Análisis Granulométrico por Tamizado

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO

INTRODUCCIÓN

El presente informe de laboratorio tiene por objeto tener un primer acercamiento con concepto, materiales y procesos utilizados en el laboratorio además de familiarizar con las normas técnicas del INVIAS (Instituto Nacional de Vías), las cuales son especificaciones generales de construcción y normas de ensayo para materiales de carreteras.

En el documento se evidencia la aplicación de una de las Normas del INVIAS, donde señala la preparación correcta de muestras de suelos por cuarteo; en este procedimiento se pueden dividir las muestras de suelos extraídas en el campo, para obtener porciones que sean representativas y que tengan los tamaños adecuados para los diferentes ensayos que se necesite desarrollar. Hay procedimientos manuales y mecánicos; de acuerdo con el tamaño de la muestra de campo y el de la muestra requerida, se pueden aplicar los diferentes métodos.

El análisis granulométrico de suelos por tamizado, es la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, de 75 mm (3”) hasta el de 75 µm (Nro. 200). En este proceso se consigue separar las gravas gruesas, gravas finas, seguidas por las arenas gruesas, medias y finas, llegando a las arcillas y limos.

El informe muestra claramente el proceso basándose en la Norma 213 – 07 del INVIAS. También se da a conocer los materiales, herramientas y equipos utilizados o empleados en los procesos, además los  procedimientos con el paso a paso de lo que se hizo en el laboratorio, resultados obtenidos con cifras, números, cifras, etc., que explican lo que se obtuvo en la práctica,  análisis de los resultados y conclusiones.

1. MARCO TEÓRICO

Este ensayo de laboratorio se realiza siguiendo las normativas establecidas por la INV E 213 – 07.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADOS GRUESOS Y FINOS (INV E 213 – 07):

Este método se usa principalmente para determinar la granulometría de los materiales propuestos que serán utilizados como agregados. Los resultados se emplean para determinar el cumplimiento de los requerimientos de las especificaciones que son aplicables y para suministrar los datos necesarios para la producción de diferentes agregados y mezclas que contengan agregados.

MUESTRA:

Para la extracción de muestra de suelo necesaria para la práctica de laboratorio, se tiene en cuenta la técnica de “Cuarteo Manual”, la cual se consigna en la Norma INV E 202 – 07. Esta dice, que antes de realizar la técnica de cuarteo, el agregado debe estar completamente mezclado, es decir que diferentes tamaños del suelo deben contenerse en la misma muestra, debe tener suficiente humedad para evitar segregación y perdida de finos. La muestra para el ensayo debe tener la masa seca aproximada y consistir en una fracción completa de la operación de cuarteo. No está permitido seleccionar la muestra con una masa exacta determinada.

La mezcla de material debe contener material fino y material grueso.

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Procedimiento de cuarteo manual sugerido en INV E 202 – 07.

El cuarteo manual de muestras que pesan menos de 10 kg, se realiza con una muestra traída del campo sobre una superficie dura no absorbente, limpia y nivelada; se mezcla totalmente y se forma una pila cónica miniatura, con ayuda de un palustre o cucharón. Se aplana el cono apretándolo con el palustre. Una vez se logre un espesor uniforme y una figura regular, se cuartea el material cortándolo por diámetros normales entre sí para tener cuatro porciones iguales, de las cuales se descartan dos diagonalmente opuestas.

CÁLCULOS:

Se calculan los siguientes porcentajes: a) el porcentaje que pasa, b) el porcentaje total retenido, o c) el porcentaje de las fracciones de diferentes tamaños, con una aproximación de 0.1%, con base en la masa total de la muestra inicial seca.

Se calcula el módulo de finura, cuando así se prescriba, sumando los porcentajes totales de material en la muestra, retenidos en los tamices siguientes y dividiendo la suma por 100: tamices 150 mm (Nro. 100), 300 mm (Nro. 50), 600 mm (Nro. 30), 1.18 mm (Nro. 16), 2.36 mm (Nro. 8), 4.75mm (Nro. 4), 9.5 mm (3/8”), 19.0 mm (3/4”), 37.5 mm (1/2”).

1. MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

MATERIAL:

• Material de rio.

HERRAMIENTAS:

• Rectángulo de lona, hule o tela plástica de 2.0 m x 2.5 m.
• Regla enrasadora.
• Palustre.
• Brocha y cepillo: Para limpiar las mallas de los tamices.
• Recipiente o tara.

EQUIPOS:

• Horno.

• Balanzas: Una con sensibilidad de 0.01 g para pesar material que pase el tamiz de 4.75 mm (Nro.4). Otra con sensibilidad 0.1 g del peso de la muestra, para pesar los materiales retenidos en el tamiz de 4.75 mm (Nro.4) y anteriores.
• Tamices de malla cuadrada:

• 2" (50 mm)
• 1 ½” (38 mm)
• 1" (25 mm)
• 3/4" (19 mm)
• 1/2” (12.5 mm)
• 3/8" (9.5 mm)
• Nro. 4 (4.75 mm)
• Nro. 10 (2 mm)
• Nro. 40 (425 µm)
• Nro. 100 (150 µm)
• Nro. 200 (75 µm)

1. PROCEDIMIENTO REALIZADO

Previamente, la muestra de material de rio debe estar seca al horno a una temperatura de 110° ± 5°C, hasta obtener masa constante.

• Se realiza el proceso de cuarteo a la muestra: Para lograr obtener muestras representativas  y que tengan los tamaños adecuados para los diferentes ensayos que se requieren realizar a una muestra de suelos se requiere se toma una muestra original del suelo y se coloca en una superficie limpia y nivelada que logre soportar el peso de mismo, donde se evite al máximo la pérdida del material que puede afectar de manera directa los resultados obtenidos al final del procedimiento.

• A continuación, se procede a mezclar el material con ayuda de una pala hasta formar una pila cónica que luego será aplanada para que el material este uniforme sobre la superficie. Con ayuda de una regla enrasadora, dividimos la muestra en cuatro partes iguales.

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• Se seleccionan dos esquinas opuesta de las cuatro existentes, las cuales serán utilizadas para realizar los respectivos ensayos sobre la composición del suelo, las otras dos esquinas sobrantes son desechadas.

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• De las dos partes seleccionadas, se pesan en la balanza 5000 g. El material restante se desecha.

• Se selecciona el grupo de tamices, organizándolos de mayor a menor diámetro de apertura. Ubicadas de forma descendente así 2" (50 mm), 1 ½” (38 mm), 1" (25 mm), 3/4" (19 mm), 1/2” (12.5 mm), 3/8" (9.5 mm), Nro. 4 (4.75 mm), Nro. 10 (2 mm), Nro. 40 (425 µm), Nro. 100 (150 µm), Nro. 200 (75 µm) y un fondo.

• El material seleccionado se va introduciendo al conjunto de tamices, procurando que este no tenga pérdidas significativas. El material se debe ingresar al conjunto por porciones, para evitar la saturación de los tamices; además, se agitan con un movimiento lateral y vertical acompañado de vibración y girando 90° aproximadamente, hasta completar una vuelta, de modo que se mantenga en movimiento sobre las diferentes mallas para qué empiece a filtrarse todos los tamaños de las partículas a través de ellos.

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• Cada tamiz es puesto en un recipiente para que el material que quedó retenido en este, se pese en la balanza de sensibilidad de 0.1 g; el material sobrante se devuelve a la serie. Los pesos retenidos son registrados en una tabla con cada tamiz, su peso retenido, porcentaje retenido, porcentaje retenido acumulado y porcentaje que pasa al siguiente tamiz.

• A partir del tamiz Nro. 4, el material retenido se pesa en una balanza de 0.01 g de sensibilidad.

1. RESULTADOS OBTENIDOS

Para el procedimiento que se realizó, se obtuvieron los siguientes datos:

• Peso de la muestra antes del tamizado (Sin recipiente): 5000 g.
• Peso de la muestra después del tamizado (sin recipiente): 4998.9 g.
• Cálculos realizados:

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• Tabla con resultados del tamizado:

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