UNIVERSIDAD SAN PEDRO
COMPACTACIÓN DE SUELOS
COMPACTACIÓN DE SUELOS ENSAYO RELACIÓN HUMEDAD – DENSIDAD PROCTOR
1 MECÁNICA DE SUELOS I
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INFORME: ENSAYO RELACIÓN HUMEDAD – DENSIDAD (PROCTOR MODIFICADO) PAVIMENTACIÓN - AVENIDA PACÍFICO, NUEVO CHIMBOTE.
I.
INTRODUCCION
GENERALIDADES.-Se GENERALIDADES .-Se ha podido visitar la obra indicada y en ejecución, que presenta un avance en la cual la sub base (afirmado) ha sido nivelada y humedecida para su posterior compactación. La obra de pavimentación de la avenida Pacífico en el distrito de Nuevo Chimbote, es una obra de gran envergadura, por lo que el control técnico de la obra debe desarrollarse bajo una residencia y una supervisión permanente.
El estudio de suelo, es un factor primordial en esta obra de ingeniería civil, así como los l os ensayos pertinentes para cada etapa de su construcción, ya que de sus resultados dependerá su capacidad portante de la misma, así como la vida útil para la cual ha sido diseñada.
La avenida Pacífico del distrito de Nuevo Chimbote, es una de las las arterias principales principales de la comuna sureña, que es la continuación de la prolongación de la avenida Pardo del distrito de Chimbote.
El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos. El incremento de la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente relativamente constante.
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II. OBJETIVOS
El objetivo principal del presente informe es determinar la relación HUMEDAD – DENSIDAD, de un material mediante el ensayo de PROCTOR.
Identificar las diferencias entre el ensayo de Proctor Estándar y Proctor Modificado.
Manejo de los instrumentos y materiales del laboratorio de mecánica de suelos.
III. DATOS TECNICOS E INTERVENIENTES DE OBRA
Datos de campo
Visita de campo
:
30 de Noviembre del 2012
Recojo de Muestra
:
30 de Noviembre del 2012
Toma de vistas fotográficas :
30 de Noviembre del 2012
Muestras 01 y 02 Ubicación Avenida Pacífico, distrito de Nuevo Chimbote, frente a la plaza mayor. Características de la Zona De fácil acceso vehicular, ya que es un de las arterias principales del distrito de Nuevo Chimbote. Equipos Empleados
01 Pala de mano Costales de plástico. Se tomaron dos muestras de 20 kg. cada una; que conciernen al material de afirmado ya colocado y nivelado (sub base), dichas muestras se recogieron de los lados laterales de la avenida, una por lado. 3
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IV. TRABAJO DE LABORATORIO Fecha :
02 de Diciembre del 2012
Lugar :
Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad San Pedro
Ensayo Proctor Modificado: Por medio de este ensayo se pretende obtener un dato teórico de la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados en un molde la cual ayudará a obtener en un futuro un grado de compactación siendo esta relacionada con lo anteriormente dicho respecto al terreno.
Proctor Estándar y Proctor Modificado: La diferencia que existe entre el Proctor Estándar y el Modificado es por el tamaño del martillo compactador o pizón, para el primero un pizón de 5.5 libras con guía de 12 pulgadas; mientras que para el modificado se usa un pizón de 10 libras y con guía de 18 pulgadas.
Equipo y materiales (usados en el laboratorio):
Martillo de Compactación o Pizón.
Horno a 105°C con error de+- 5°C
Cocina a Gas.
Juego de tamices de 3/4 ”, 1/2”, N°4 y plato.
Recipientes pequeños para secado de muestra
Bandejas de aluminio
Balanza digital. Error +- 1 gramo
Cucharón
Probeta
Espátula
Molde de compactación – 6” (Volumen del Molde: 2119 cm 3)
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Procedimiento (Proctor Modificado) Previamente el material ya estaba zarandeado a través de los tamices de 3/4 ”, 1/2”, N°4 y plato. El técnico nos proporcionó los pesos que deberían ser pesados para cada tamaño de material de la siguiente forma: El peso proporcionado para el material de tamaño entre 1/2" a 3/4" fue de 1456 gramos. El peso proporcionado para el material de tamaño entre N°4 a 1/2" fue de 1741 gramos. El peso proporcionado para el material que pasa la malla N°4 fue de 2803 gramos.
De esta manera la suma de los tres pesos es de 6000 gramos, como estipula la norma para ensayo de Proctor. Cabe indicar, que los pesos para cada tamaño, representan el porcentaje del peso con respecto al total de la muestra. Otra forma es hacer el cuarteo de la muestra total, tamizarla y calcular sus porcentajes para cada tamaño de las partículas.
Como en la balanza solo se pudo pesar masas pares, entonces se redondeó de la siguiente manera: El peso para el material de tamaño entre 1/2" a 3/4" fue de 1456 gramos. El peso para el material de tamaño entre N°4 a 1/2" fue de 1742 gramos. El peso para el material que pasa la malla N°4 fue de 2802 gramos.
La forma del pesado se hizo en una bandeja de aluminio, tarando el recipiente se pesó primero el material entre 1/2" a 3/4", que fue de 1456 gramos; se le agregó en seguida el material entre N°4 a 1/2", llegando a pesar los dos juntos 3198 gramos. Finalmente el material que pasa la malla N°4, llegando los tres juntos a los 6000 gramos.
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Luego del pesado, se mezclaron bien los granos del material para que todo esté uniforme y se procedió a agregar 2% de agua, que para este caso particular es de 120 ml, el cuál se midió en una probeta.
El siguiente paso fue el de mezclar nuevamente con las manos para que el agua sea embebido uniformemente por todo el material.
Se procedió a separar la muestra en 5 partes.
Una parte se introdujo en el molde y enseguida se procedió a compactarlo. Fueron 56 golpes con el pizón para Proctor modificado (pizón de 10 libras y con guía de 18 pulgadas)
Se introdujo una segunda parte en el molde y se volvió a compactar de la misma manera que la anterior. Teniendo en cuenta que la compactación sea uniforme en todos los espacios de la muestra.
Luego se introdujo la tercera parte y luego la cuarta y así, en cada una se compactó como la forma anterior, hasta llegar al borde del molde.
Se procedió a quitar el anillo superior del molde enrasar el sobrante con una estructura de acero (se puede hacer también con una espátula).
Se llenan los espacios vacíos con material fino que pase la malla N°4 y se compacta con la estructura de acero hasta que no se hunda la yema del dedo al contacto con la superficie del molde.
Se desarma de la base de acero y se pesa el material junto con el molde que lo sostiene (luego se desprecia el molde)
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Se toma una pequeña muestra, en un recipiente, se pesa y se lleva al horno; para que, luego de secarla por 24 horas a 105°C, se vuelve a pesar. En este caso particular la muestra se secó en la cocina.
Los datos obtenidos tanto en el molde, así como en la pequeña muestra se almacenan para cálculos posteriores de gabinete, en el cual se calculan el peso específico del material así como el porcentaje de humedad.
Se vuelve a repetir todo este procedimiento desde el pesado del material (6000 gramos) hasta obtener los datos de densidad y humedad pero esta vez agregándole 2% más de agua, esto quiere decir, que la cantidad de agua sería de 240 ml. En este paso observamos que el molde pesa más que el anterior, lo que quiere decir que estamos elevando el peso específico de la muestra.
Nuevamente se repite el procedimiento, esta vez agregándole 2% más de agua, esto quiere decir, que la cantidad de agua sería de 360 ml. Para los 6000 gramos de material. En este paso observamos que el molde pesa más que los dos anteriores.
Lo ideal es seguir repitiendo estas operaciones y procedimientos hasta encontrar que el peso del molde en algún momento tiene que bajar, lo que quiere decir que el material ya se saturó de agua.
En la tercera compactación la muestra obtuvo un peso aún mayor que la segunda, pero al mismo tiempo se observó, al retirar la muestra del molde, que la muestra se había saturado con agua. De esta manera se dio por terminado el ensayo.
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V. TRABAJO DE GABINETE
Se llenó el siguiente cuadro, utilizando las siguientes fórmulas:
PSH
:
peso del suelo húmedo
PSS
:
peso del suelo seco
Ww
:
peso del agua
W
:
contenido de humedad
ɣ hum :
densidad de suelo húmedo
ɣ seco :
densidad de suelo seco
V
volumen del molde
:
Ww = PSH – PSS
(1)
W = ( Ww / PSS ) * 100
(2)
ɣ hum = PSH / V
(3)
ɣ seco = ɣ hum * 100 / ( 100 + W)
(4)
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VI. RESULTADOS
COMPACTACIÓN Prueba N° N° de Capas N° de golpes por Capa Peso de Molde - Suelo Compacto (gr) Peso de Molde (gr) Peso suelo compacto (gr) Volumen de molde (cm³) Densidad húmeda (gr/cm³) Densidad seca (gr/cm³)
1 5 56 7578 2700 4878 2119 2.30 2.24
2 5 56 7738 2700 5038 2119 2.38 2.27
3 5 56 7880 2700 5180 2119 2.44 2.27
1 F - 10 338 328.80 9.20 2.80
2 M -10 486 462.80 23.20 5.01
3 L-2 454 423.20 30.80 7.28
HUMEDAD Prueba N° Tara N° Suelo húmedo (gr) Suelo seco (gr) peso del agua (gr) Contenido dehumedad (%)
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VII.CONCLUSINES
CONCLUSION 01.- El máximo peso específico obtenido en el laboratorio del suelo húmedo es de 2.44 gr/cm³con un contenido de huedad de 7.28 %.
CONCLUSION 02.- la diferencia entre Proctor Estándar y proctor modificado es por el tamaño del martillo compactador o pizón. Ambos con la misma cantidad de golpes.
CONCLUSION 03.- El tamaño del molde depende del ensayo si es para afirmado que contiene gravas y arenas (6” de diámetro) o si es para arenas o material fino (4” de diámetro)
Cuando en el ensayo se aprecia la presencia de ahua en las paredes del agua, se da por termnado el ensayo, esto quiere decir que el material se esta saturando con agua.
IV. RECOMENDACIONES.
Los golpes con el martillo o pizón compactador se deben hacer a caída libre y en forma homogénea sobre toda la superficie del material que se está compactando.
Al momento de mezclar el material con el agua tener la cautela de que el agua sea embebido uniformemente por todo el material.
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ANEXO
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IMÁGENES DE CAMPO:
En la obra: Avenida Pacífico, Nuevo Chimbote.
Vista del avance de la obra.
Vista de sur a norte
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RECOJO DE MATERIAL:
El material extraído fueron de las laderas del pavimento
Se puede apreciar que el suelo ya ha sido nivelado
Recogiendo material del otro extremo de la avenida
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Equipo de trabajo con el material listo para ser transportado hacia el laboratorio de la universidad
IMÁGENES DE LABORATORIO:
Materiales y Equipos utilizados:
Molde para ensayo de Proctor de 6” de diámetro y 2119 cm³ de volumen.
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Balanza digital con error de +- 1 gr.
Probeta de plástico para medir agua.
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Recipientes :
Utilizados para secar la muestra en la cocina, así como para almacenamiento del material zarandeado.
Material mayor de 3” que no
interviene en el molde debido a su tamaño.
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IMÁGENES DEL ENSAYO PASO A PASO:
1. Se pesan los materiales de acuerdo a los porcentajes dados.
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2. Se le agrega 2 ml de agua, que se mide con la ayuda de una probeta.
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3. Se procede a mezclar el material con el agua.
4. Se separa la muestra en 5 partes y una de ellas se vacía en el molde.
5. Se compacta con el pizón 56 veces por cada capa del material.
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6. Se desmolda el anillo superior y se corta, nivelando el material.
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7. Se pesa el molde compactado.
8. Se toma una porción del molde compactado, se pesa y se seca. Luego se pesa nuevamente para calcular el % de humedad.
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