Practica # 3 ENSAYO DE EXPANSION LIBRE Y PRESION DE EXPANSION Víctor Adrián Guamán Sánchez 1. Introducción Un gran porcentaje de las obras Ejecutadas por los Ingenieros civiles requieren de una cimentación las mismas que siempre se construyen sobre el suelo, el cual es un componente que posee una presión de expansión así como también al entrar en contacto con el agua presenta una expansión libre. Estas dos propiedades del suelo están directamente influenciadas por la humedad inicial del suelo así como también la saturación inicial del mismo. Se elaboraran dos ensayos en el la boratorio:
1.
Ensayo de expansión libre EL mismo que nos proporcionara el porcentaje de expansión del suelo a ensayar.
2.
Ensayo de presión de expansión nos proporcionará información sobre la presión de expansión que presenta un suelo arcilloso (presión necesaria para que el suelo no se expanda ni se consolide) .
2. Materiales -
Anillo indeformable
-
Muestra de suelo arcilloso
-
Consolidómetro
3. Procedimientos 3.1. Expansión Libre 1. Se moldea el suelo con las dimensiones del anillo 2. Se extraen tres muestras del suelo con sus respectivos pesos y se envía al horno durante 24 horas para obtener la humedad inicial del suelo. 3. Se
monta
el
anillo
con
la
muestra
correspondiente en el consolidómetro y se coloca agua en el mismo para que comience la expansión. 4. En este ensayo se procede a dejar que la muestra se expanda sin proporcionarle ninguna carga. 5. Se realizan lecturas de deformímetro cada cierto tiempo.
6. Cuando el deformímetro permanezca invariable aproximadamente a las 24 horas de iniciado el ensayo se procede a leer el mismo, desmontarlo y sacar tres muestras para obtener la humedad final.
3.2. Presión de Expansión 1. Se moldea el suelo con las dimensiones del anillo 2. Se extraen tres muestras del suelo con sus respectivos pesos y se envía al horno durante 24 horas para obtener la humedad inicial del suelo. 3. Se monta el anillo con la muestra correspondiente en el consolidómetro y se coloca agua en el mismo para que comience la expansión. 4. Con el objetivo de evitar que la muestra de suelo se expanda,
se
deben
colocar
pesas
en
el
consolidómetro pero se debe considerar que el deformímetro permanezca en cero. 5. Se debe controlar y mantener el deformímetro en cero hasta que este permanezca invariable por un lapso de tiempo considerable.
6. Transcurridas 24 horas de iniciado el ensayo se toman las respectivas lecturas y se sacan muestras para obtener la humedad final del suelo.
4. Cálculos y Resultados 4.1. Expansión Libre Datos
Anillo
Anillo + muestra
Muestra
Peso (gr)
112,5
256,31
144,26
Diámetro (cm)
6,22
6,22
6,22
Altura (cm)
2,4
2,4
2,4
Peso específico seco (gr/cm3)
1,98
Peso específico seco (gr/cm3)
1,41
Humedades Inicial
Final
Recipiente
46,27
Recipiente
50,53
50,16
Rec. + anillo hum.
50,7
Rec. + anillo hum.
58,85
69,77
Rec. + anillo seco
49,48
Rec. + anillo seco
56,45
64,06
Humedad %
38,01
Humedad %
40,54
41,08
Promedio
40,81
-
-
Lecturas DIA
HORA
1
12:32
0
0
0,8
0,8
0,002
0,01
1
12:38
6
0
3,8
3,8
0,008
0,03
1
12:39
7
0
4,2
4,2
0,008
0,03
1
14:30
118
1
6,2
26,2
0,052
0,22
1
17:00
268
2
18,4
58,4
0,117
0,49
2
12:48
1456
4
0,02
80,02
0,16
0,67
2
14:30
1558
4
2,6
82,6
0,165
0,69
2
17:00
1708
4
6,9
86,9
0,174
0,73
3
14:30
2998
5
7,2
107,2
0,214
0,89
Gráfica
MINUTOS VUELTA
MEDIDA LECTURA ΔH (mm) % DE EXPANSION
4.2. Presión de Expansión DATOS
ANILLO
ANILLO + MUESTRA
MUESTRA
Peso (gr)
115,57
260,95
145,38
ø (cm)
6,33
6,33
6,33
h (cm)
2,43
2,43
2,43
Area (cm2)
31,45
Volumen (cm3)
76,43
Humedades y Pesos Específicos
-
HUMEDAD INICIAL
HUMEDAD FINAL
Recip. (gr)
38,85
Recip. (gr)
44,5
43,69
Rec. + Suelo Hum. (gr)
42,61
Rec. + Suelo Hum. (gr)
93,98
102,59
Rec. + Suelo Seco. (gr)
41,7
Rec. + Suelo Seco. (gr)
81,49
87,61
Humedad %
31,93
Humedad %
33,77
34,11
Promedio
33,94
Peso Específico Húmedo (gr/cm3)
1,9
Peso Específico Seco (gr/cm3)
1,46
Lecturas
-
DIA
HORA HORA CARGA PARCIAL (gr)
CARGA ACUMULADA (gr)
PRESIÓN DE EXPANSIÓN (kg/cm²)
1
15:00
0
0
0
0
1
16:00
60
1200
1200
0,038
1
17:00
120
2000
3200
0,102
2
8:00
1020
7300
10500
0,334
2
12:00
1260
1500
12000
0,382
2
14:00
1380
800
12800
0,407
2
17:00
1560
400
13200
0,42
3
8:00
2040
0
13200
0,42
3
12:00
2460
0
13200
0,42
Gráfica
-
5. Conclusiones Expansión Libre -
El máximo porcentaje de expansión obtenido en los cálculos es del 0.88% lo que nos indica que la muestra ensayada es poco expansiva.
-
Debido a que la humedad aumento antes y después del ensayo se produjo este hinchamiento en la muestra. Variando de un 38% a un 40%.
-
Al tener en cuenta que el material utilizado fue suelo arcilloso y su bajo porcentaje de expansión, podemos clasificar a este suelo como Arcilla Poco Expansiva.
Presión de Expansión -
La presión de expansión obtenida en el ensayo para este muestra de suelo fue de 0.42 kg/cm2.
-
La humedad aumento de un 32% a un 34%.
-
Para la elaboración de este ensayo se requirió de un tiempo considerable lo cual implica tiempo de espera para los resultados y por ende tiene un costo económico por la inactividad laboral.
