PRUEBA DE COMPACTACION PROCTOR ESTANDAR 1) IN INT TRO RODU DUCC CCIO ION N Antes del desarrollo de la mecánica aplicada, posible a su vez gracias a las grandes contribuciones científicas de los teóricos, todos los principales problemas de la ingeniería civil eran resueltos en forma intuitiva o por tanteos, ello aparejaba serios riesgos en lo referente tanto a seguridad como a economía. El ensayo Proctor se realiza para determinar la humedad óptima a la cual un suelo alcanzará su máima compacidad. !a humedad es importante pues aumentando o disminuyendo su contenido en el suelo se pueden alcanzar mayores o menores densidades del mismo, la razón de esto es "ue el agua llena los espacios del suelo ocupados por aire #recordemos "ue el suelo está compuesto de aire, agua y material sólido$, permitiendo una mejor acomodación de las partículas, lo "ue a su vez aumenta la compacidad. %in embargo un eceso de agua podría provocar el efecto contrario, es decir separar las partículas disminuyendo su compacidad. Es por esto "ue el ensay ensayo o Procto Proctorr tiene tiene una real import importanc ancia ia en la constr construcc ucción ión,, ya "ue las carret carretera erass y las estructuras necesitan de una base resistente donde apoyarse, y u n suelo mal compactado podría significar el colapso de una estructura bien dise&ada, en algunos casos, como por ejemplo en caminos de poco tráfico o de zonas rurales, el suelo constituye la carpeta de rodado, por lo "ue la importancia de la compactación se hace evidente. En este tr abajo práctico se realizará un Ensayo Proctor Estándar.
2) OBJ BJET ETIV IVOS OS 'eterminar el contenido de humedad óptima y el peso específico seco máimo para una muestra de suelo compactado en el laboratorio.
(btener la curva de compactación de la muestra de suelo compactado en el laboratorio de los pesos específicos secos contra el contenido de humedad.
3) MA MARC RCO O TEO TEORI RICO CO Para entender mejor todo lo "ue se desarrolló durante la obtención de las muestras y el procedimiento seguido en el laboratorio daremos a conocer conceptos previos.
3.1.
MECANI CANICA CA DE SU SUELOS
En ingeniería, la mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la física física y y las ciencias a los problemas "ue involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada por )arl von *erzaghi, *erzaghi, a partir de +- +-.. *odas las obras de ingeniería civil se civil se apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas, además, utilizan la tierra como elemento de construcción para terraplenes, di"ues di"ues y y rellenos en general/ por lo "ue, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y est0tico estarán determinados, entre otros factores, por el desempe&o del material de asiento situado dentro de las profundidades de influencia de los esfuerzos "ue se generan, o por el del suelo utilizado para conformar los rellenos.
3.2. 3.2.
LA COMP COMPA ACTA CTACION CION DE DE SUE SUELO LOS S
!a compactación es el proceso realizado generalmente por medios mecánicos, por el cual se produce una densificación del suelo, disminuyendo su relación de vacíos. El objetivo de la
compactación es el mejoramiento de las propiedades geot0cnicas del suelo, de tal manera "ue presente un comportamiento mecánico adecuado.
3.3.
LA CURVA DE COMPACTACIÓN
VENTAJAS
Aumento de resistencia y capacidad de carga
1educción de la compresibilidad 'isminución de vacíos. 2ejora el comportamiento esfuerzo3deformación del suelo. 4ncremento de estabilidad de taludes de terraplenes
APLICACIÓN
*erraplenes para caminos y ferrocarriles 5ortinas para presas de tierra 'i"ues Pavimentos 2ejoramiento de terreno natural para cimentación
3.4.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIÓN
a) Tipo de Suelo *iene influencia la granulometría del suelo, forma de sus partículas, contenido de finos, cantidad y tipo de minerales arcillosos, gravedad específica, entre otros. 'e acuerdo a la naturaleza del suelo se aplicarán t0cnicas adecuadas en el proceso de compactación En laboratorio, un suelo grueso alcanzará densidades secas altas para contenidos óptimos de humedad bajos, en cambio los suelos finos presentan valores bajos de densidades secas máimas y altos contenidos óptimos de humedad.
5617A% 'E 5(2PA5*A5489 PA1A '4%*49*(% %6E!(%
b) Energía Específica !a energía específica es la presión aplicada al suelo por unidad de volumen, durante cual"uier proceso de compactación. En laboratorio, la compactación por impacto "ueda definida por:
'onde: E : Energía Específica 9 : 9;mero de golpes del pisón por capas n : 9;mero de capas < : Peso del pisón compactador h : Altura de caída del pisón 7 : 7olumen total del molde de compactación. Ensayo Próctor 2odificado: Ee = ->.- ?g3cm@cm Ensayo Próctor Estándar: Ee= .+ ?g3cm@cm El empleo de una mayor energía de compactación permite alcanzar densidades secas mayores y óptimos contenidos de humedad menores, esto se comprueba al analizar los resultados obtenidos con las pruebas Proctor Estándar y Proctor 2odificado.
c) M!odo de Co"pac!aci#n
En el campo y laboratorio eisten diferentes m0todos de compactación. !a elección de uno de ellos influirá en los resultados a obtenerse.
d) La $e%co"pac!aci#n En laboratorio, a veces se acostumbra a utilizar un mismo especímen para obtener todos los puntos de la curva, esto causa una deformación volum0trica de tipo plástico "ue causan las sucesivas compactaciones. !a compactación muy intensa puede producir un fracturamiento de las partículas y originar un material susceptible al agrietamiento.
e) &u"edad !a humedad "ue nos permite alcanzar una compactación óptima es el óptimo contenido de humedad, la cual nos permitirá alcanzar la densidad seca máima. %i el contenido de humedad está por debajo del óptimo, el suelo es rígido y difícil de comprimir, originando densidades bajas y contenidos de aire elevados. 5uándo está por encima del óptimo, el contenido de aire se mantiene pero aumenta la humedad produciendo la disminución de la densidad seca.
f) Sen!ido de recorrido de la escala de 'u"edad En las pruebas de laboratorio, tiene influencia tambi0n el sentido en "ue se recorre la escala de humedades al efectuar la compactación, se obtienen curvas diferentes si se compacta comenzando con un suelo h;medo y luego se va agregando agua, ó si se empieza con un suelo h;medo y luego se va secando. En el primer caso se obtienen densidades secas mayores ya "ue al agregar el agua está tenderá a "uedar en la periferia de los grumos, penetrando en ellos despu0s de un tiempo, por lo tanto la presión capilar entre los grumos es pe"ue&a favoreciendo la compactación. En el segundo caso se obtienen densidades secas menores, ya "ue al evaporarse el agua e irse secando el suelo, la humedad superficial de los grumos se hace menor "ue la interna, aumentando la presión capilar haciendo más difícil la compactación.
g) Te"pera!ura ( presencia de o!ras sus!ancias 'ependiendo de la temperatura puede producirse la evaporación ó condensación del agua, la presencia de sustancias etra&as, puede tambi0n producir variación del resultado en la obtención de la densidad seca.
3.5.
LA CURVA DE SATURACIÓN
!a curva de saturación representa las densidades de un suelo en estado de saturación, es decir cuando el volumen de vacíos es cero, razón por la cuál se le conoce tambi0n como B5urva de cero vacíos de aireC o de Dsaturación completaD Esta curva es prácticamente paralela a la rama derecha de la curva de compactación y varía en función del peso específico de sólidos del material.
5617A 'E 5(2PA5*A5489 %A*61A5489 !a curva del de saturación es una ayuda para dibujar la curva de compactación. Para los suelos "ue contienen más de un +FG de finos las dos curvas generalmente se hacen aproimadamente paralelas en el lado h;medo de la curva de compactación entre el -G y G de saturación a contenidos de humedad muy por encima del óptimo. *eóricamente, la curva de compactación no puede cruzar a la derecha de la curva del +FFG de saturación. %i ocurre así, hay un error en la gravedad específica de los sólidos, en las medidas, en los cálculos, en los procedimientos de ensayo, o en el gráfico.
4) EQUIPO UTILIZADO EN LA PRACTICAMOLDE DE COMPACTACIÓN: a M*L+ES +E C*MPACTACI*N : !os moldes deberán ser cilíndricos de paredes sólidas fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades mostradas más adelante. 'eberán tener un conjunto de collar ajustable aproimadamente de F mm #- H@ID$ de altura, "ue permita la preparación de muestras compactadas de mezclas de suelo con agua de la altura y volumen deseado. El conjunto de molde y collar deberán estar construidos de tal manera "ue puedan ajustarse libremente a una placa hecha del mismo materia, en este caso para el ensayo de laboratorio utilizaremos el proctor estándar.
b MA$TILL* +E C*MPACTACI*N, 6n martillo metálico "ue tenga una cara plana circular de F.I J F.+-> mm #- J F.FFD$ de diámetro, una tolerancia por el uso de F.+H mm #F.FFD$ "ue pese -.K J F.FF ?g #.F J F.F- lb.$. El martillo deberá estar provisto de una guía apropiada
"ue controle la altura de la caída del golpe desde una altura libre de HFK.I J +.-K mm #+-.F J F.FD ó +@+D$ por encima de la altura del suelo. !a guía deberá tener al menos K agujeros de ventilación, no menores de . mm #H@ID$ de diámetro espaciados aproimadamente a FL y + mm #H@KD$ de cada etremo, y deberá tener suficiente luz libre, de tal manera "ue la caída del martillo y la cabeza no tengan restricciones.
c Ta"i- N. /, Para hacer el ensayo de compactación con el proctor estándar necesitaremos material granular "ue posea un tama&o menor a la malla nL K, por tal motivo necesitamos el tamiz nL K.
d 0alan-a, Para la práctica se utilizó una balanza de precisión de F. g. pues es la ;nica "ue cuenta nuestra facultad, la cual se utilizó para el pesado de las muestra de suelo retenidas en cada tamiz.
e CAPS1LAS, %on recipientes pe"ue&os "ue se utilizan para poner una pe"ue&a muestra del suelo ensayado con la finalidad de meterlo al horno y sacar su contenido de humedad.
f &orno, %e necesitara un horno cuya temperatura este entre los +F L5 a ++F L5 con la finalidad de sacar el contenido de humedad.
g Probe!a: Para la medida eacta del agua.
