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ENSAYO DE COMPACTACIÓN (PRÓCTOR ESTÁNDAR) (N.T.P. 339.142 ; ASTM D – 698) I.

INTRODUCCIÓN

Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca mejorar las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire. En la actualidad existen muchos métodos para compactar, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo. Unos de lo cual cabe mencionar es “Prueba Proctor Estándar” que consiste en determinar el peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad. II.

OBJETIVO

pueda alcanzar un material, así como la humedad óptima (W ópt.) a que deberá hacerse la compactación. III.

BASE TEÓRICA

COMPACTACIÓN Compactación es el término que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante sistemas mecánicos. El incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantiene el contenido de humedad aproximadamente constante. Generalmente la compactación se realiza sobre los materiales que se utilizan para relleno en la construcción de terraplenes. Los objetivos de la compactación son los siguientes:  Aumentar la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.  Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos.  Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.  Reducir el potencial de expansión, contracción, o expansión por congelamiento.

Ventajas de la compactación:  Aumenta la resistencia y capacidad de carga del suelo.  Reduce la compresibilidad y disminuye la aptitud para absorber el agua.  Reduce los asentamientos debido a la disminución de la relación de vacíos.  Reduce el efecto de contracción.  Mejora las condiciones de esfuerzo-deformación del suelo. Desventajas de la compactación  La compactación muy intensa produce un material muy susceptible al agrietamiento.  Aumenta el potencial de hinchamiento (con la humedad) en suelos finos y el potencial de expansión por las heladas. Curva de compactación Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera el método empleado, se relaciona las densidades con los porcentajes de humedad, lo que da como resultado una curva como la que se muestra:

Las curvas nos indican un máximo absoluto para el valor de la densidad (MDS) y la humedad correspondiente a este punto (OCH). Cada suelo tiene su propia curva de compactación, que es característica del material y distinta de otros suelos. A la parte de curva situada en el lado izquierdo se le conoce con el nombre de rama seca y al de la derecha como rama húmeda. Estudio de la compactación de suelos en el laboratorio La compactación se mide cuantitativamente por la densidad seca del suelo, en cual está íntimamente relacionado con la densidad húmeda del suelo y el contenido de agua que posee este, estando estos valores influenciados por una seria de factores: • Humedad • Tipo de Suelo • Energía Especifica • El Método de Compactación • La Recompactación • La Temperatura y la Presencia de Otras Sustancias. • Energía Especifica o intensidad de compactación • Cuando se emplea en el laboratorio la compactación por impacto la energía queda definida por:

Ec

: Energía Especifica o Energía de Compactación

N

: Numero de golpes del pisón por cada capa

n

: Numero de capas

W

: Peso de pisón compactador

h

: Altura de caída del pisón

V

: Volumen total del molde de compactación

IV.

EQUIPO DE LABORATORIO

 Un molde de compactación. Constituido por un cilindro metálico de 4” de diámetro interior por 4 ½ de altura y una extensión de 2 ½ “de altura y de 4” de diámetro interior.  Un pisón metálico (martillo proctor) de 5.5 lbs. de peso (2.5 Kgs.) de 5 cm (2”) de diámetro.  Balanza 1.0 gr. de sensibilidad.  Horno.  Charolas metálicas.  Probetas graduadas.  Extractor de muestras.  Tamiz #4 ASTM  Cuchara.  Espátula

V.

PROCEDIMIENTO

1 2 3 .

4 5 6

7 8

DESDE PASO 7 (se supuso que la muestra ya estaba preparada)

• Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y quesegún el método a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.

• Se pesa los cilindros y las latitas para las muestras de suelo.

• Se llena las provetas con agua según el porcentaje con cual se trabaja

• Se tamiza la muestra de suelo con el tamiz #4 eliminando toda agente organico.

• Se vierte el suelo que paso por el tamiz #4 en la balanza para obtener un peso de 3000 g.

• Se coloca la muetra de suelo pesada en la bandeja de alumino, se satura el suelocon el porcentaje de humedad deseado. Se amazo el suelo con el agua. • La muestra preparada se coloca en el molde cilíndrico en tres (3) capas, llenándoseen cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se compacta cada capa • IMPORTANTE: Por cuestion de tiempo se supuso que la muestra utilizada ya estaba preparada

• Se coloca el pistón de compactar con su guía, dentro del molde; se eleva el pistón (2.5Kilogramos) hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una caídalibre de 30 centímetros. se cambia de posición la guía, se levanta y se deja caer nuevamenteel pistón. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la guía de manera que con 25golpes se cubra la superficie. Esta operación de compactación se repite en las tres capas delmaterial.

• Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro).

9

• Se extrajo la muetra de suelo con la ayuda del extractor de muestras. Se procedio apartir la muestra por el centro para obtener una muetra del centro del suelo compactadoluego se coloca en la latita es pesada.

10

• Se coloca la muestra al horno y se deja secar

11 • Repita los pasos del 1 al 4 con los porcentajes de humedad deseados hasta obtener un número de resultados que permitan trazar una curva cuya cúspide corresponderáa la máxima densidad para una humedad óptima.

12

VI.

RESULTADOS ENSAYO DE COMPACTACION - CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D-1557

Ensayo

Nº

1

2

3

4

Grs. Grs. Grs. c.c.

10809

11119

11263

11145

6259

6259

6259

6259

4550

4860

5004

4886

2107

2107

2107

2107

Gr/c.c.

2.159

2.307

2.375

2.319

Nº Grs. Grs. Grs. Grs. Grs.

7

12

18

25

289.92

544.88

547.97

557.42

280.70

518.03

514.26

522.74

9.22

26.85

33.71

34.68

70.13

90.72

104.53

182.42

PESO ESPECIFICO Peso de muestra húmeda + molde Peso del molde Peso de la muestra húmeda Volúmen del molde Densidad húmeda CONTENIDO DE HUMEDAD Tara Peso muestra húmeda + tara Peso muestra seca + tara Peso del agua Peso de la tara Peso de la muestra seca Contenido de humedad

210.57

427.31

409.73

340.32

%

4.38

6.28

8.23

10.19

Gr/c.c.

2.07

2.17

2.19

PESO ESPECIFICO SECO 2.10

Densidad seca

CURVA DE COMPACTACIÓN 2.20

DESIDAD SECA Gr/cm3

2.18 2.16 2.14 2.12

Series1

2.10 2.08 2.06 4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

CONTENIDO DE HUMEDAD%

DENSIDAD SECA MAXIMA OPTIMO CONTENIDO DE HUMEDAD

VII.

: 2.1985 gr/cc : 7.80 %

RECOMENDACIONES

No es necesario utilizar gran cantidad de agua para la compactación del suelo en estudio. Las condiciones climáticas afectan la humedad del suelo, en lugares desérticos aumentar en 6% el contenido de humedad en el suelo. Según la clasificación del suelo determina el procedimiento de compactado

VIII.

CONCLUSIONES

El peso volumétrico seco máximo es de 2.1985 gr/cc y se alcanza con un porcentaje de humedad optima de 7.80 %. Es importante conocer la humedad óptima de un suelo en relación a su peso volumétrico seco máximo, para saber si tenemos que agregarle agua o reducir la cantidad de agua en el suelo.

ANEXO

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES PRACTICA DE LABORATORIO

ENSAYO DE COMPACTACIÓN (PRÓCTOR ESTÁNDAR) N.T.P. 339.142 ASTM D - 698 Asignatura Docente Alumno (a)

Fecha

Identificación :

Calicata

Muestra

1.- Peso de la muestra compactada + molde

(gr)

2.- Peso del molde

(gr)

Profundidad PROCEDIMIENTO

3

3.- Volumne del molde

(cm )

4.- Densidad humedad

(gr/cm )

3

5.- Nº de la tara

PROCED.

A

B

C

MOLDE

4"

4"

6"

CAPAS

3

3

3

GOLPES

25

25

56

6.- Peso de la tara + suelo humedo

(gr)

PISÓN

5.5 Lb.

7.- Peso de la tara + suelo seco

(gr)

< 20% Ret. > 20% Ret. > 20% Ret.

8.- Peso del agua

(gr)

9.- Peso de la tara

(gr)

10.- Peso de suelo seco

(gr)

C O N D I C I O N E S

11. Contenido de humedad

(%) (gr/cm3)

12.- Densidad seca

GRANULOMETRIA GLOBAL PARA ELEGIR EL PROCEDIMIENTO MALLAS

PSO RET. (g)

% RETENI.

Nº4

Nº4 y

RETI.

2" 3/4"

3/4" 3/8"

2" 3/4"

Nº4

3/8"

FONDO

3/8" Y

< 20% Ret.< 30%Ret. Acu. malla Acu. malla 3/8"

CALCULO DE LA TANDA MALLAS % RETENI. PASA RETI.

% RET. ACUMULAD.

PASA

3/8"

Acu. malla Acu. malla Acu. malla

3/4"

TANDA

3/4" 3/8" Nº4 FONDO

PESO INICIAL

PESO DE LA TANDA

Máxima Densidad Seca

MDS

Optimo Contenido de Humedad

OCH Curva de Proctor

1.10

1.09

Densidad seca (gr/cm3)

1.08 1.07 1.06 1.05

1.04 1.03 1.02 1.01 1.00 0

1

2

3

4

5

6

Contenido de humedad (%)

7

8

9

10

PROCEDIMIENTO DE COMPACTACIÓN (según el tipo de suelo)

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN MECÁNICA DE SUELOS

INFORME DE LABORATORIO

: ENSAYO DE COMPACTACIÓN

ENSAYOS

(PRÓCTOR ESTÁNDAR) NORMA TËCNICA : N.T.P. 339.142 ; ASTM D – 698

N° DE GRUPO

NOMBRE

: 03

: PERALTA SÁNCHEZ MIGUEL ANGEL

FECHA – ELABORACION: Desde el 31 de octubre

FECHA – PRESENTACIÓN

: 07 de noviembre del 2014