LABORATORIO:
PRÓCTOR MODIFICADO DEL SUELO
INTEGRANTES:
Flores Menor Cleiver Stalin
Alvarado Sánchez Denis Rumario
Miranda Iginio Gustavo
Rojas Cabrera Kinder Henry
Sarabia Pérez Norvil
DOCENTE:
Ing. Pedro Muñoz
ASIGNATURA:
Taller Suelos.
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
ÍNDICE
- CARÁTULA - ÍNDICE
…………………………………………… .…………………………………..…………
01
……………………………………………… .……………………………………………..
02
- INTRODUCCIÓN
…………………………………… .……………………………………………
03
- OBJETIVOS
….…………………………………………………………………………….. .
03
- FUNDAMENTO TEÓRICO
………………………………………………………………
04
- MATERIALES Y MÉTODO
……………………………………………………………….. .
05
- RESULTADOS
…………………………………………………………………………………….….
10
- RECOMENDACIONES .………………………………………………………………………….. ..
16
- CONCLUSIONES
16
……………………………………………………………………….………
- REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
…………………………………………………….. .
17
2
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
I.
INTRODUCCIÓN
E
n la actualidad existen distintos métodos para reproducir en laboratorio las condiciones de compactación en obra. Todos ellos pensados para estudiar, además, los distintos factores que gobiernan la compactación de los suelos. Históricamente, el
primer método, en el sentido de la técnica actual, es el debido al Dr. R. R. Proctor (1933) y es conocido como Prueba Proctor Estándar o A.A.S.H.O. (American Association of State Highway Officials) Estándar.
II.
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:
Hallar la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad de un suelo.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Hallar el Contenido de Humedad Óptima del suelo para energía modificada.
Hallar la Densidad Seca del suelo para energía modificada.
3
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
III.
FUNDAMENTO TEÓRICO
COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia , su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades. Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo.
PRÓCTOR MODIFICADO La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 45,7 [cm]. Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del Ensayo Proctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo. Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el Laboratorio (a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro-compactadores, de rueda lisa, etc.). No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la prueba patrón Proctor, así como la gran cantidad de información que da indicio de su eficacia, que desde el comienzo de su implementación hasta el presente es un método aceptado y referenciado en un sinnúmero de pliegos de obras.
4
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
IV.
MATERIALES Y MÉTODO
A. Materiales:
Molde De 4”
Espátula y brocha
Recipientes
Horno de secado
Pisones manuales Modificado
Balanza
Probeta (500ml)
5
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
B. Metodología: PREPARACION DEL MOLDE DE COMPACTACION
Se calibra el molde a usar en el ensayo, usando el vernier medimos 4 veces la altura y el diámetro obteniendo un promedio de ambos datos, y así calculamos el volumen exacto de nuestro molde. Imagen 01: Calibración del molde de compactación.
Fuente: Propia
Procedemos a pesar el molde Obs. En el pesado del molde no tomamos en cuenta el collarín, ya que en el proceso del ensayo solo se pesara las muestras más el molde y no con el collarín. Imagen 02: Pesado del molde y limpieza del mismo.
Fuente: Propia.
De esta manera el molde está listo para el uso en el ensayo de proctor modificado.
6
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
PREPARACION DE LA MUESTRA
La muestra a trabajar fue extraída de una calicata hecha en Aviantel –Pimentel aproximadamente 20 kg. De agregado del cual se tuvo tomar una parte teniendo como muestra inicial 5200 gr con el que se dispuso a realizar cálculos del contenido de humedad el cual se va agregar, definiendo que se hará en un 2.5% progresivamente hasta alcanzar el 9.5%, de esta manera mesclamos la muestra con agua. Imagen 03: Tamizado de la muestra
Fuente: Propia.
ENSAYO DEL PROCTOR MODIFICADO
Con el molde calibrado, junto a la muestra a ensayar bien preparada procedemos con el ensayo, el cual consiste ahora en llenar el molde en 5 capas y dar 56 golpes con el pisón por cada capa. La muestra así preparada se divide en cinco porciones, se coloca una porción en el molde seleccionado y se nivela con la mano. El espesor de cada capa que se compacta debe ser tal que después de compactarla, tenga aproximadamente un espesor de 2.54 cm (1”). Previamente el molde debe colocarse sobre una base uniforme y rígida tal como un cilindro o cubo de concreto con un peso mayor a los 9 Kg. Colocar el pistón de compactación sobre la porción vertida en el molde (una capa) y luego levantar con el mango hasta que el pistón llegue al extremo de la guía y se deja caer sobre la porción (un golpe). El tubo de guía debe sostenerse firme y verticalmente (máxima desviación de 5º con la vertical) Los golpes serán aplicados a una velocidad uniforme sobre toda la superficie de la porción en el molde no excediéndose aproximadamente de 1.4 segundos por golpe.
7
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
Imagen 04: secuencia de golpes
Fuente: ELE Internacional Ltda., 1993
Imagen 05: Procedimiento del ensayo del proctor modificado
Fuente: Propia
Terminado las 5 capas, con sus 56 golpes cada una de ellas, quitamos el collarín, observándose que sobresale del molde un exceso de muestra del suelo compactado, entonces se procede con el enrasado, que consiste en poner a nivel del molde la muestra compactada, haciendo necesario el uso del enrazador y el martillo.
8
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
Realizado correctamente el enrazado procedemos a pesar el molde + la muestra compactada, obteniendo como dato el peso, se saca 1 muestras de suelo compactado en capsulas (capsula o lata ya pesada), la muestra se extrae de la parte central del molde teniéndose que pesar las capsulas + muestra. Imagen 06: Procedimiento del ensayo del proctor modificado
Fuente: Propia
Las capsulas con las muestras son introducidos al horno de nuestro laboratorio, y estos han estado 24 hrs. Aproximadamente. Es así que al día siguiente se extrajo las capsulas del horno y se pesaron, de esta manera se conoció el contenido de humedad en cada capsula + muestra.
9
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
RESULTADOS.
Se cumple con lo previsto en los objetivos, acerca del ensayo de compactación (proctor modificado), cumpliendo especificaciones que se indican en las normas.
En cuanto a los resultados obtenidos, podemos decir que el suelo alcanza su máxima compacidad con un contenido de humedad Llegando a una densidad se ca máxima Se concluye que como estudiantes de ingeniería civil es necesario conocer acerca del ensayo de compactación (proctor modificado).
PARA EL CÁLCULO: Se realizó los respectivos cálculos de la altura (cm) y diámetro (cm) promedio. Obteniendo estos datos: PARA LA CALIBRACION DEL MOLDE Nº de m. Altura (cm) Diámetro (cm) 01 10.8 14.75 02 10.82 14.73 03 10.8 14.71 04 10.9 14.72 promedio 10.83 14.73 Volumen (cm) 1845.54 Peso (gr) 5988
FORMULAS: ∗ =
∗ % =
Ww Ws
ℎ + . − + . Wmuestra seca + cap. −W cap.
∗ ℎ =
∗ =
∗ 100
peso de suelo humedo volumen del molde
densidad de suelo humedo ∗ 100 promedio de humedad(%) + 100
1 0
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
CUADRO DE RESULTADOS FINALES
DATOS Y RESULTADOS ENSAYO N°1 PROCTOR MODIFICADO ( MTC E 115-2000 ) MUESTRA
I
II
III
IV
V
931.5
931.5
931.5
931.5
931.5
Peso del molde (gr)
2016.0
2016.0
2016.0
2016.0
2016.0
Peso del molde + muestra húmeda (gr)
3646.0
3684.0
3723.0
3759.0
3784.0
Peso de la muestra húmeda (gr)
1630.0
1668.0
1707.0
1743.0
1768.0
Densidad húmeda de la muestra (gr/cm 3)
1.750
1.791
1.832
1.871
1.898
Contenido de humedad
5.33%
7.39%
9.12%
10.77%
12.66%
Densidad húmeda de la muestra (gr/cm 3)
1.661
1.667
1.679
1.689
1.685
Volumen del molde (cm 3)
CONTENIDO DE HUMEDAD
Peso de la tara (gr)
Peso de la tara + suelo húmedo (gr)
Peso de la tara + suelo seco (gr)
Peso del agua (gr)
Peso del suelo seco (gr)
Contenido de humedad (%)
zona ↑
24.532
23.418
24.171
24.774
24.106
zona ↓
24.890
24.436
25.015
24.917
24.607
zona media
24.220
25.166
24.367
24.530
24.656
zona ↑
43.895
47.222
47.725
54.399
62.897
zona ↓
40.860
50.494
57.354
55.799
51.032
zona media
60.177
56.633
60.162
56.824
60.887
zona ↑
42.894
45.561
45.774
51.697
58.534
zona ↓
40.047
48.671
54.665
52.763
48.020
zona media
58.382
54.500
57.149
53.607
56.845
zona ↑
1.001
1.661
1.951
2.702
4.363
zona ↓
0.813
1.823
2.689
3.036
3.012
zona media
1.795
2.133
3.013
3.217
4.042
zona ↑
18.362
22.143
21.603
26.923
34.428
zona ↓
15.157
24.235
29.650
27.846
23.413
zona media
34.162
29.334
32.782
29.077
32.189
zona ↑
5.45%
7.50%
9.03%
10.04%
12.67%
zona ↓
5.36%
7.52%
9.07%
10.90%
12.86%
zona media
5.25%
7.27%
9.19%
11.06%
12.56%
PROM(↑,↓)
5.41%
7.51%
9.05%
10.47%
12.77%
PROMEDIO
5.33%
7.39%
9.12%
10.77%
12.66%
1 1
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD 1.695 ) 3 m c / r g ( a c e S d a d i s n e D
1.690 1.685 1.680 1.675 1.670 1.665 1.660 5.0%
8.0%
11.0%
14.0%
17.0%
20.0%
23.0%
Contenido de Humedad (%)
Máxima Densidad Seca
1,689 gr/cm3
Contenido de Humedad
10.90%
1 2
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
V.
RECOMENDACIONES
Se debe calibrar la balanza antes de pesar.
Cada recipiente donde se echa la muestra de 3kg. de suelo, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de humedad (aparte del agua q se verterá) en nuestra muestra de suelo.
La rapidez de la homogenización garantiza la estabilidad de la humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboración del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de humedad actual.
Al momento de compactar la guía del pisón debe mantenerse ligeramente sobre el suelo que se compacta, puesto que si éste es soltado, remueve o taja el material.
Cada muestra obtenida para la obtención del contenido de humedad real, debe llevarse rápidamente al laboratorio, puesto que éste pierde fácilmente su humedad cuando está expuesto al aire.
Para el lavado de la arena para el cono de densidad, se recomienda echar y mezclar agua al mismo tiempo y votar inmediatamente el agua, así haremos que las partículas no deseadas estén en suspensión y sean eliminadas de manera rápida
VI.
CONCLUSIONES
El óptimo Contenido de Humedad del suelo para energía estándar es 11,47% lo cual indica que se debe agregar 11,04% debido a que la arena ya tiene un 0,43% de humedad.
El óptimo Contenido de Humedad del suelo para energía modificada es 10,9% lo cual indica que se debe agregar 10,47%.
La densidad máxima para energía estándar es de 1,640 gr/cm 3.
La densidad máxima para energía modificada es de 1,689 gr/cm 3.
La densidad de la arena para el cono de densidad es ρ=1,517 gr/cm3.
1 3
Universidad Cesar Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
VII.
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
http://ntics.frra.utn.edu.ar/portal/PDFs/compactacion.pdf Mecánica de Suelos – Juárez Badillo
Manual de ensayos de materiales para carreteras (EM 2000)
http://suelosycimentaciones.blogspot.com/
http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-cono-
de.html
1 4