ANALISIS GRANULOMETRICO GRANULOMETRICO POR TAMIZADO TAMIZADO
OBJETIVO Realizar la clasifica clasificación ción física de un suelo que contiene ya sea que tenga grava, arcillas y limos, para así determinar su clasificación a través de la curva granulométrica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS Realizar la clasificación de un suelo por tamizado, conociendo cada uno de los implementos de laboratorio así como su uso correcto. Identificar el porcentaje de humedad, así como el límite liquido y el limite plástico, dada la importancia de estas dos factores para el proceso de clasificación. Catalogar el suelo dependiendo de sus características según la normativa ASSTHO y sus tablas de clasificació clasificación. n. Catalogar el suelo dependiendo de sus características según la normativa ASTM y sus tablas de clasificación clasificación.. Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.
INTRODUCCION
Se denomina clasificación granulométrica o granulometría, a la medición y gradación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica. El método de determinación granulométrico más sencillo es hacer pasar las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. Pero para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño. Dado a esto, el presente laboratorio es una muestra de lo que se debe hacer en un
ensayo al tema, esperando que los resultados sean los deseados, poder aportar en el basto conocimiento que implica la ingeniería de suelos.
MARCO TEORICO
La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 200(150 micras) hasta 9.52 mm. También se puede decir que el análisis granulométrico es utilizado para obtener la distribución del tamaño de partículas en una masa de suelo con la finalidad de poder clasificarlo. El método del tamizado mecánico se usa en suelos granulares que poseen poco o nada del material fino (limos y arcillas). Para determinar la distribución de tamaños de partículas en los suelos finos se utiliza el análisis por hidrometría. Los análisis se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar otro método. Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula. La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones de los agregados así como el contenido de agua, la manejabilidad.
En cuanto al momento de implementar estos materiales, se puede tener en cuenta los siguientes aspectos: Las cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30 mm (no. 50) y de 1.15 mm (no. 100), afectan la manejabilidad, la textura superficial de las estructuras. el modulo de finura (fm) del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100. El modulo de finura es un índice de la finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, más grueso será el agregado. El modulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.
Los ensayos de granulometría tienen por finalidad determinar en forma cuantitativa la distribución de las partículas del suelo de acuerdo a su tamaño. La distribución de las partículas con tamaño superior a 0.075 se determina mediante tamizado, con una serie de mallas normalizadas.
Granulometría por tamizado
Muestra original de suelo conteniendo partículas de varios tamaños. Esta muestra se seca al horno y se determina su masa total seca. Muestra 1: Porción de la muestra que queda retenida en el tamiz de diámetro 4.75 mm Muestra 2: Porción de la muestra que pasa el tamiz 4.75 mm. Esta porción incluye partículas finas. La muestra 1, después de lavarla en el tamiz #4, para eliminar las partículas de arena y las más finas La muestra 2, después de lavarla en el tamiz #200 para eliminar las partículas finas Algunas mallas de tamiz utilizadas en el proceso de tamizado Tamizado del suelo en una serie de mallas o rejas Determinación del peso retenido en una de las mallas
DATOS DE CONSULTA
Tamices: Es una malla y reja de clasificación en un orden especifico en el que están dispuestos (decreciente, hasta el más fino y finalmente el fondo)
Fragmentos: Partículas de roca que no pasan el tamiz (12´´)
Guijarros: Partículas de roca que quedan retenidas en el t amiz (3´´)
Grava: Partículas de roca que quedan retenidas en el tamiz (No 4) Gruesa: Retenida en el tamiz (3/4) Fina: Retenida en el tamiz (No 4)
Arena: Partículas de roca que quedan retenidas en el tamiz (No 200) Gruesa: Retenida sobre el tamiz (No 10) Media: Retenida sobre el tamiz (No 40) Fina: Retenida sobre el tamiz (No 200)
Arcilla: Suelo que pasa por el tamiz (No 200) presenta plasticidad.
Limo: Suelo que pasa por el tamiz (No 200) ligeramente plástico o no plástico.
MATERIALES Y EQUIPOS
Tamices (1´´; 3/4 "; 3/8"; No 4; No 10; No 20; No 46; No 80; No 100; No 200; fondo) Espátula Horno
Recipientes Bascula o Balanzas Cepillo Envases
PROCEDIMIENTO
Se coloca el material conseguido previamente sobre un recipiente en el que se dispone parcialmente para la distribución. Se procede a determinar el peso de la muestra inicial que es 2000g.
Se retiran dos de las cuatros fracciones las opuestas entre sí, y de este material se pesa en la balanza 1000 g aproximadamente (este procedimiento no aplica y no fue realizado, ya que las normas colombianas no lo exigen). El material se pone a secar en el horno por 24 horas a 110 ° C. Después de secarse se retira del horno el material y se tamiza, se realiza una separación a través del tamiz (No 10) el material retenido en este se separa del material que paso. Posteriormente se lavan los dos materiales, el que retenido sobre el tamiz (No 10) y el que paso del tamiz (No 10) sobre el tamiz (No 200). Se colocan a secar nuevamente en el horno durante 1 día a 110 °C. Todos los materiales retenidos, se deben pesar y así mismo porcentual de acuerdo a la muestra principal. De este procedimiento podemos hallar LL, LP, IP. Ahora, la granulometría hallada puede servir como base para clasificar el suelo en la normativa ASSTHO o ASTM. Con los datos recogidos de cada uno de los tamices se procede a conformar la tabla granulométrica. Esta tabla debe contener todos los pesos de los materiales retenidos y los materiales que pasan de cada tamiz, así como también el su porcentaje y el porcentaje a cumulado de cada uno de ellos.
De acuerdo la recopilación de estos datos hacemos la curva granulométrica, graficando él % que pasa contra el numero del tamiz.
GRANULOMETRIA
Después de escoger el material se dispusieron 2000g de material dividiéndolo en grava y arcilloso-limoso según corresponde a las NORMA INV 123-07 y se
procedió de la siguiente manera.
Para la cantidad de material que se retuvo por el tamiz (No 10) se organizo una columna a partir del mismo para separar las gravas y arenas de los limos. Se tamizo y se utilizó la escobilla para limpiar cada tamiz para que la mezcla no quedara combinada y pegada. Cada cantidad que quedo retenido en cada uno de los correspondientes tamices se anoto en una tabla. De igual forma se dispuso de una columna de tamices desde el (No 10) hacia abajo y se tamizo para también separar las gravas y arenas de los limos. Igualmente se registraron los valores correspondientes en peso (g) que quedaron retenido en cada tamiz y el fondo. Se realizaron los cálculos correspondientes con todos los datos recopilados Realización de la curva granulométrica.
TOMA DE DATOS
De acuerdo con el procedimiento realizado en el laboratorio se dispuso de la organización de los datos en estas dos tablas, donde se calculo el porcentaje retenido en cada tamiz, para completar la curva granulométrica.
Grava Fina/Arenas 2000 g TABLA 2.1
Tamiz Masa Retenida (g) Porcentaje Retenido (%) Porcentaje Acumulado (%) Porcentaje que pasa (%) 1" 0 0,00% 0,00% 100,00% 3/4 " 63.3 3.17% 3.17% 96.84% 3/8" 776.5 38.83% 42.0% 58.01% Nº4 538.8 26,94% 68.94% 31.07% Nº10 402.7 20.14% 89.08% 10.93%
Arcillas/Arenas 2000 g TABLA 2.2 Tamiz Masa Retenida (g) Porcentaje Retenido Porcentaje Acumulado Porcentaje que pasa Nº20 76.9 3.85% 92.93% 7.08% Nº40 30.7 1.54% 94.47% 5.54% Nº80 38.1 1.91% 96.38% 3.63% Nº100 12,9 0.65% 97.03% 2.98% Nº 200 43.5 2.18% 99.21% 0.80% Fondo 16.6 0% 100,00% 0,03% TOTAL(Ʃ) 2000 Error 0,07%
CALCULOS El cálculo correspondiente a la humedad es: %Humedad =(W-W_1)/W_2 *100 Entonces %Humedad =(2000 g-1750 g)/(1650 g)*100□( ⇒ ┬Entonces ) 15,2%
Cálculos correspondientes a la tabla: % Pasa 75µm=(Masa Total-Masa retenida en el tamiz de 75µm)/(Masa Total)
% Retenido =(Masa Retenida en el tamiz)/(Masa Total)*100
% Pasa=100-% Retenido Acumulado
Cálculos correspondientes a los coeficientes:
Cu=d_60/d_10 ..□(⇒ ┬Entonces ) Cu=
Cc=((d_60)²)/(d_10*d_60 ) ..⇒ ┬Entonces Cc=
Según la normativa ASSTHO GI={(F_200-35)[(0.2+0.005)(LL-40)]}+[0.01(F_200-15)(PI-10)]
A partir del tamizado se puede definir una clasificación correcta del suelo que se está trabajando, así que de acuerdo a los resultados mostrados en la curva granulométrica: Con respecto al peso total de la muestra se obtiene que el porcentaje de gravas y arenas arcillosas. Se pudo observar que la muestra contenía arcillas ya que las arenas son retenidas en el tamiz No 200 pero alguna parte de esta paso al fondo, siendo estas partículas consideradas como arcilla, las
partículas que quedaron retenidas sobre el tamiz de (3/8´´) son consideradas como grava fina, así el material se puede clasificar como GRAVA FINA CON ARENAS ARCILLOSAS. Este material que paso al fondo como ya se había mencionado antes, es material fino entre arcillas y limos. Este material no fue removido correctamente y por ello estas partículas aparecieron, pero es un indicativo para observar que existen partículas arcillosas. Las cuales se pueden definir a partir de hidrometría. A continuación se muestra la curva granulométrica que está representada por el porcentaje de material que paso con respecto a la dimensión de la malla de cada tamiz:
CONCLUSIONES
Mediante los experimentos realizados dentro del laboratorio, pudimos observar que el suelo se divide en Fracción Granular Gruesa y Fracción Fino-limosa. Al determinar la clase de suelo nos damos cuenta gracias a la curva granulométrica que en su gran mayoría es un suelo limoso con poca plasticidad. Al realizar una vista profunda de esto, nos dimos cuenta de característica importante es La Permeabilidad y no obstante la cohesión que posee no es su mayor característica ya que presenta un nivel bajo. A grandes rasgos presenta las características de un suelo aceptable para soportar estructuras. El método del Tamizado fue eficaz para clasificar la muestra, debido a la facilidad y sencillez con que se real
