Analisis granulometrico mediante tamizado por lavado

ANÁLISIS GRANULOMETRICO MEDIANTE TAMIZADO POR LAVADO

Norma técnica ASTM D421

INTRODUCCIÓN

      Una parte fundamental de la mecánica de suelos es la que se ocupa de la clasificación de los mismos, dicha clasificación se realiza en base a diferentes propiedades de los suelos; una de estas es la distribución granulométrica, la cual se refiere al tamaño de las partículas que lo componen. Solamente en suelos gravosos (gravas y arenas) cuya granulometría puede determinarse por mallas la distribución por tamaño puede revelar algo de lo referente a las propiedades físicas del material, en efecto la experiencia indica que el suelo grueso bien graduados o sea con alta gama de tamaños tienen comportamiento ingenieril más favorable

En suelos finos (limos y arcillosos) las propiedades físicas y mecánicas dependen en tal grado de su estructuración e historia geológica que el conocimiento de su granulometría resulta totalmente inútil, sin embargo el ingeniero interesado en suelos debe estar familiarizado  con los criterios técnicos básicos en la distribución granulométrica   y en los métodos más importantes para su  determinación.

Debido a la importancia del análisis granulométrico  de suelos, existen varios métodos para desarrollar este ensayo; en el presente informe nos ocuparemos del análisis granulométrico por tamizado en seco y lavado.

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO EN SECO

Norma técnica ASTM D421, ASSHTO T88, MTC E107-1999

1. INTRODUCCION

El tamizado en seco es un procedimiento que se aplica a materias (suelos) que contienen poca humedad natural o que fueron secadas previamente.

Este análisis granulométrico,  se realiza  mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o  queden retenidos en el tamiz tienen  características propias determinadas. Mediante este procedimiento también vamos a determinar el diámetro efectivo, el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura del suelo.  Es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo.

1. OBJETIVOS:
   
   OBJETIVO GENERAL:

• Determinar la distribución granulométrica de un suelo a través del tamizado en seco.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

• Determinar el peso correspondiente al suelo retenido en cada tamiz.
• Determinar el tamaño de los granos o partículas de un suelo retenido en los diferentes tamices
• Calcular el coeficiente de uniformidad
• Calcular  el coeficiente de curvatura.
• Familiarizarse con el uso adecuado de los instrumentos de laboratorio utilizados en la práctica.

1. MARCO TEÓRICO

• ENSAYO GRANULOMETRICO:

Se   designa   como   ensayo   granulométrico   a   la   determinación   de   la   distribución   de   las partículas de un suelo en cuanto a su tamaño.

• GRANULOMETRIA

            La granulometría de una base de agregados se define como la distribución del tamaño de sus partículas. Esta granulometría se determina haciendo pasar una muestra representativa de agregados por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. 
Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizada. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de una de pulgada. 
La serie de tamices utilizados para nuestra muestra son  3/4", ½”, 1/4", #4, # 10, #20, # 40, # 100, # 200 y cazoleta.
La operación de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma Técnica sobre una cantidad de material seco. El manejo de los tamices se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la máquina adecuada. 
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 ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz.

DEFINICIONES:

• CURVA GRANULOMÉTRICA:

La curva granulométrica de un suelo es una representación gráfica de los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman.

Se representan  gráficamente en un papel denominado "log-normal" por tener en la horizontal una escala logarítmica, y en la vertical una escala natural. De tal forma, encontramos en el eje  de las abscisas la abertura (mm) y en el eje de las ordenadas el % que pasa.[pic 4]

• Diámetro Efectivo  (D10): 

Llamado por Allen  Hazen diámetro efectivo, es el diámetro correspondiente al 10% más fino en la curva granulométrica. Es el tamaño en milímetros (mm) del 10% que pasa.

• Coeficiente De Uniformidad (CU)

El coeficiente de uniformidad, definido originalmente por Terzaghi y Peck, se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo.

Se expresa como la relación entre D60 y D10.[pic 5]

Es un valor adimensional, donde:

        D60: Tamaño en milímetros (mm) que corresponde al 60% que pasa

D10: El diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo, en peso.

• Cu < 3 = muy uniforme
• 3 < Cu < 15 = Heterogéneo
• 15 < Cu = Muy heterogéneo

• Coeficiente De Curvatura  (CC):

 Podría ser que entre los puntos D60 y D10 el gráfico tuviera algunas sinuosidades, por lo que conviene tener una medida intermedia que es lo que persigue el coeficiente de curvatura (Cc), denominado así porque se está controlando la curvatura o rectitud del gráfico en ese intervalo.

 Los materiales bien graduados poseen un coeficiente de curvatura fluctuante entre 1 y 3.

Se calcula como:

[pic 6]

Donde:

D30: Tamaño en milímetros (mm) que corresponde al 30% que pasa

• 1 < Cc < 3 = Suelo bien gradado
• Lo contrario = Suelo mal gradado

EQUIPOS Y MATERIALES:

• Una muestra de suelo   seco,  de aproximadamente 200 gr.
• Juego de tamices: 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/5”, ¼”, No 4, No 10, No 40, No 60, No 100, No200 (cazoleta), dependiendo del tipo de suelo.

• Rango de tamices según el ASTM.[pic 7]

• Mortero y martillo de goma.
• Balanza de sensibilidad a 0.1 gr.
• taras
• Estufa
• Cepillo

PROCEDIMIENTO:

1. Registrar el peso seco inicial (muestra cuarteada).
2. Seleccionar una serie de tamices

• De acuerdo a la partícula mas grande.
• El resto aproximada a la mitad de la anterior.

1. Tamizar por un tiempo de  15 minutos.
2. Registras sus pesos retenidos por cada tamiz.
3. Verificar los pesos retenidos por cada tamiz.
4. Calcular el porcentaje retenido y porcentaje que pasa.
5. Dibujar la curva de distribución granulométrica.

DATOS:

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