Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 1 de 14 INSUMA 1.
Propósito
1.1 Este procedimiento corresponde a una traducción significativamente equivalente de la norma ASTM D 1557 por lo cual no se valida y establece las pautas para la debida realización del ensayo de Proctor Modificado. 2.
Alcance Alcance
2.1 Este procedimiento de prueba cubre los procedimientos de laboratorio para compactación utilizados en la determinación de la relación entre el contenido de agua de moldeo y el peso de unidad seca de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 101,6 mm o 152,4 mm de diámetro con un mazo de 4,5 kg que se deja caer a una altura de 457 mm, produciendo energías de compactación de 2 7 00 kN-m/m . 3.
Documento de Referencia
“Hoja “Hoja de Contr Control ol de Proceso Proceso F-15-00F-15-00-01” 01” “Recibo “Recibo de Material Material F-17-00F-17-00-01” 01” “Informe “Informe de Ensayo Ensayo F-17-00-02” -17-00-02” “Resumen “Resumen de de Control Control F-17-00-03” -17-00-03” “Etiqueta “Etiqueta de identif identificaci icación ón de de material material madre F-17-00-04” -17-00-04” “Etiqueta “Etiqueta de identif identificaci icación ón de de material material hijo F-17-00-05” -17-00-05” “Etiqueta “Etiqueta identific identificación ación de otros otros materi materialesF alesF-17-00-17-00-07” 07” “Informe “Informe Prueba de Compactación Ensayo Proctor Estándar F-44-00-01” F-44-00- 01” “Procedimiento para el Cálculo Cálculo de Incertidumbre de las Mediciones Mediciones de Ensayos “P“P-24” “Formulario Cálculo de la Incertidumbre “F-24-00“F-24-00-01” 01” ASTM D1557 - 09 Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)) “ )) “
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 2 de 14 INSUMA 4. Resumen del procedimiento de prueba 4.1 Un suelo con un contenido de agua seleccionado es colocado en 5 capas dentro de un molde de dimensiones específicas, cada capa es compactada mediante 25 o 56 golpes con un mazo de 4,5 kg que se deja caer desde una distancia de 457 mm, sometiendo el suelo a una energía de compactación aproximadamente de 2700 kN-m/m³. La unidad resultante de peso seco se determina. El procedimiento es repetido para un número suficiente de contenidos de humedad para establecer una relación entre la unidad de peso seco y el contenido de humedad del suelo. Estos datos, cuando se trazan, representan una relación curvilínea conocida como la curva de compactación. Los valores del contenido de humedad óptimo y la unidad de peso estándar máxima son determinados a partir de la curva de compactación. 4.1.1 Este procedimiento de prueba cubre los procedimientos de laboratorio para compactación utilizados en la determinación de la relación entre el contenido de agua de moldeo y el peso de unidad seca de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 101,6 mm o 152,4 mm de diámetro con un mazo de 4,5 kg que se deja caer a una altura de 457 mm, produciendo energías de compactación de 2 700 kN-m/m³. 4.1.2 Este procedimiento aplica solo para suelos (materiales) que poseen un 30 % o menos de partículas retenidas en la malla de 19 mm, y que no han sido compactados en laboratorio; esto significa que no se debe utilizar material previamente compactado. 4.1.3 En el presente procedimiento se provee 3 procedimientos alternativos. El procedimiento utilizado debe indicarse en la especificación del material que se va a ensayar. Si el procedimiento no es especificado, la escogencia debe realizarse de acuerdo a la graduación del material. 4.2
Procedimiento A
4.2.1 Molde – de 101,6 mm de diámetro 4.2.2 Material – Pasado por la malla 4,75 mm 4.2.3 Capas – Cinco 4.2.4 Golpes por capa – 25 4.2.5 Uso – Puede ser utilizado si el 20 % o menos del material es retenido en la malla 4,75 mm 4.2.6 Otro uso – Si este método no es especificado, los materiales que cumplan con estos requerimientos de graduación pueden ser ensayados con el procedimiento B o C. 4.3
Procedimiento B
4.2.1 Molde – de 101,6 mm de diámetro 4.2.2 Material – Pasado por la malla 9,5 mm 4.2.3 Capas – Cinco 4.2.4 Golpes por capa – 25 4.2.5 Uso – Debe utilizarse si más del 20 % del material es retenido en la malla de 4,75 mm y 20 % o menos del material es retenido en la malla 9,5 m m. 4.2.6 Otro uso – Si el material no cumple con esta graduación, se utilizar el procedimiento C.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 3 de 14 INSUMA 4.4
Procedimiento C
4.4.1 Molde – 152,4 mm de diámetro 4.4.2 Material – Pasado por la malla 19,0 mm 4.4.3 Capas – Cinco 4.4.4 Golpes por capa – 56 4.4.5 Uso –Debe utilizarse cuando más del 20 % del material es retenido en la malla de 9,53 mm y menos del 30 % del material es retenido en la malla de 19 mm. 4.4.6 El molde con 152,4 mm de diámetro no debe utilizarse con el Procedimiento A o B. 4.4.7 Si el espécimen de prueba contienen más del 5 % de masa de la fracción gruesa y el material no se va a incluir dentro de la prueba de ensayo, se deben hacer las respectivas correcciones a la unidad de masa y contenido de agua del espécimen, o bien, a los resultados obtenidos en las pruebas de densidad efectuados en el lugar de muestreo. 4.4.8 Este procedimiento de prueba generalmente produce un peso máximo de unida de masa seca bien definido para suelos poco permeables. Si este procedimiento de prueba es utilizado en suelos permeables, la máxima unidad de peso no estará bien definida y puede ser menos que la que se obtiene con ensayos vibratorios. 4.4.9 Los valores en kg/m³ son los que se consideran como estándar. Las unidades del SI que se proveen en el documento son de uso obligatorio. Las unidades de masa deben darse siempre en kg o en g. 4.4.9.1 En la profesión de ingeniería es una práctica común el uso intercambiable de unidades que representan la masa y fuerza, a menos que cálculos de dinámica (F = Ma) estén implicados. Esto implícitamente combina dos sistemas separados de unidades, es decir, el sistema absoluto y el sistema gravimétrico. Es científicamente indeseable combinar el uso de dos sistemas separados dentro de un estándar. El uso de balanzas que registran kilogramos o gramos o densidad en kg /m³ (también puede darse con múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades). 4.4.9.2 Este estándar no tiene el propósito de indicar los problemas y cuidados que se deben tener durante el ensayo. Es responsabilidad del usuario de este procedimiento establecer las prácticas apropiadas de seguridad e higiene laboral. 5.
Equipo
5.1 Ensamble del Molde – Los moldes deben ser cilíndricos, hechos de un metal rígido y con la capacidad y dimensiones indicadas en la Figura 1 y Figura 2. Las paredes del molde deben ser sólidas, separadas o cónicas. El tipo “separado” consiste en dos placas dobladas formando dos semicírculos, que pueden atornillarse entre sí para forman un cilindro. El tipo “cónico” debe tener una reducción del diámetro interno (estrecho) uniforme y no exceda en 16, 7 mm/m de la altura del molde. Cada molde tiene una placa base y cuello de montaje de extensión, ambos hechos de metal rígido, y construidos de forma que se puedan adherir y despegar del molde de forma fácil y segura. El cuello de extensión debe tener una altura, extendida sobre el tope del molde, de al menos de 50,8 mm, la cual puede incluir una sección superior que sobresale para formar un embudo siempre que exista al menos una sección cilíndrica recta debajo de ella. El cuello de extensión debe alinearse con el interior del molde. El fondo de la placa base y el fondo de la zona central receso que acepta el molde cilíndrico debe ser plana.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 4 de 14 INSUMA
5.1.1 Molde, 101,6 mm – Un molde que contenga un promedio de 101,6 mm ± 0.4 mm dentro del diámetro, una altura 116,4 mm ± 0,5 mm, y un volumen 944 cm³ ± 14 cm³. El ensamble del molde que contenga los requerimientos mínimos se muestra en la Figura 2. 5.1.2 Molde 152,4 mm – Un molde que contenga un promedio de 152,4 mm ± 0,7 mm dentro del diámetro, una altura de 116,4 mm ± 0,5 mm, y un volumen de 2124 cm³ ± 25 cm³. El ensamble del molde que contenga los requerimientos mínimos se muestra en la Figura 2. 5.1.3 Mazo – El mazo debe caer libremente a una distancia de 457,2 mm ± 1,6 mm desde la superficie del espécimen. La masa del mazo debe ser de 4,5 kg ± 0,01 kg, La superficie de impacto del mazo debe ser plana y circular, con un diámetro cuando está nuevo de 50,80 mm ± 0,13 mm. El mazo debe ser reemplazado si la superficie de impacto se desgasta o hincha en la medida que el diámetro exceda 50,80 mm ± 0 ,25 mm. El mazo debe estar equipado con una guía en el mango que tenga suficiente holgura de manera que no restringa o impida la caída libre del mango y cabeza del mazo. La guía en el mango debe tener al menos cuatro agujeros de ventilación en cada extremo (ocho agujeros en total) ubicados con centros de 19,0 mm ± 1,6 mm de cada extremo y espaciados 90 grados. El diámetro mínimo de los agujeros de ventilación debe ser de 9,5 mm. Agujeros o ranuras adicionales pueden ser incorporados en el mango.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 5 de 14 INSUMA 5.1.4 Extrusor simple (opcional): Un dispositivo adaptado al propósito de extruir del molde especímenes compactados. 5.1.5 Balanza: Una balanza con legibilidad 1 g. 5.1.6 Horno de secado: Se requiere que la temperatura sea más o menos constante en todo el horno, por lo que se recomienda uno que utilice ventiladores para introducir el aire en el mismo. La temperatura debe estar controlada, y ser de 110 ºC ± 5 ºC. Es recomendable que el horno sea colocado en el exterior del edificio. 5.1.7 Enrasador: Debe estar hecho de metal rígido de cualquier longitud conveniente que no sea menor de 254 mm. La longitud total del enrasador debe alinearse mecánicamente de acuerdo a una tolerancia de ± 0,1 mm. El borde de raspado debe ser biselado si es más delgado que 3 mm. 5.1.8 Mallas: 19 mm, 9,5 mm y 4,75 mm. 5.1.9 Herramientas para mezclado: Herramientas varias como espátula, separador de muestras, platos para mezclado, paletas, un rociador para humedecer la muestra uniformemente, etc., y un dispositivo mecánico para el mezclado de muestras de suelo con incrementos de agua. 6.
Responsabilidades
Los personeros de Laboratorio encargados de realizar dichos ensayos son responsables de actuar según lo establecido, acudiendo en caso de duda a su superior inmediato. El Jefe de Laboratorio es responsable de planificar, controlar y monitorear el cumplimiento de los lineamientos operacionales y administrativos aplicables a los ensayos. El Inspector de Calidad es responsable de velar por la trazabilidad e integridad de los ensayos, muestras y especímenes 7.
Muestra
7.1 La masa de muestra requerida para los Procedimientos A y B es de aproximadamente 16 kg y para el Procedimiento C es de aproximadamente 29 kg de suelo seco. Por lo tanto la muestra de campo debe tener una masa húmeda de al menos 23 kg y 45 kg, respectivamente. 7.2 Determine el porcentaje de material (por masa) retenida en la malla de 4,75 mm, 9,5 mm, 19 mm según corresponda al procedimiento A, B o C escogido. Realice esta determinación separando una porción representativa del muestreo total y determine los porcentajes que pasan a través de las mallas de interés. Solo es necesario calcular los porcentajes de la malla o mallas utilizadas para obtener la información necesaria.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 6 de 14 INSUMA 8.
Preparación del equipo
8.1 Seleccione el molde de compactación apropiado de acuerdo al procedimiento (A, B o C) utilizado. Determine y registre la masa redondeando al gramo más cercano. Ensamble el molde, base y cuello de extensión. Ajuste si es necesario. 8.2 Verifique que el mazo ensamblado trabaje correctamente, que esté en óptimas condiciones y que sus partes no se pierdan o desprendan. Realice los ajustes o reparaciones necesarias. Si se realizan los ajustes y/o reparaciones, el mazo debe ser recalibrado. 9.
Procedimiento
9.1. Suelos 9.1.1 No reutilice el suelo que ha sido compactado previamente en el Laboratorio. El reuso de suelos previamente compactados deriva en resultados con una mayor densidad seca máxima. 9.1.2 Cuando se utiliza este procedimiento de prueba para suelos que contengan halocita hidratada o cuando experiencias pasadas con suelos particulares indican que los resultados pueden ser alterados por el secado al aire, utilice el Procedimiento de Preparación Humedad (Ver Sección 9.3). 9.1.3 Prepare los especímenes de suelo que se van a ensayar de acuerdo a los establecido en el punto 9.3 (preferiblemente). 9.2 Procedimiento de Preparación Humedad – Sin necesidad de secar previamente la muestra, pase la misma por la malla 4,75 mm, 9,5 mm o 19 mm, dependiendo del procedimiento ha utilizado (A, B, o C). Determine las masas tanto pasando como retenidas por cada malla. Seque la porción con sobre tamaño y determine su masa seca. Si más del 0,5 % de la masa total seca se adhiera a la porción con sobre tamaño, lave la misma. Determine la cantidad de agua de la porción que se compactará. Determine el contenido de agua de la fracción de material por ensayar. Haga lo mismo con la masa seca de esa fracción. El porcentaje de material con sobre tamaño se calcula en base a las masas secas de las dos fracciones. 9.2.1 Prepare al menos 4 (preferiblemente 5) especímenes que tengan contenidos de agua de tal manera que soporten el óptimo contenido de agua estimado. Un espécimen que contenga un contenido de agua cercano al óptimo, debe prepararse primero por adiciones balanceadas de agua y mezclando. Seleccione contenidos de agua para el resto de los especímenes para proveer al menos dos especímenes húmedos y dos especímenes secos como óptimo, y los contenidos de agua variando al menos por un 2 %. Al menos dos contenidos de agua son necesarios en la parte húmeda y en la seca, para definir con exactitud la unidad de peso seco de la curva de compactación. Algunos suelos con altos niveles óptimos de contenido de agua o una relativa curva de compactación horizontal pueden requerir incrementos mayores de contenido de agua para obtener una unidad máxima de peso seco bien definida. Los incrementos de contenido de agua no deben exceder el 4 %.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 7 de 14 INSUMA 9.2.2 Use aproximadamente 3 kg del material tamizado por cada espécimen a compactar por lo procedimientos A y B, o 7 kg al usar el procedimiento C. Para obtener los contenidos de agua seleccionados en el apartado anterior adicione o remueva agua de la siguiente forma: para adicionarla, hay que esparcir agua en el material mientras el mismo se revuelve. Para remover agua, se debe dejar secando a temperatura ambiente o en un horno con temperatura controlada, a no más de 60 ºC de temperatura. Es necesario estar revolviendo el material mientras se seca para asegurar una distribución homogénea del agua. Antes de compactar, el espécimen debe dejarse reposando en un recipiente tapado. Especímenes clasificados bajo las denominaciones GP, GW, SW, SP no deben dejarse reposando. Especímenes nombrados bajo GM y SM se deben dejar reposando por 3 horas. Cualquier otro tipo de espécimen cuya nomenclatura no haya sido mencionada, deberá dejarse reposar por 16 horas. Ver Tabla 1 9.2.3 Tabla 1 Tiempos Requeridos Permanente de especímenes hidratada Tiempo Mínimo de Clasificación duración, h GW, GP, SW, SW No requiere GM, SM, 3 Todos los demás suelos 16 NOTA 1: Con la práctica usualmente es posible visualizar un punto cerca del contenido de agua óptimo. Un suelo que está cercano a la cantidad de humedad óptima puede unirse fácilmente como una masa cuando se le aplica fuerza con la mano, y cuando se le dobla, se quiebra claramente en dos secciones. Una muestra que cuenta con menos agua de la óptima tiende a desmoronarse, mientras que una más húmeda se vuelve pegajosa.
9.3 Procedimiento de Preparación Seca – Si la muestra está muy húmeda como para desmenuzarla fácilmente, se debe reducir la cantidad de agua (siempre teniendo el debido cuidado de no exceder los 60 ºC), hasta que empiece a desmoronarse por la acción de una paleta. Se deben romper las segregaciones de una manera cuidadosa, de tal forma que no se altere la estructura de las partículas. Cuando se está preparando la muestra para compactar en el molde de 152,4 mm, se deben romper las segregaciones de material lo suficiente como para que la mayoría atraviese la malla de 9,5 mm y así facilitar la distribución de agua cuando se mezcle la muestra posteriormente. El porcentaje de material con sobretamaño se determina nuevamente a partir de las masas secas. Se preparan 4 (preferiblemente 5 especímenes), utilizando el procedimiento del “cuarteo”. Sumar las cantidades requeridas de agua. Para lograr los porcentajes de humedad determinados según, adicionar o restar humedad. 9.4 9.4.1
Compactación Se determina la masa del molde junto con la base.
9.4.2 Se une el collar al molde. Se coloca el molde sobre una superficie firme; puede ser sobre un cilindro o un bloque de concreto, siempre y cuando no pesen menos de 91 kg. 9.4.3 Se compacta el espécimen en 5 capas. Al finalizar, todas las capas deben ser tener el mismo espesor. Antes de empezar a compactar, se debe colocar el material esparciéndolo para formar una capa de espesor uniforme. Con ayuda del mazo o de un cilindro de 5 mm de diámetro, se apisona el material para que no quede tan suelto. Luego de compactar cualquiera de las cuatro primeras capas, debe removerse cualquier material que quede en las paredes del molde o sobre la superficie de la capa. Se puede utilizar ese material removido para conformar parte de la próxima capa.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 8 de 14 INSUMA
Figura 3 Estampado para la Compactación en el m olde de 101,6 mm 9.4.4 La cantidad total de material utilizado debe ser tal que la última capa compactada sobrepase la división entre el molde y el collar. El espécimen debe ser descartado también si en el último golpe del mazo, la cara inferior llega hasta debajo de la línea que divide el molde y el collar. 9.4.5 Se compacta el espécimen con 25 golpes por capa para el molde de 101,6 mm y 56 golpes por capa para el molde de 152,4 mm. Seguir el modelo de la figura 4 para el golpe.
Figura 4 Estampado para la Compactación en el molde de 152,4 mm 9.4.6 Al operar el mazo manual se debe tener cuidado de no levantar el tubo cuando se levanta el mazo. Se debe mantener el tubo vertical. Por otro lado es aconsejable mantener una velocidad constante para los 25 ó 56 golpes, procurando a la vez proveer una uniforme y completa cobertura del espécimen. 9.4.7 Luego de terminar de compactar la última capa, se procede a remover el collar de extensión. Un cuchillo debe ser usado para aflojar el material que se encuentra inmediatamente a la par del collar. Lo anterior, con el fin de que no se desprenda material más debajo de la separación entre las dos piezas.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 9 de 14 INSUMA 9.4.8 Cuidadosamente proceda a emparejar la superficie del material con el borde superior del molde utilizando un enrasador, procurando obtener una superficie lisa. El despegar las partes superiores de material excedente con ayuda de un cuchillo puede ayudar a que no se desprendan las partes inferiores. Si quedan hoyos en la parte superior de la muestra se toman pequeñas porciones de material sin compactar y se presiona contra la superficie con los dedos, luego se vuelve a emparejar la cara con el enrasador. Cuando hay partículas muy grandes en la parte superior de la muestra, las mismas deben retirarse, y rellenar los espacios que dejan con material, utilizando un cuchillo y el mazo. 9.4.9 Se limpia el molde y la muestra con una brocha pequeña, y se pesan. 9.4.10 Con ayuda del extractor, se remueve la muestra del molde. Se utiliza la misma para obtener el porcentaje de humedad. Puede utilizarse el espécimen entero, o puede utilizarse una parte representativa. Cuando se use el cilindro de material entero, es preferible romperlo en pedazos para que se seque mejor. Si se va a usar solo una parte, se deben remover aproximadamente 500 g de cada cara. Se obtiene el contenido de agua por medio del procedimiento de ensayo P-18. 9.4.11 Al terminar de compactar cada espécimen se deben relacionar los datos obtenidos con los demás especímenes de la muestra para garantizar la obtención de una curva como la que se requiere, con resultados a ambos lados del porcentaje de humedad óptimo en la curva de compactación. Si el patrón necesario no es obtenido, se deben realizar más pruebas hasta lograrlo. 10.
Cálculos
10.1 Calcule el peso unitario seco y el porcentaje de agua como se especifica en los apartados. 10.2. Con los resultados, dibuje una curva suave que pase por todos los puntos obtenidos. Esta es la llamada curva de compactación. El peso unitario seco se redondea a los 0,2 kN/m3 más cercanos, y el porcentaje de agua se redondea al 0,1 % más cercano. De la curva de compactación se determinan el porcentaje de agua óptimo y el máximo peso unitario seco. 10.3. Contenido de agua, w, se calcula mediante el procedimiento P-18. 10.4. Peso unitario seco. Primero se saca la densidad húmeda, por medio de:
Donde: ρm= densidad húmeda del espécimen compactado, g/cm3 o kg/m3. Mt=masa del espécimen húmedo más el molde, kg Mmd=masa del molde en kg V=volumen del molde de compactación Luego se calcula el peso unitario seco, con:
Donde:
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 10 de 14 INSUMA ρd= densidad seca del espécimen compactado, g/cm3 o kg/m3. w=contenido de agua en porcentaje. Luego se pasa el resultado a términos de peso unitario, de la forma: Donde γd=peso unitario seco del espécimen compactado. 10.5 Curva de compactación. Se ubican los puntos según: su densidad seca máxima al 0,2 kN/m³ más cercano y su contenido de agua al 0,1 % más cercano. Se dibuja la curva de compactación como una curva suave que pasa por todos los puntos. Ver ejemplo en la figura 5. Dentro de esta curva, se escogen los valores de humedad óptima y densidad seca máxima. La corrección de la densidad seca máxima por la presencia de más de 5 % de material grueso, se debe hacer preferiblemente a los resultados de los chequeos in situ, y no a los resultados del laboratorio.
Figura 5 Ejemplo de la Curva de Compactación 11.
Reporte
11.1 La hoja de reporte debe contener la siguiente información: 11.1.1Proyecto. 11.1.2Localización. 11.1.3Muestra No. 11.1.4Profundidad. 11.1.5Hueco.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 11 de 14 INSUMA 11.1.6Técnico. 11.1.7Tipo de Material. 11.1.8Tipo de Ensayo Proctor Modificado C. 12
Precisión y Sesgo
12.1 Precisión: Criterios de precisión para juzgar la aceptabilidad de la prueba resultados obtenidos por estos procedimientos de ensayo sobre una gama de tipos de suelo se indican en los cuadros 3 y 4. Estas estimaciones de la precisión se sobre la base de los resultados del programa llevado a cabo de interlaboratoriales según la norma ASTM Reference Soils and Testing Program. En este programa, un Procedimiento A y el en seco y el Procedimiento de Preparación son utilizados. Además, algunos laboratorios realizan tres replicas de análisis por tipo de suelo (laboratorio de ensayo por triplicado), mientras que otros laboratorios de prueba realizan un solo tipo ensayo por suelo (una sola prueba laboratorio). Una descripción de los suelos se da en la prueba 10.5. La precisión de las estimaciones varían según el tipo de suelo, y pueden variar con procedimientos utilizados (procedimiento A, B o C, o mojado / seco preparación procedimiento). El juicio es necesario para la aplicación de estas estimaciones a otro suelo, el procedimiento, o procedimiento de preparación. 12.2 Los datos del cuadro 3 se basan en tres pruebas de replicar realizados por cada laboratorio de pruebas por triplicado en cada tipo de suelo. El único operador multilaboratorial y la desviación estándar se muestran en el Tabla 3, columna 4, que recomienda que cada laboratorio de prueba realice un mínimo de tres pruebas de replicar. Resultados de dos correctamente las pruebas realizadas por el mismo operador en el mismo material, utilizando el mismo equipo, y en el más corto período de tiempo no debe diferir en más de un el único operador d2s se muestra en la Tabla 3, columna 5. Para la definición de d2s, véase la nota D en la Tabla 2. Resultados de dos correctamente las pruebas realizadas por distintos operadores y en días diferentes no deben diferir en más de la multilaboratorial d2s límites que figuran en el Tabla 3, columna 5. 12.3 En la norma ASTM Reference Soils and Testing Program, muchos de los laboratorios realizan una sola prueba en cada el tipo de suelo. Esta práctica es común en el diseño y la construcción industria. Los datos correspondientes a cada tipo de suelo en la Tabla 4 se basan el primer resultado de la prueba de los tres laboratorios de ensayo y el único de los resultados de las pruebas de los otros laboratorios. Resultados de dos correctamente las pruebas realizadas por dos diferentes laboratorios con distintos operadores con diferentes equipos y en diferentes días no deben variar en más de la d2s límites que figuran en la Tabla 4, columna 5. Los resultados en las Tablas 3 y 4 son distintos, porque los conjuntos de datos son diferentes. 12.4 Tabla 3 se presenta una interpretación rigurosa de las tres los datos de los ensayos de conformidad. Tabla 4 se obtiene a partir de datos de prueba que representa práctica común.
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 12 de 14 INSUMA 12.5 Tipos de suelos-Sobre la base de los resultados de la prueba multilaboratorial los suelos utilizados en el programa se describen a continuación. Además, los nombres locales de los suelos se dan. 12.6 Sesgo: No hay aceptado los valores de procedimiento de ensayo, por lo tanto, el prejuicio no se puede determinar. Tabla 2 Resumen de los resultados Laboratorios (Norma Esfuerzo Compactación) (1) Numero de Triplicado de Laboratorio de Ensayos CH CL ML
11 12 11 11 12 11
(2) Valor de Ensayo ( Unidades)
de
la
(3) Valor de la Medida
referencia
prueba
de
(4) Desviación Estándar
para tres
0,5 0,4 0,5 0,2 0,3 (%) 22,8 16,6 17,1 0,3 Resultados Multilaboratorial (Entre-Laboratorio Reproducibilidad):
11 12 11
(pcf) (%)
11 12 11
(2) Valor de Ensayo ( Unidades)
CH CL ML
97,2 109,2 106,3
1,3 1,2 1,3 0,7 0,9 0.9
97,2 109,2 106,3
1,4 0,8 0,6
3,9 2,3 1,6
22,8 16,6 17,1
0,7 0,5 0,5
1,8 1,5 1,3
Tabla 4 Resumen de los resultados Laboratorios (Norma Esfuerzo Compactación) (1) Numero de Triplicado de Laboratorio de Ensayos
ensayos
(5) Rango Aceptable de Dos Resultados
Tipo de Suelo CH CL ML CH CL ML Resultados de un solo operador (dentro de la Repetibilidad Laboratorio): (pcf)
este
de
la
(3) Valor de la Medida
prueba
individual
(4) Desviación Estándar
de
cada
(5) Rango Aceptable de Dos Resultados
Tipo de Suelo Resultados Multilaboratorial (Entre-Laboratorio Reproducibilidad): 26 26 25
(pcf) (%)
97,3 109,2 106,2
1,6 1,1 1,0
4,5 3,0 2,9
22,6 16,4 16,7
0,9 0,7 1,0
24 1,8 2,9
13 Palabras clave: Compactación características pruebas de laboratorio; humedad-densidad el suelo; la compactación del suelo; estándar esfuerzo.
de
densidad, efectos de compactación; de curvas; Proctor prueba;
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 13 de 14 INSUMA 14
Corrección por gruesos
Válida para materiales en los que el 40 % es retenido en la malla No.4, en los que el 30 % es retenido en la malla 9.5mm y en los que no hay degradación durante el proceso constructivo. 14.1 Corrección para la muestra completa Se deben medir los siguientes parámetros: contenido de humedad de las fracciones fina y gruesa, el porcentaje del material fino y el del material grueso, la gravedad específica bruta de la fracción gruesa. Conociendo los valores anteriores se calcula el porcentaje de humedad corregido: Donde CW: Contenido de humedad corregido wF: Porcentaje de humedad de la fracción fina (decimal) PF: Porcentaje de finos. wC: Porcentaje de humedad de la fracción gruesa (decimal) PC: Porcentaje de gruesos Luego se calcula la densidad seca:
CγD: Densidad seca corregida total γF: Densidad seca de la fracción fina Gs: Gravedad específica bruta de la fracción gruesa. γW: Densidad del agua (10kN/m3-1000kg/m3) Pc: Porcentaje de gruesos PF: Porcentaje de finos. Corrección para comparar la densidad seca y el contenido de humedad de un suelo con partículas gruesas compactado en el campo con los resultados de laboratorio obtenidos en la fracción fina 1. Se remueve el sobre tamaño con la malla No 4,75 mm y se determina el porcentaje con respecto al total. 2. Se determina la gravedad específica bruta de la fracción. 3. Se aplican las expresiones: Porcentaje de humedad de la fracción fina de la muestra de campo: W: porcentaje de humedad (decimal) wC: Porcentaje de humedad de la fracción gruesa (decimal) PC: Porcentaje de gruesos PF: Porcentaje de finos
Densidad seca de la fracción fina de la muestra de campo:
γD: Densidad seca γW: Densidad del agua
Código: P- 44 PROCEDIMIENTO Versión: 3.1 METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA COMPACTACION DE SUELO UTILIZANDO EL METODO DE F.E:11/05/10 PROCTOR MODIFICADO F.R:19/03/12 Aprobado por: Gestor Laboratorio de Ensayos de Calidad Página: 14 de 14 INSUMA Gs: Gravedad específica bruta de la fracción gruesa PF: Porcentaje de finos PC: Porcentaje de gruesos Elaborado por: Gabriela Chanto
Firma:_________________________________
Aprobador por: Ing. Marcia Cordero
Firma:_________________________________
