qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvb Instituto Politécnico Nacional nmqwertiopasdfghjklzxcvbnmqwerty Escuela Superior de Ingeniería y uiopasghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh Arquitectura jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvb nmqwertyuiopfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh PRACTICA No.4 Compactación Porter jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvb modificada nmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer Materia: Pavimentos y Terracerías tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas Profesor: Sonia Juana Pérez Yañez dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wrtyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS La estabilización de suelos consiste en mejorar un suelo existente adicionando un material, que normalmente es cal o cemento. Las ventajas directas que se obtienen de la estabilización son: aprovechar suelos de baja calidad, evitando su extracción y transporte a vertedero, reducir la sensibilidad al agua de los suelos aumentando su resistencia a la erosión y otros agentes climáticos, permitir la circulación por terrenos impracticables y obtener una plataforma estable de apoyo para infraestructura. Los procedimientos más utilizados son la estabilización con cal y la estabilización con cemento, aunque también se utilizan otros aditivos, destacando los procesos de estabilización con ligantes hidrocarbonados y la estabilización con cloruros.
ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO La estabilización de suelos con cemento se obtiene por mezcla de suelo, cemento y agua, y adiciones, eventualmente. La proporción de cemento utilizada en la estabilización dependerá del tipo de suelo y se determinará en laboratorio, con ensayos de resistencia y de durabilidad en probetas con distinto contenido en cemento. Las proporciones necesarias de cemento van del 3 al 8% sobre la masa seca del suelo, aunque no se suele sobrepasar el 6%. También es importante la determinación del contenido en agua más adecuado del suelo estabilizado con cemento, que al compactarse en su puesta en obra, se establecerá mediante el Ensayo Proctor modificado, ya que cuanto mayor es la densidad alcanzado con dicha compactación, mayor será la resistencia del material.
COMPACTACIÓN PORTER (Modificada)
OBJETIVO Compactación Porter Determinar el peso volumétrico seco máximo y el contenido de agua óptimo de los materiales para terracerías que serán utilizados para las capas de terraplén, subyacente y subrasante, o bien, la relación existente entre el peso y el volumen que presentan los materiales en la condición de acomodo en la que presentan la mejor compactación obtenible. La prueba se realizará a un suelo estabilizado con un 4% de cemento (160 gr).
EQUIPO Y MATERIALES
Molde porter
Mallas de 1”
Regla Balanza Horno Prensa mecánica Piseta Cápsulas Charola Cucharon Varilla punta de bala Cronometro Tepetate Cemento
MARCO TEÓRICO
C ompactación P orter
Compactación: La compactación de un suelo es la densificación del mismo por remoción de aire, lo cual requiere la aplicación de energía mecánica. Para estimar el grado de compactación de un suelo es necesario determinar su peso volumétrico seco máximo.
La prueba de compactación Porter se realiza en suelos friccionantes a los cuales no se les puede hacer la prueba de compactación AASHTO, pues se producen curvas de compactación que son inadecuadas para determinar el peso volumétrico seco máximo y la humedad óptima del suelo en cuestión. Una de estas es la prueba de compactación estática, que introdujo O. J. Porter y que alcanzó su forma definitiva alrededor de 1935. en ella se compacta al suelo colocándolo dentro de un molde cilíndrico de unas 6" de diámetro, el suelo se dispone en tres capas y se acomoda con 25 golpes de una varilla con punta de bala, lo que no significa una compactación intensa, pues la varilla es ligera y la altura de caida, que no está especificada es la mínima utilizable por el operador para la manipulación cómoda. La compactación propiamente dicha se logra al aplicar al conjunto de tres capas una presión de 140.6 Kg/cm², la cual se mantiene durante un minuto.
Este método de prueba sirve para determinar el peso volumétrico seco máximo y la humedad óptima en suelos con partículas gruesas que se emplean en la construcción de terracerías; también se puede emplear en arenas y en materiales finos cuyo índice plástico sea menor que 6. el método consiste en preparar especímenes con material que pasa la malla de una pulgada, a los que se le agregan diferentes cantidades de agua y se compactan con carga estática.
El grado de compactación de un material se haya íntimamente relacionado con la pavimentación. A fin de que el material a compactarse alcance la mayor densidad posible en el terreno, éste deberá tener una humedad adecuada en el momento de la compactación. Esta humedad previamente determinada en laboratorio recibe el nombre de “humedad óptima” y la densidad obtenida se conoce con el nombre de “densidad máxima”.
La importancia de la compactación de suelos estriba en el aumento de la resistencia y la disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a técnicas convenientes que aumentan el peso específico seco, disminuyendo sus vacíos. Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.
PROCEDIMIENTO DE PORTER 1. Para la preparación de la muestra, primero en una charola colocamos tepetate, el material se cribó a través de la malla de 1” sobre la charola previamente pesada y colocada sobre una balanza con la finalidad de obtener 4Kg de material para la ejecución de la prueba. Para esta prueba se agrego 160 gr de cemento (4%) Una vez obtenido el material requerido, procedimos a homogeneizarlo con la ayuda de una piseta agregandole 100ml de agua. Wcharola
2.875 kg
Wcharola + material
6.875 kg
2. Posteriormente se obtienen los datos del molde: diámetro interior, altura y peso, a fin de posteriormente calcular su volumen.
Wcilindro
7.200 kg
Diámetro Altura Wcilindro + material
15.72 cm 19.18 cm 11.959 kg
3. Se le agrega 700 ml de agua a la porción de suelo preparada para que alcance su contenido de humedad óptimo, Y el cilindro se engrasa para facilitar la salida de la muestra.
4. La muestra se divide en tres partes guales dentro de la charola, se agrega el primer tercio de material y se le dan 25 golpes distribuidos uniformemente con la varilla punta de bala.
5. Una vez terminada la colocación de las tres capas, se toma el molde y se lleva a la prensa mecánica, donde se le aplicará un esfuerzo de compactación mediante una placa circular de diámetro semejante al del molde. Este esfuerzo se encuentra en función del área del molde y será aplicado desde cero, aumentando gradualmente hasta alcanzar un valor de 140.6 kg/cm² en un intervalo de cinco minutos. Tiempo (minutos) 1 2 3 4 5 6
Carga en el manómetro (kg) 90 180 270 360 450 450
6. Se retira el molde de la prensa y se mide la diferencia de altura entre el nivel del suelo y la parte superior extrema del molde.
CÁLCULOS Y RESULTADOS DE PORTER
Área del cilindro Diámetro del cilindro = 15.72 π ∗ D π ∗ (15.72cm) Área = = 4 4 Á = .
Carga Total de Compactación Carga total = Área ∗ 140.6 kg/cm 194.086 cm ∗ 140.6 kg/cm =
= , Carga por minuto =
Carga total 27,288 kg = 5 min 5 min
= , . /
Carga por minuto =
Carga por minuto 5,457.7078 kg/min = 60 60
= . / ≈ /
Peso del material compactado Peso del molde sin material ( W )= 7.200kg Peso del molde con material, después de la compactación ( W+) = 11.959 kg
Peso del material compactado = W+ − W = 11959 g − 7200 g
= ,
Volumen de material compactado Altura del molde (H)= 19.18 cm Área del molde (A) (obtenida en 1) = 194.086 cm Diferencia de altura entre el molde y el suelo compactado ( ∆H)= 7.01 cm
H = H − ∆H = 19.18 cm − 7.01 cm = .
Volumen del material compactado = H ∗ A = 12.17 cm ∗ 194.086 cm = , .
Peso Volumétrico γ =
Peso del material compactado 4,755 g = Volumen del material compactado 2,362.026 cm = . /
% de Humedad Optimo Peso de la cápsula (W)= 16.3 g Peso de la cápsula más suelo húmedo (W+h)= 86.80 g Peso de la cápsula más suelo seco (W+)= 73.30 g
Wω = W+h − W+ = 86.80 g − 73.30 g = 13.5
W = W+ − W = 73.30 g − 16.3 g = 57
%=
13.5 Wω × 100 = × 100 57
% = . %
Peso Volumétrico Máximo Seco γ =
γ =
1
2.013 g/cm 1 0.2368
= . /
