UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN - AREQUIPAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

GRANULOMETRIA Y LIMITES DE CONSISTENCIA

CURSO: PAVIMENTOSTURNO: MARTES DE 14:00 A 16:00

DOCENTE DE PRACTICAS: ING. MARISOL

DOCENTE DE TEORIA: ING. JEAN PAUL PAREDES CUEVA

ALUMNO: KEVIN ARNALDO CACERES CALLO

AREQUIPA - PER2015

ANALISIS GRANULOMETRICO Y LIMITES DE CONSISTENCIA1. OBJETIVOS: Realizar el anlisis granulomtrico del agregado.

Determinar las caractersticas necesarias para la clasificacin del suelo como la curva granulomtrica, % retenido, coeficientes de uniformidad y curvatura, lmite lquido, lmite plstico, ndice de plasticidad.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

3. MARCO TEORICO:

3.1. ANALISIS GRANULOMETRICONORMAS DEL ENSAYOASTM D 422AASHTO T 88MTC E 107-2000La granulometra de material se define como la distribucin del tamao de sus partculas. Esta granulometra se determina haciendo pasar una muestra representativa del material por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. La denominacin en unidades inglesas (tamices ASTM) se hace segn el tamao de la abertura en pulgadas para los tamaos grandes y el nmero de aberturas por pulgada lineal para los tamaos grandes para tamices menores de 1/4 de pulgada. La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 2", 1", 1", ", ", 3/8", 1/4", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, #10, # 16, # 20,# 30, # 40, # 60, # 80,# 100 y # 200. El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningn caso se debe inducir con la mano el paso de una partcula a travs del tamiz.Para suelos de grano fino con ms de 4 o 5 % de material ms fino que la malla #200 se recomienda lavar una muestra representativa en la malla #200, luego secarla al horno y posteriormente realizar la granulometra con el material restante. Este mtodo conocido con Anlisis Granulomtrico por la Va Hmeda asegura que muy poco polvo se adhiera a las partculas de mayor tamao.El anlisis granulomtrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaos de grano presentes en una masa de suelo dada. Obviamente para obtener un resultado significativo la muestra debe ser estadsticamente representativa de la masa de suelo.A partir de la curva de distribucin granulomtrica, se pueden obtener dimetros caractersticos tales como el D10, D30, D60, etc. El D se refiere al tamao del grano o dimetro aparente, de la partcula de suelo y el subndice denota el porcentaje de material ms fino. El dimetro D10 es tambin llamado el tamao efectivo de un suelo.A partir de estos dimetros caractersticos se pueden determinar los siguientes coeficientes: Coeficiente de Uniformidad Es una indicacin de la variacin (o rango) del tamao de los granos presentes en una muestra de suelo. Se define como:

Coeficiente de Concavidad Es una medida de la forma de la curva entre el D60 y el D10. Se define como:

ANLISIS Y PRESENTACIN DE DATOSEn el anlisis por tamices se obtienen los resultados de pesos parciales retenidos en cada uno de ellos (Peso Retenido gr). Despus se calcula los porcentajes retenidos parciales, los porcentajes acumulativos, los porcentajes que pasan por cada tamiz, de la siguiente manera:

Adems es conveniente presentar resultados en forma grfica que tabular. La presentacin grfica se efecta por medio de la curva granulomtrica, que es la curva de los porcentajes que pasa por cada tamiz, esta curva se grfica en papel semilogaritmico.En las ordenadas (escala natural del papel) se anotan los porcentajes que pasa y en las abscisas (escala logartmica del papel) se anotan los dimetros de los tamices en milmetros.

3.2. LIMITE LIQUIDO Y LIMITE PLASTICONORMAS DEL ENSAYOASTM D 423-66 LMITE LQUIDOASTM D 423-59 LMITE PLASTICOAASHTO T 89-68 Y T 90-70Los lmites lquido y plstico son 2 de los 5 lmites propuestos por A. Atterberg un cientfico suizo dedicado a la agricultura Lmite de cohesin Lmite de pegajosidad Lmite de contraccin Lmite plstico Lmite liquidoLos lmites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. As un suelo se puede encontrar en un estado slido, semislido, plstico, semilquido y lquido.

El contenido de agua con que se produce el cambio de estado vara de un suelo a otro y en mecnica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plstico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta cierto lmite sin romperse.El mtodo usado para medir estos lmites de humedad fue ideado por Atterberg a principios de siglo a travs de dos ensayos que definen los lmites del estado plstico.Los lmites de Atterberg son propiedades ndices de los suelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificacin y clasificacin de un suelo.LMITE LQUIDO (LL) Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la Cuchara de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la mquina, haciendo girar la manivela, hasta que la zanja que previamente se ha recortado, se cierra en una longitud de 12 mm (1/2"). Si el nmero de golpes para que se cierre la zanja es 25, la humedad del suelo (razn peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al lmite lquido. Dado que no siempre es posible que la zanja se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25 golpes, para determinar el lmite lquido se debe: Trazar una grfica con el nmero de golpes en coordenadas logartmicas, contra el contenido de humedad correspondiente, en coordenadas normales, e interpolar para la humedad correspondiente a 25 golpes. La humedad obtenida es el Lmite Lquido.

LMITE PLSTICO (LP) Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo, con un dimetro de 3 mm.Para esto, se realiza una mezcla de agua y suelo, la cual se amasa entre los dedos o entre el dedo ndice y una superficie inerte (vidrio), hasta conseguir un cilindro de 3 mm de dimetro. Al llegar a este dimetro, se desarma el cilindro, y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm. Esto se realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro de la dimensin deseada. Con ese contenido de humedad, el suelo se vuelve quebradizo (por prdida de humedad) o se vuelve pulverulento. Se mide el contenido de humedad, el cual corresponde al Lmite Plstico. Se recomienda realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de interpretacin o medicin.

NDICE DE PLASTICIDAD.El ndice de plasticidad se expresa con el porcentaje del peso en seco de la muestra de suelo, e indica el tamao del intervalo de variacin del contenido de humedad con el cual el suelo se mantiene plstico. En general, el ndice de plasticidad depende slo de la cantidad de arcilla existente e indica la finura del suelo y su capacidad para cambiar de configuracin sin alterar su volumen. Un IP elevado indica un exceso de arcilla o de coloides en el suelo. Siempre que el LP sea superior o igual al LL, su valor ser cero.El ndice de plasticidad tambin da una buena indicacin de la compresibilidad. Mientras mayor sea el IP, mayor ser la compresibilidad del suelo.

DETERMINACIN DEL NDICE PLASTICIDAD.Es un parmetro fsico que se relaciona con la facilidad de manejo del suelo, por una parte, y con el contenido y tipo de arcilla presente en el suelo, por otra:Se obtiene de la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico:IP = LL LP > 10 plstico.IP = LL LP < 10 no plstico.Valores Menores de 10 indican baja plasticidad, y valores cercanos a los 20 sealan suelos muy plsticos.Donde:IP=ndice de plasticidad del suelo, %LL =lmite liquido del suelo, %; yLP =lmite plstico del suelo, %

4. MATERIALES:

El material empleado para el ensayo es el que se trajo de las canteras.

5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS : 5.1. GRANULOMETRIA:

Balanza: Se emplearon dos balanzas para el ensayo, una para los pesos grandes como son los de la parte gruesa y otra para los del agregado fino, esta balanza es de mayor precisin que la anterior.

Serie de Tamices: Se emplean los tamices en orden descendente, es decir, desde el mayor dimetro, hasta el menor y al final un fondo.

La serie de tamices utilizados para agregado grueso son 3", 2", 2", 1", 1", ", ", 3/8", 1/4", # 4 y para agregado fino son # 4, # 8, #10, # 16, # 20,# 30, # 40, # 60, # 80,# 100 y # 200. Lampa: Sirve para hacer el cuarteo.

Bandejas: Esto es para el transporte de las muestra y para que no se desperdicie nada.

Cucharones: Los cucharones se usan para poder sacar el agregado de manera ms fcil y no hacerlo con la mano.

Brochas: Nos ayuda siempre para la limpieza del entorno.

Escobillas: Para limpiar los tamices y tambin para que pasen las partculas que han sido ensayadas en cada tamiz.

5.2. LIMITES DE CONSISTENCIA:

Recipientes: Sirven de contenedor temporal para la muestra y luego pesarlas.

Cuchara de Casagrande: Para realizar el ensayo de lmite liquido

Ranurador y esptula: Para colocar primero el suelo y luego recortar o hacer una abertura en el suelo colocado en la cuchara de Casagrande, tambin para calibrar la altura de golpeo de 1.

Vidrio. Para realizar los rollos de 3mm de dimetro en el ensayo de limite plstico.

Pizeta: Sirve para agregar agua a la muestra pasante de la malla N 40 en los ensayos de lmite lquido y lmite plstico.

Capsulas con Identificador: Son capsulas con tapa que sirven para calcular el contenido de humedad para los ensayos de limites lquido y plstico.

6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

En primer lugar se hizo un cuarteo de la muestra, que fue anteriormente secada al sol durante dos das.

Se separ el material grueso del fino haciendo un tamizado por la malla N4. De este material pasante se tom unos 500 gramos para el tamizado mediante el mtodo hmedo lavando este agregado por la malla N 2oo.

Se hizo tambin el tamizado del agregado grueso, lavndolo por el tamiz N 4.

Los pesos retenidos se anotaron en el formato respectivo para cada malla.

De la fraccin fina se obtuvo por cuarteo una muestra representativa de 500 gr. Esta muestra se lav en la malla N200 y posteriormente se puso a secar en el horno.

Una vez seca la fraccin fina se procedi a pasar la muestra lavada por la serie fina y se anotaron los pesos retenidos en el formato respectivo.

Luego de la fraccin fina se extrajo muestra pasante de la malla N 40, aproximadamente 500 gr y se puso a saturar por varios das para poder realizar los ensayos de lmites lquido y plstico respectivamente.

Se realiz el procedimiento conocido para los ensayos de lmite lquido y lmite plstico pero no se pudo obtener los resultados esperados ya que al colocar en la cuchara de Casagrande el suelo y ensayarlo mximo se llegaba a los 10 golpes, lejano a los 25 que indica la norma ASTM.A la par con el ensayo de lmite plstico los rollitos de 3 mm no se fracturaban al llegar a ese dimetro adems que presentaba poca cantidad de material muy fino, se not la predominancia de arena en la muestra, lo que no permita fcilmente obtener los rollitos de 3mm.

7. DATOS

Peso Muestra Total (Grueso y fino):10 Kg

Peso Inicial:3326 gr

TamizDimetro (mm)Peso Retenido (gr)

2 1/272.50.00

2500.00

1 1/237.5312.38

125700.30

3/419303.67

1/212.5577.54

3/89.5407.11

1/46.3600.25

N44.75330.90

Fondo-93.21

Peso Inicial:500 gr

TamizDimetro (mm)Peso Retenido (gr)

44.750

82.3676.26

10218.22

161.1847.22

200.8531.11

300.631.64

400.42532.77

600.2551.77

800.1831.48

1000.1521.13

2000.07551.66

FONDO2.45

8. PROCEDIMIENTO Y CALCULOS

Granulometra del Agregado Grueso

TAMIZDIMETRO (mm)PESO RETENIDO (gr)PESO RETENIDO CORREGIDO (gr)

2 1/272.50.000.00

2500.000.00

1 1/237.5312.38312.44

125700.30700.43

3/419303.67303.73

1/212.5577.54577.65

3/89.5407.11407.19

1/46.3600.25600.37

N44.75330.90330.96

Fondo-93.2193.23

Suma3325.363326.00

Error0.64

El peso retenido en el fondo de 93.21 gr se distribuye proporcionalmente al agregado finoGranulometra del Agregado Fino

TAMIZDIMETRO (mm)PESO RETENIDO (gr)PESO RET. CORREGIDO POR LAVADO (gr)PESO RETENIDO CORREGIDO (gr)PESO RET. CORR. POR AGR. GRUESO (gr)

44.75000.000.00

82.3676.2676.261017.921032.14

10218.2218.22243.20246.60

161.1847.2247.22630.29639.10

200.8531.1131.11415.26421.06

300.631.6431.64422.33428.23

400.42532.7732.77437.41443.52

600.2551.7751.77691.03700.68

800.1831.4831.48420.20426.06

1000.1521.1321.13282.04285.98

2000.07551.6651.66689.56699.19

FONDO-2.45106.741424.771444.67

Suma395.716674.006767.23

Diferencia (Fondo)104.29

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Universidad Nacional de San Agustn

LABORATORIO DE PAVIMENTOS

ANALISIS GRANULOMETRICO

TAMIZDIMETRO (mm)PESO RETENIDO (gr)% RETENIDO% RETENIDO ACUMULADO% PASANTE ACUMULADOFRACCIONES

2 1/272.50.000.000.00100.00GRAVA32.33

2500.000.000.00100.00ARENA53.23

1 1/237.5312.443.123.1296.88FINOS14.45

125700.437.0010.1389.87

3/419303.733.0413.1786.83COEFICIENTES

1/212.5577.655.7818.9481.06Cu-

3/89.5407.194.0723.0176.99Cc-

1/46.3600.376.0029.0270.98

N44.75330.963.3132.3367.67

82.361032.1410.3242.6557.35

102246.602.4745.1254.88

161.18639.106.3951.5148.49

200.85421.064.2155.7244.28

300.6428.234.2860.0040.00

400.425443.524.4464.4335.57PASANTE

600.25700.687.0171.4428.56TAMIZ # 1054.88

800.18426.064.2675.7024.30TAMIZ # 4035.57

1000.15285.982.8678.5621.44TAMIZ # 20014.45

2000.075699.196.9985.5514.45

FONDO-1444.6714.45100.000.00

10000.00

9. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOSEl porcentaje pasante de la malla N 200 es 14.45% por lo que no es posible obtener el D10, por lo tanto no se conocen los valores de Cu, Cc.Segn la Tabla 403-01 el material no encaja en ninguna gradacin por lo que se deber hacer una dosificacin para hacer el diseo.

La clasificacin SUCS no es aplicable ya que no se tiene un valor para el ndice de Plasticidad del Material.De la misma manera no es aplicable la clasificacin AASTHO para el material ensayado.

10. CONCLUSIONES

El anlisis granulomtrico efectuado al material permiti verificar la cantidad de finos que presenta el agregado en estudio (14.45%).

La fraccin de arena es la que predomina en el agregado (53.23%).

El agregado ensayado no presenta lmites de consistencia.

El agregado ensayado no presenta lmite lquido ni lmite plstico.

Los coeficientes de uniformidad y de curvatura no se conocen debido a que el D10 del material no se conoce puesto que el pasante de la malla N 200 es 14.45%.

11. RECOMENDACIONES

Realizar el anlisis granulomtrico usando el mtodo del hidrmetro permitira conocer la granulometra del material fino ms pequeo que la malla N 200 lo que permitira obtener finalmente los coeficientes de uniformidad y curvatura y as poder aplicar el mtodo de clasificacin SUCS al material estudiado.

Debido a la dificultad en laboratorio para determinar los lmites lquido y plstico y a la presencia de arena se debera optar con mtodos alternativos en la ASTM considerando otros equipos que permitan obtenerlos para as poder aplicar la clasificacin AASHTO al material estudiado.

Seguir cuidadosamente las instrucciones de las normas que se nos indican en cada clase de laboratorio. Tambin se cuenta con un manual de laboratorio que nos ayuda mucho en la realizacin de los ensayos.