INFORME DE LABORATORIO N°4: ENSAYO DE COMPACTACIÓN

(PRÓCTOR ESTÁNDAR) - DENSIDAD NATURAL (IN SITU)

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN

DOCENTE:

LORRÉN PALOMINO, ÁNGEL ALBERTO.

ESTUDIANTE:

SAAVEDRA SALAZAR, LUIS EMANUEL.

2014

FACULTAD DE ARQUITECTURA, INGENIERÍA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE LABORATORIO Nº 4

ENSAYO DE COMPACTACIÓN (PRÓCTOR ESTÁNDAR)

ASIGNATURA : MECÁNICA DE SUELOS

DOCENTE : Ing. LORRÉN PALOMINO, ÁNGEL ALBERTO.

ALUMNO : SAAVEDRA SALAZAR, LUIS EMANUEL

CICLO : V

Pimentel, Febrero 26 de 2014

I. INTRODUCCIÓN

De conformidad a las normas establecidas, se desarrollaron el ensayo de PROCTOR, el cual se

describe a continuación. Cada uno de los materiales utilizados, procedimientos y cálculos se

especificaran por medio de los métodos explicados, tanto en la norma, como en las instrucciones

teóricas de clase y los libros especializados en la materia.

Por medio de este ensayo se pretende obtener un dato teórico de la relación entre la humedad y el

peso unitario de los suelos compactados en un molde la cual ayudará a obtener en un futuro un

grado de compactación siendo esta relacionada con lo anteriormente dicho respecto al terreno

Para la realización de estos ensayos se usan materiales de bases granulares, los cuales poseen

propiedades que lo hacen óptimo en la construcción de vías o edificaciones, por su alta resistencia al

corte cuando es sometido a esfuerzos de compresión. Estas propiedades se hacen mucho más

efectivas, en el caso de la compactación del material. Este ensayo trata de simular las condiciones a

las que el material está sometido en la vida real, bajo una carga estática y el desarrollo de estos

cálculos provee información valiosa para que el ingeniero disponga cuales son las condiciones

ideales de compactación del material y cual su humedad optima.

El Autor.

II. OBJETIVOS

1. Graficar la curva de compactación: Densidad Seca (gr/cm3) vs Contenido de Humedad (%)

2. Determinar la Máxima Densidad Seca y el Óptimo Contenido de Humedad de nuestra muestra de suelo.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1. PROCTOR ESTÁNDAR Y MODIFICADO

El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de un

material mediante medios mecánicos. El incremento de la densidad se obtiene por medio de

la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se

encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente constante.

En la vida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno

en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material in situ en

proyectos de mejoramiento del terreno.

El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material

en algunos aspectos:

Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la estabilidad, de terraplenes

y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.

Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.

Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la permeabilidad.

Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento.

Para medir el grado de compactación de material de un suelo o un relleno se debe

establecer la densidad seca del material. En la obtención de la densidad seca se debe tener

en cuenta los parámetros de la energía utilizada durante la compactación y también

depende del contenido de humedad durante el mismo.

Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energía de

compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en laboratorio.

La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra que corresponda a la

masa de suelo que se desea compactar, con la humedad calculada y en un molde cilíndrico

de volumen conocido y con una energía de compactación especificada. En la actualidad se

presentan deferentes tipos de ensayos los cuales determinan el grado de compactación del

material, entre otros se pueden encontrar los ensayos de: Método del martillo de 2.5 Kg,

método del martillo de 4.5 Kg, Próctor (estándar), Próctor modificado y el método del martillo

vibratorio. Los primeros cuatro están basados en la compactación dinámica creada por el

impacto de un martillo metálico de una masa específica que se deja caer libremente desde

una altura determinada, el suelo se compacta en un número de capas iguales y cada capa

recibe el mismo número de golpes. La compactación en el quinto ensayo esta basado en la

combinación de presión estática y la vibración. El suelo se compacta en tres capas iguales

presionado fuertemente hacia abajo el compactador vibratorio durante 60 segundos en cada

capa.

Los resultados obtenidos a partir del ensayo proporcionan una curva, en la cual el pico más

alto dicta el contenido de humedad óptima a la cual el suelo llega a la densidad seca

máxima. Por medio de los ensayos sé a podido determinar que por lo general la

compactación es más eficaz en los materiales bien gradados que contienen una cantidad de

finos que en los materiales de gradación uniforme que carecen de finos.

I. MATERIALES Y EQUIPOS EMPLEADOS:

I.1. MUESTRAS DE SUELO.

I.2. MOLDE DE COMPACTACIÓN: Los moldes deberán ser cilíndricos de paredes sólidas

fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades mostradas más adelante.

Deberán tener un conjunto de collar ajustable aproximadamente de 60 mm (2 3/8") de

altura, que permita la preparación de muestras compactadas de mezclas de suelo con

agua de la altura y volumen deseado. El conjunto de molde y collar deberán estar

construidos de tal manera que puedan ajustarse libremente a una placa hecha del

mismo material

4.2. MARTILLO DE COMPACTACIÓN: Un martillo metálico que tenga una cara plana

circular de 50.8 ± 0.127 mm (2 ± 0.005") de diámetro, una tolerancia por el uso de 0.13

mm (0.005") que pese 2.495 ± 0.009 kg (5.50 ± 0.02 lb.). El martillo deberá estar

provisto de una guía apropiada que controle la altura de la caída del golpe desde una

altura libre de 304.8 ± 1.524 mm (12.0 ± 0.06" ó 1/16") por encima de la altura del

suelo. La guía deberá tener al menos 4 agujeros de ventilación, no menores de 9.5 mm

(3/8") de diámetro espaciados aproximadamente a 90° y 19 mm (3/4") de cada extremo,

y deberá tener suficiente luz libre, de tal manera que la caída del martillo y la cabeza no

tengan restricciones.

4.3. HORNO A TEMPERATURA 110 GRADOS CENTÍGRADOS +/- 5 GRADOS

CENTÍGRADOS: Sirve para secar el material.

4.4. BALANZA DE PRESICIÓN, CON SENSIBILIDAD DE 0.01 gr: Sirve para pesar el

material y diferentes tipos de recipientes.

4.5. TARAS: Es allí donde se deposita el material a analizar

4.6. TAMICES: Serie de tamices de malla cuadrada para realizar la clasificación N° 4 y ¾

II. PROCEDIMIENTO

1. Primero realizamos una selección del material.

2. Luego lo colocamos en el molde de compactación.

3. Enseguida realizamos e martillado con el pisón de compactación.

4. Para luego ir a pesar lo compactado en la balanza.

5. Por último las muestras pesadas la llevamos al horno por 18 a 24 horas a una temperatura

de 100ºC +/- 5º C.

III. CONCLUSIONES

1. Se graficó exitosamente la curva de compactación: Densidad Seca (gr/cm3) vs Contenido de Humedad (%), como se muestra en el anexo del formato de laboratorio.

2. La máxima densidad seca (MDS) es: 2.10 gr/cm3.

El óptimo contenido de humedad (OCH) es: 9.37 %

IV. RECOMENDACIONES

1. Calibrar cuidadosamente el molde del próctor.

2. Colocar en 0.00 la balanza de precisión antes de cada pesaje de las muestras.

3. Controlar cuidadosamente que la muestra permanezca el tiempo requerido en el horno de secado.

4. Tener sumo cuidado en la toma de los datos obtenidos en el laboratorio.

FACULTAD DE ARQUITECTURA, INGENIERÍA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE LABORATORIO Nº 4

DENSIDAD NATUAL O IN SITU

ASIGNATURA : MECÁNICA DE SUELOS

DOCENTE : Ing. LORRÉN PALOMINO, ÁNGEL ALBERTO.

ALUMNO : SAAVEDRA SALAZAR, LUIS EMANUEL.

CICLO : V

Pimentel, Febrero 26 de 2014

I. INTRODUCCIÓN

El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, ha sido un gran

reto para los investigadores de mecánica de suelos y científicos del área en general. Se realiza esta

determinación para comprobar el grado de compactación en rellenos compactados artificialmente.

Es muy útil en el caso de suelos sin cohesión (gravas y arenas), los cuales, por lo general no

permiten obtener muestras inalteradas, y por medio de la densidad in situ se puede reproducir el

suelo natural en la densidad natural a partir de una muestra alterada.

Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densímetro de Washington y el método del cono de

arena (Nch 1516), los cuales consisten en realizar un orificio en el suelo, determinar el peso seco del

material y el volumen que dicho material ocupaba. Entre otros métodos tradicionales se encuentran:

el Método del Balón de goma, el de los Bloques, el de Sumergir en Parafina y otros mas en donde

todos coinciden en la forma de obtener del suelo natural su peso seco, pero difieren en la

determinación de su volumen.

El Autor.

II. OBJETIVOS1. Determinar la densidad natural seca.

2. Determinar el grado de compactación.

I. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1. DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO METODO CONO DE

ARENA (ASTM D1556-64)

Una vez que se han definido los criterios de compactación - en la forma de especificaciones

técnicas para las obras en terreno, es necesario utilizar un método para determinar la

densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la compactación.

Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:

Cono de arena.

Balón de densidad.

Densímetro nuclear.

En esta guía nos referiremos solamente el primero.

El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material

compactado, este método se centra en la determinación del volumen de una pequeña

excavación de forma 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 húmeda. Determinaciones de la humedad de

esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.

El método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos

redondeados para llenar el hueco excavado en terreno. Previamente 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. Para ello se utiliza un cono metálico.

II. MATERIALES Y EQUIPOS DE LABORATORIO

1. Arena Estandarizada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa

constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material

que pasa por la malla Nº 20 ASTM (0,85 mm.) y queda retenida en la malla Nº 30

ASTM (0,60 mm.).

2. Muestra de suelo.

3. Aparato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de 12,5 mm. de

abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un

recipiente de aproximadamente 4 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar una

placa base, con un orificio central de igual diámetro al del embudo (figura inferior).

4. Dos balanzas, de capacidad superior a 10 kgs. y 1000 grs., con precisión de 1 gr. y

de 0,01 gr. Respectivamente.

5. Equipo de secado, podrá ser un hornillo o estufa de terreno o el Speedy.

6. Molde patrón de compactación de 4" de diámetro.

III. PROCEDIMIENTO

1. Se coloca la placa y se procede a cavar con ayuda de un cincel.

2. Se procede a pesar el cono con la arena ya en su interior como peso inicial.

3. Se observa ya la cavidad formada se procura que las paredes estén uniformes, también

se ve el materia extraído se procura que no pierda su humedad natural.

4. Se procede a colocar el cono de arena y abrir la llave hasta que se llene de arena la

cavidad hecha.

5. Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final.

IV. CONCLUSIONES

1. La densidad natural seca es: 1.868 gr/cm3.

2. El grado de compactación es: 88.97 %, al ser inferior al 100%, se considera que es no aceptable en obra.

V. RECMENDACIONES

1. Si de deja pasar mucho tiempo desde la calibración de los equipos y la arena. Puede que la

arena de ensayo pierda humedad, lo cual hará variar la densidad de la arena, dando como

resultado datos erróneos.

2. La suciedad de la arena, también puede influir en la mala calibración de la densidad de la

misma.

3. Tener suma precisión en anotar las cantidades con sus unidades y decimales

correspondientes.

4. Se debe contar con los equipos adecuados, y en buenas condiciones, como sus formas

geométricas, sin abolladuras ni perforaciones.

5. Utilizar los mismos instrumentos durante la calibración, y en campo, para no tener

variaciones en las medidas.