Vigas Hiperestaticas

La compactación de un material mediante medios mecánicos es también llamada densificación, en este proceso la densidad se podrá incrementar al disminuir el volumen de vacíos por lo mismo disminuiría el volumen del material sin disminuir el contenido de humedad.

Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densímetro de Washington y el método del cono de arena , el Método del Balón de goma, el de los Bloques, y EL DENSIMETRO NUCLEAR que además de ser muy práctico en su uso y ser un método no detructivo se debe tener un especial cuidado en su manipulación por ser una fuente radioactiva .

El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, ha sido un gran reto para los investigadores de mecánica de suelos y científicos del área en general. Se realiza esta determinación para comprobar el grado de compactación en rellenos compactados artificialmente.

En la década de los años 50 se empezaron a utilizar equipos nucleares para determinar la humedad y densidad de los suelos y la densidad de los productos bituminosos. Los resultados en principio no fueron muy brillantes, dado que los márgenes de error eran del +/-15%, a causa de la composición química de los materiales de ensayo.

Ante esta situación, se diseñó equipos que utilizaban la técnica de transmisión directa para los suelos, y la retrodispersión con los betunes, reduciendo los errores de esta forma hasta un +/-1,0%, en determinaciones de humedades y densidades.

Estos equipos empezaron a utilizarse por las empresas de construcción y de carreteras en todo el mundo, llegando incluso a convertirse en el método estándard de ensayo de la American Society for Testing and Material (ASTM).

Al cambiar la política viaria, se produjo un aumento importante en la utilización de recubrimientos de hormigón asfáltico, de espesores comprendidos entre 2,5 y 6,3 centímetros.

Los equipos nucleares existentes promediaban el valor de la densidad de una capa de espesor comprendido entre 7,5 y 10 centímetros, lo que les incapacitaba de ser utilizados con precisión en estos tipos recubrimientos a causa de la influencia del material subyacente. Sin embargo los fabricantes desarrollaron un equipo nuclear capaz de medir con precisión y sin influencias, la densidad en recubrimientos superficiales delgados y hasta de 12 pulgas, además posee una vida media de más de 30 años.

DENSÍMETRO NUCLEAR

1. OBJETIVOS

1. El uso de este equipo para desarrollar el método de ensayo para determinar el peso unitario (densidad) de los suelos en el terreno.

2. Aprender a determinar este cálculo en campo y saber cuales son ventajas y desventajas en la aplicación al diseño o construcción.

3. Tomar decisiones de acuerdo a tipos de de información que se obtengan en estos laboratorios para adquirir experiencia cuando se este realizando una obra de gran magnitud.

4. El empleo de este aparato como una herramienta muy útil y agil, siempre y cuando se tomen las medidas de seguridad para su práctica.

2. MARCO TEORICO

El ensayo que se realiza con el Densímetro nuclear permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho también son aplicables en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 50 mm. y utilizan los mismos principios, o sea, obtener el peso del suelo húmedo (P hum) de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada. Obtenido el volumen de dicho agujero (Vol. Exc), la densidad del suelo estará dada por la siguiente expresión:

g hum = P hum / Vol. Exc ( grs/cc )

Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, el peso unitario seco será:

g seco = ghum / ( 1 + w ) ( grs/cc )

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2.1 DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU

2.2 METODOS

2.2.1. Método del cono de arena .- Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).

2.2.2. Método con densímetro nuclear.- La determinación de la densidad total ó densidad húmeda a través de este método, está basada en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al material a medir.

Como el número de electrones presente por unidad de volumen de suelo es proporcional a la densidad de éste, es posible correlacionar el número relativo de rayos gamma dispersos con el número de rayos detectados por unidad de tiempo, el cual es inversamente proporcional a la densidad húmeda del material. La lectura de la intensidad de la radiación, es convertida a medida de densidad húmeda por medio de una curva de calibración apropiada del equipo.

Existen tres formas para hacer las determinaciones, retrodispersión, transmisión directa y colchón de aire, entregando resultados satisfactorios en espesores aproximados de 50 a 300 mm.

Estos métodos son útiles como técnicas rápidas no destructivas siempre y cuando el material bajo ensaye sea homogéneo.

- Calibración del equipo.

- Curvas de calibrado. Estas se establecen determinando la razón de conteo nuclear de cada uno de varios materiales de densidades conocidas, trazando la razón de conteo contra densidad y ajustando una curva a través de los puntos resultantes. El método usado para establecer la curva, es el mismo que se usa para determinar la densidad in situ. La densidad de los materiales usados para establecer la curva (como por ejemplo bloques de granito, aluminio, magnesio, caliza, etc.), deben ser uniformes y variar dentro de un rango de densidades que incluya la del suelo a medir.

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