PRACTICAS COMPACTACION PORTER, EXPANSION Y VRS

COMPACTACION PORTER (002-k-06)

Normatividad anterior libro 6.01.01

OBJETIVO:

Obtener el peso volumétrico seco máximo y la humedad optima de compactación.

Cuando al material se le aplica una carga de 140.6kg/cm² en un tiempo de 5 min. Se realiza en suelos que carecen de cementación y que pasan la malla de 2.54cm. (1”) el contenido de humedad y el obtener el peso volumétrico seco máximo se efectuara por tanteos, al agregar o disminuir la cantidad de agua de la muestra

EQUIPO:

• Molde con base y extensión de 15.75 cm de diámetro y 12.5cm. de altura aproximadamente.
• Varilla con punta de bala.
• Cápsula de aluminio.
• Malla de 2.54 cm. (1”) de abertura
• Probeta de 500 ml.  
• Vernier.
• Guantes de hule.
• Máquina para aplicar carga o presión con capacidad mínima de 30 toneladas.
• Balanza con capacidad de 20 Kg. Y aproximación de 1.0 gr. otra con aproximación de 0.1gr.
• Charola cuadrada de 60x 40 cm.
• Horno con temperatura controlable de entre 105º-110º C.

PROCEDIMIENTO:

• Cribar por la malla 1” (2.54 cm.) material seco, del  cual se tomara una muestra representativa de 16.0 kg separando porciones con un peso de 4.0kg.
• Medir el diámetro y altura del cilindro, obtener su área, pesarlo, calcular la carga total que se le aplicara en la maquina en el tiempo de 5 min. y obtener la carga que se le deberá aplicar por cada minuto.
• Pesar la cápsula (Wc) y anotar su número, registrar ambos.
• De la muestra de 16 Kg. colocar cuatro en la charola, rociar agua de manera homogénea la cual se medirá. (La forma aproximada de conocer que el material tiene la humedad adecuada o se está cercano a esta, consiste en tomar con la mano seca o con guante de hule, una parte de la muestra y apretarlo fuertemente, si queda un pequeño roció en la palma de la mano o en el guante es indicio de que se está cercano a la humedad buscada).
• Tomar un testigo de humedad de 80-120gr de peso colocarlo en la cápsula, pesarlo y anotar peso de la cápsula con suelo húmedo (Wc+sh), el resto de la muestra se coloca en el molde con base y extensión, en tres capas y a cada una de estas se le acomoda con la varilla punta de bala, dando 25 varillados en forma de espiral, comenzando en la orilla y terminando en el centro.
• Se coloca en la máquina para aplicar presión, aplicando la carga lentamente, en el tiempo y valor calculados anteriormente. Esto se hace con la finalidad de que el material se acomode poco a poco. Cuando se llega a los 5 min. y por consecuencia a la carga máxima de 140.6 Kg./cm² se deberá sostener un minuto más dicha carga, si en este momento saca unas cuantas gotas de agua por la parte inferior del molde  es indicio de que se encontró la humedad óptima y por consecuencia su peso volumétrico seco máximo (si las gotas comienzan a aparecer antes de aplicar la carga máxima, indica que nos excedimos de agua).

• Si por el contrario no se humedece ni la base del molde es indicio de que falto humedad, en ambos casos la muestra se desecha y se toma otra porción de 4.0 Kg. de los  16 Kg. Que se tenían originalmente,  para el primer caso se reducirá la cantidad de agua y en el otro se incrementara en un porcentaje que varía de 2-4% de agua con respecto del peso de la muestra seca más o menos la cantidad agregada anteriormente.  

• Observadas las gotas de agua, se retira el molde de la maquina se le quita la base y la extensión y se pesa este con la muestra húmeda, por diferencia se obtiene el peso de esta ultima y se anota en gr. (Wm).
• Medir la altura faltante que existe entre la parte superior del espécimen y el borde de el molde, esto se realiza en una orilla, en el centro y en la orilla opuesta, se obtiene el promedio y a esto le nombraremos altura faltante (Hf), este valor se lo restamos a la altura del molde y con esto se obtiene la altura del espécimen compacto  en cm.(Hec.) conocida el área del cilindro la multiplicamos por la altura del espécimen y se obtiene el volumen compacto de la muestra (Vc) se calcula el peso volumétrico húmedo  con la siguiente expresión.

FORMULAS  EMPLEADAS

[pic 1]

• Sacar la cápsula del horno y pesarla, anotar  el peso de cápsula con suelo seco (Wcs) obtener el contenido de humedad.

[pic 2]

• Calcular el peso volumétrico seco máximo de laboratorio.

[pic 3]

EXPANSION
M-MMP-1-11/08

Objetivo:

Conocer el porcentaje que se hincha o expande el material en forma vertical, al encontrarse saturado de agua y con sobrepesos, esto provocado por la reacción química entre las arcillas y el agua, este es un factor de gran importancia en pavimentos para evitar deformaciones, ya que cuando el suelo pierde dicha agua se contrae, provocando fallas funcionales y estructurales.

EQUIPO:

• Mismo de la prueba Porter y además dos sobrepesos con una masa aproximada de 360 gr con forma de dona y de media luna. Placa base perforada con vástago central, dos hojas de papel filtro, tripie para colocar el micrómetro, deformimetro con aproximación de 0.01 mm. tanque de saturación con un tirante de agua de cuando menos 5 cm. por encima de la muestra.

PROCEDIMIENTO:

• Colocar las hojas de papel filtro, una arriba y otra en la parte inferior de la muestra compactada (con esto evitamos la perdida de finos en el espécimen al entrar en contacto con el agua, ya que estos son los que pueden provocar la expansión). Armar el molde con base y extensión, colocar sobre la muestra compactada la placa base perforada,(dicho elemento nos servirá para que exista circulación de agua dentro del espécimen, que es como realmente ocurre en el campo) sobre de ella colocamos los dos sobrepesos, (estos realizaran las veces de las capas superiores que pueden estar sobre la capa analizada).
• En el tripie colocar el deformimetro , se apoyan las patas del primero sobre los bordes de la extensión del molde, centrar el vástago de la placa y del micrómetro buscando que ambos  entren en contacto (esto se conocerá por el movimiento de la manecilla grande del micrómetro) se aprieta la tuerca de la placa base (con esto evitamos que se mueva el vástago de su posición original) se lleva al tanque de saturación, donde se coloca de tal manera el micrómetro que se puedan tomar lecturas en la misma posición (marcar en qué lugar se encuentran colocadas las patas del tripie para repetir esta posición cuando se venga a tomar otras lecturas)se lee la medida del micrómetro de la siguiente manera, se toma la lectura de la manecilla pequeña y después la de la manecilla grande y se anota como lectura inicial.
• A las 24 horas se vuelve a leer en el deformimetro y se anota como lectura parcial.
• Se toma otra lectura  al tercer día, si es muy semejante a la lectura  del día anterior esto nos indica que el material ya no se expandió más y este dato lo reportamos como: lectura final.
• Si a las 72 horas la lectura sigue variando se deja en el tanque la muestra hasta cinco días y ahí se toma la lectura final cuando estas no varían demasiado. Pero si después de este tiempo el material se continua hinchando es indicio de que presenta gran cantidad de finos plásticos y por consecuencia no puede emplearse en un pavimento a menos que se realice un tratamiento adecuado, que puede ser la estabilización con cal ó cemento Portland.
• La expansión se obtiene con la siguiente expresión:

[pic 4]

Nota (trabajar dimensiones en milímetros)

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