Analisis granulometrico

- Contenido de Humedad.


- Análisis Granulométrico por Tamizado.


- Curva Granulométrica

1. UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA: INGENIERÍA CIVIL
SEGUNDO ENSAYO DE LABORATORIO
Temas : - Contenido de Humedad.
- Análisis Granulométrico por Tamizado.
- Curva Granulométrica.
Asignatura : Mecánica de Suelos I.
Profesora : Ing. Fabiola Coral Mestanza.
Integrante :
Surco, Mayo, 2013.

2. 1. INTRODUCCIÓN
En los comienzos de la investigación de las propiedades de los suelos se creyó que las
propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las partículas
constituyentes según sus tamaños; por ello era preocupación especial de los ingenieros la
búsqueda de métodos adecuados para obtener tal distribución. Aún hoy, tal parece que
todo técnico interesado en suelos debe pasar a modo de etapa de iniciación, por una
época en que se siente obligado a creer que, con suficiente experiencia, es posible
deducir las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución
granulométrica o descripción por tamaños; es común, sin embargo, que una no muy
dilatada experiencia haga que tal sueño se desvanezca.
Solamente en suelos gruesos cuya granulometría puede determinarse por mallas, la
distribución por tamaños puede revelar algo de lo referente a las propiedades físicas
del material; en efecto la experiencia indica que los suelos gruesos bien graduados, o sea
con amplia gama de tamaños, tienen comportamiento ingenieril más favorable, en lo
que atañe algunas propiedades importantes, que los suelos de granulometría muy
uniforme.
El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para la
construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se
puede conocer las propiedades del suelo y su comportamiento futuro.
Para analizar la granulometría de un suelo se procede con el tamizado estándar. Las
aberturas de los tamices se seleccionan de acuerdo con los tamaños máximo y mínimo
del suelo. Entre estos tamaños se establecen las subdivisiones requeridas.
Los tamices como cualquier otro instrumento de laboratorio están ordenados en
un formato estándar. La distribución granulométrica es expresada en una curva, que
es la representación gráfica de los resultados obtenidos, dibujada en escala
semilogarítmica.

3. 2. OBJETIVOS
Determinar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo y obtener de esta
manera la cantidad de cada uno de estos, expresarlos en tanto por ciento, que
pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo.
Clasificar el suelo, según el tamaño de sus partículas por medio del Análisis
Granulométrico por Tamizado.
Determinar los coeficientes de uniformidad y curvatura.
Conocer la utilización de los instrumentos del laboratorio.

4. 3. NORMAS
a. ASTM D2216
Significado y Uso:
Para muchos materiales, el contenido de agua es una de las propiedades de índice más
significativos utilizados en el establecimiento de una correlación entre el comportamiento de los
suelos y sus propiedades de índice.
El contenido de agua de un material se utiliza en la expresión de las relaciones de fase de aire,
agua y sólidos, en un volumen dado de material.
Nota 2-La calidad del resultado producido por esta norma depende de la competencia del personal
que lo realiza, y la adecuación de los equipos e instalaciones utilizadas. Los organismos que
cumplan los criterios de Práctica D3740, generalmente se consideran capaces de probar
competentemente un muestreo, inspección, etc. A los usuarios de esta norma, se advierte que el
cumplimiento con la Norma D3740 no es en sí misma garantizar resultados confiables. Los
resultados fiables depende de muchos factores; la Práctica D3740 proporciona un medio para
evaluar algunos de estos factores.
1. Alcance
1,1 Estos métodos de ensayo cubre la determinación en el laboratorio del agua (humedad) de la
masa de suelo, roca, y materiales similares, donde la reducción de la masa por secado es debido a
la pérdida de agua, excepto como se indica en 1,4, 1,5, y 1,7. Para simplificar, la palabra "material"
se refiere al suelo, roca o agregado que sea más aplicable.
1.2 Algunas disciplinas, como la ciencia del suelo, la necesidad de determinar el contenido de agua
en la base del volumen. Tales determinaciones son más allá del alcance de este método de
ensayo.
1,3 El contenido de agua de un material se define en 3.2.1.
1.4 El término "material sólido" tal como se utiliza en la ingeniería geotécnica normalmente se
supone que significa naturalmente partículas minerales del suelo y rocas que no son fácilmente
solubles en agua. Por lo tanto, el contenido de agua de materiales que contienen materia extraña
(tal como cemento, etc.) pueden requerir tratamiento especial o una definición calificada de
contenido de agua. Además, algunos materiales orgánicos pueden ser descompuestos por secado
en horno a la temperatura de secado estándar para este método (110 ° C). Los materiales que
contienen yeso (sulfato de calcio dihidrato) u otros compuestos que tienen cantidades significativas
de agua hidratada puede presentar un problema especial ya que este material se deshidrata
lentamente a la temperatura estándar de secado (110 ° C) y una humedad relativa muy baja,
formando un compuesto (por ejemplo, sulfato de calcio hemihidrato) que normalmente no está
presente en los materiales naturales, excepto en algunos suelos del desierto. Con el fin de
reducir el grado de deshidratación del yeso en tales materiales que contienen yeso, o para reducir
la descomposición en suelos altamente orgánicos / fibrosos, puede ser deseable secar los
materiales a 60 º C o en un desecador a temperatura ambiente. Así, cuando una temperatura de
secado se utiliza, que es diferente de la temperatura estándar de secado tal como se define por
este método de ensayo, el contenido de agua resultante puede ser diferente del contenido de agua
estándar determinado a la temperatura estándar de secado de 110 ° C.
Nota 1-Método de Ensayo D2974 proporciona un procedimiento alternativo para determinar el
contenido de agua de los materiales de turba.

5. 1,5 Materiales que contienen agua con cantidades sustanciales de sólidos solubles (como la sal en
el caso de sedimentos marinos) cuando se ensayan por este método dará una masa de sólidos
que incluye los sólidos solubles disueltos previamente. Estos materiales requieren un tratamiento
especial para eliminar o dar cuenta de la presencia de sólidos precipitados en la masa seca de la
muestra, o una definición calificada de contenido de agua debe ser utilizado.
1.6 Esta norma de ensayo requiere varias horas para el secado adecuado de la muestra de
contenido de agua. Métodos de Ensayo D4643, D4944 y D4959 proporcionan procesos menos
laboriosos para la determinación de contenido de agua.
1,7 Dos métodos de ensayo previsto en la presente norma. Los métodos difieren en los dígitos
significativos reportados y requiere el tamaño de la muestra (masa). El método a utilizar puede ser
especificado por la autoridad requirente, de lo contrario el método A se llevará a cabo.
1.7.1 Método A-El contenido de agua en masa se registra con una aproximación de 1%. En caso
de litigio, el método A es el método de referencia.
1.7.2 Método B-El contenido de agua en masa se registra con una aproximación de 0,1%.
1,8 Esta norma requiere el secado del material en un horno. Si el material que es secado
está contaminado con ciertos productos químicos, pueden existir riesgos de salud y seguridad. Por
lo tanto, esta norma no debe ser utilizada para determinar el contenido de agua de los suelos
contaminados, al no ser adecuadas las medadas de salud y seguridad que se toman.
1,9 unidades-Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como los estándares
excluyendo los tamaños de los tamices alternativos listados en la Tabla 1. No hay otras unidades
de medida incluidos en este método de ensayo.
1,10 Refiérase a la Práctica D6026 de orientación sobre el uso de cifras significativas que
determine si el método A o B se requiere. Esto es especialmente importante si el contenido de
agua se puede utilizar para calcular otras relaciones tales como masa húmeda se seque masa o
viceversa, unidad de peso húmedo a seco de unidad de peso o viceversa, y la densidad total para
secar densidad o viceversa. Por ejemplo, si cuatro dígitos significativos se requieren en cualquiera
de los cálculos anteriores, a continuación, el contenido de agua debe ser registrado con una
precisión de 0,1%. Esto ocurre desde 1 más el contenido de agua (no en porcentaje) tendrá cuatro
dígitos significativos, independientemente de lo que el valor del contenido de agua es, es decir, 1
más 0.1/100 = 1.001, con un valor de cuatro dígitos significativos. Mientras que, si tres dígitos
significativos son aceptables, entonces el contenido de agua se puede registrar con precisión de
1%.
1.11 Esta norma no pretende dirigir todas las inquietudes sobre seguridad, si las hay, asociadas
con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de
seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

6. 4. METODO GRANULOMETRICO POR TAMIZADO

I.METODO: LAVADO
EQUIPOS
Tamiz (3”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, Nº 4, Nº 8, Nº 10, Nº 16, Nº20,
Nº 40, Nº 50, Nº 80, Nº 100, Nº 200).
Nº 30,
Balanza Mecánica.
Balanza Electrónica.
Muestra de Suelo.
Horno.
Bandejas.
Envases.
Brocha, Cepillos, Escobilla.

7.  PROCEDIMIENTO
Primero tomamos nuestra muestra y la clasificamos, en este caso la muestra
fue un de suelo grueso. La ponemos en la fuente que va a ser la LMSA-5.
Luego pesamos la muestra, e inmediatamente después lo llevamos al lavadero y
empezamos con el lavado.

8. Mientras la muestra se va lavando, la vamos colocando en otro recipiente (en este
caso en el LMSA-3).
Una vez que toda la muestra haya sido lavada se ingresa al horno y lo dej
amos por día y medio aproximadamente.

9. Con la muestra seca la sacamos del horno para pesarla, apuntamos los datos y
procedemos con el tamizado y pesado de los restos en cada tamiz así como con
lo que queda en el platillo del fondo.

10. Ingresamos muestra de suelo para iniciar el tamizado.

11. Se mueve con mucho cuidado para que la muestra de suelo siga con el proceso
de tamizado.
Al momento de ingresar todo el suelo, se tamiza uno por uno.

12. Al terminar el tamizado vemos que el suelo va a estar dividido en partes y de
acuerdo al diámetro de las partículas. Es una clasificación granulométrica.

13.  CALCULOS Y RESULTADOS
oCONTENIDO DE HUMEDAD
TABLA I
CONTENIDO DE HUMEDAD
1N° recipient LMSA- 5
2W recipiente (gr) 594.00
3W recipiente sw (gr) 6882.50
4W recipiente s (gr) 6836.93
5Ww : 3-4 (gr) 45.57
6Ws : 4-2 (gr) 6242.93
7ω :100*5/6 (%) 0.73 %
 Ww = 6882.50 – 6836.93 = 45.57 gr.
 Ws = 6836.93 – 594 = 6242.93 gr.
 % ω = 100 * (45.57 / 6242.93 ) = 0.73 %.
oANALISIS GRANULOMETRICO
TABLA II
ANALISIS GRANULOMETRICO
8W recipiente s (LAVADO) (gr) 6702.00
9W s (LAVADO) : 8-WLMSA3 (gr) 6125.20
10W s fino (platillo) (gr) 4.30
11W Total Parcial Retenido (gr) 6122.41
12ΔW : 9-11 (gr) 2.79
13W s fino (total) : [6-(11-10)-12] (gr) 122.03
14% finos : 100*13/6 (gr) 1.95 %
15Error : 100*12/9 (gr) 0.05 %
 ΔW = 6125.20 – 6122.41 = 2.79 gr.
 Ws fino = [6242.93 – (6122.41 – 4.30) – 2.79] = 122.03 gr.
 % finos = 100 * (122.03 / 6242.93) = 1.95 %.
 Error: 100 * ( 2.79 / 6125.20 ) = 0.05 %.

14. Tamiz Peso Parcial
Retenido
Peso Parcial Retenido
Corregido
% Parcial
Retenido
%
Acumulado
Retenido
%
Acumulado
que pasa
(" o N°)mm (gr) (gr) (%) (%) (%)
3” 75 0 0 0 0 100
2” 50 225.14 225.14 3.61 3.61 96.39
1 1/2”37.5 423.51 423.51 6.78 10.39 89.61
1” 25 1070.03 1070.03 17.14 27.53 72.47
3/4” 19 859.73 859.73 13.77 41.30 58.70
3/8” 9.5 1296.68 1299.47 20.82 62.12 37.88
N° 0044.75 556.31 556.31 8.91 71.03 28.97
N° 010 2 322.65 322.65 5.17 76.20 23.80
N° 0200.85 129.19 129.19 2.07 78.27 21.73
N° 0400.425 362.38 362.38 5.80 84.07 15.93
N° 0600.25 408.95 408.95 6.55 90.62 9.38
N° 1000.15 289.40 289.40 4.64 95.26 4.74
N° 2000.075 174.14 174.14 2.79 98.05 1.95
Platillo 4.30 122.03 1.95 100.00 0.00
Total 6122.41 6242.93 100.00
TABLA DE ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO
D60
D30
D10

15. De la TABLA III podemos definir que:
PORCENTAJE PARCIAL RETENIDO: Corresponde al porcentaje en masa del suelo
directamente retenido en dicho Nº de malla.


.
.
.
Así sucesivamente con todos los datos.
PORCENTAJE RETENIDO ACUMULADO: Corresponde al porcentaje en masa de
todas las partículas de mayor tamaño que la abertura de un determinado tamiz. Se
calcula como la suma de todos los porcentajes parciales retenidos en los tamices de
abertura de mayor tamaño más el porcentaje parcial de lo retenido en ese tamiz.
Para 2”….
Para N° 004….
.
.
.
Así sucesivamente con todos los datos.
PORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA: Corresponde al porcentaje en masa de
todas las partículas de menor tamaño que la abertura de una de terminado tamiz. Se
calcula como la diferencia entre el 100% y el porcentaje acumulado retenido en ese tamiz.


.
.
.

16. Así sucesivamente con todos los datos.
HALLANDO EL D10:

0.425 - 15.93%
D10-10%
0.25- 9.38%

HALLANDO EL D30:

9.5- 37.88%
D30-30%
4.750 - 28.97%

HALLANDO EL D60:

25- 72.47%
D60 -60%
19- 58.70%


17. COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (Cu):

Cu = 73.28
COEFICIENTE DE CURVATURA (Cc):


Cc = 5.375
Nuestra TABLA IV quedaría así:
TABLA IV
D10 (mm) 0.267
D30 (mm) 5.299
D60 (mm) 19.566
Cu 73.28
Cc 5.375

18. 5. CONCLUSIONES
Logramos determinar la cantidad de suelo que pasa por cada tamiz, de la misma
forma logramos calcular los Coeficientes de Uniformidad y Curvatura (Cu y Cc).
Todo suelo tiene una propia granulometría o mejor dicho cada suelo tiene cierta y
única característica que los identifica de los demás.
Mediante la granulometría se sabrá si se puede o no construir una edificación o
alguna obra de ingeniería civil en el lugar donde se sustrajo la muestra de suelo.
Utilizando una porción del total de la muestra pudimos hallar el contenido de
humedad y generalizarlo para la muestra en general.
En la malla 200 se quedan los limos y arcillas.
El contenido de humedad lo hallamos en el recipiente sin lavar, mientras que el
análisis granulométrico se hizo mediante el método de LAVADO.
Finalmente se obtuvo la curva, la cual nos indica el tipo de suelo del cual se
sustrajo la muestra.
6. COMENTARIOS Y RECOMENDACIONES
Al momento de realizar el ensayo, para suelo grueso se toma de 6 a 7 kg de
muestra, mientras que para suelo fino se toma como máximo 2kg.
Se lava con la yema de los dedos para evitar una mayor pérdida de suelo.
Al momento de tamizar, hay que realizarlo con mucho cuidado para evitar pérdidas
de suelo. Al momento de tamizar, tenemos que mover para que el suelo siga
bajando y así obtengamos buenos resultados.