00 1.43

Cap5

8.46

8.45 1.324223.2

71.32

Cap6

8.44

8. ANALISIS DE RESULTADOS, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La humedad natural del suelo para las tres pruebas realizadas, indica que el suelo no se encontraba con un secado uniforme a pesar de estar estudiando el mismo suelo. Esto se ve en la información obtenida 8,67-8,90-8,45 %

La densidad seca suelta del suelo estudiado en el laboratorio es de 1,31g/cm3en promedio o 1310 kg/m^3

Es recomendable tener la muestra a trabajar bien seca, con el fin de que su humedad natural sea baja y los puntos a determinar se puedan conocer sin dificultades.

Es recomendable que cuando se esté ejecutando la compactación con la varilla compactadora esta se haga uniformemente, es decir, en todos los lados del cilindro por igual para no exceder una diferencia en peso superior a 50gr lo cual garantiza el buen desarrollo del ensayo

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9. CONCLUSIONES.

La toma de los pesos de los cilindros compactados es una de las variables mas criticas ya que con estos valores se logra determinar la densidad de la muestra de suelo estudiado.

Por consiguiente el éxito de la práctica radica en la toma de los datos, el numero de golpes aplicados a la muestra a compactar y la humedad presente en esta, ya que estas son las características importantes y fundamentales en el desarrollo de la practica y cualquier error en estas tomas de información hace que los resultados sean erróneos dificultando así el desarrollo idóneo de la practica y a su ves los cálculos pertinentes van a ser erróneos.

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BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA

HIGUERA SANDOVAL, Carlos Hernando. Nociones sobre

métodos de diseño de estructuras de pavimentos para carreteras.

Escuela de Transporte y Vías. Facultad Ingeniería. UPTC.

INVIAS. Normas de Ensayos de Laboratorio. Norma INV. E-142-

07. 2006.

Geotecnia Básica. Ramírez Oscar.

http://www.arqhys.com/construccion/suelos-humedad.html

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