95310917 Trabajo Granulometria

Taller de Investigacin, Mecnica de Suelos

Granulometra

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Carrera: Construccin Civil - Continuidad Pgina 1

MECANICA DE SUELOS

GRANULOMETRIA

Preparado por:

Lauro Maldonado M.

Roberto Cortes A.

Alex Alarcn V.

Profesor: Sr VICTOR HUGO BARRA


Granulometra

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INDICE

1 Introduccin.pg. 3

2 Granulometra (definicin y conceptos)..pg. 4

3 Ensaye granulomtrico..pg. 6

3.1 Muestras de ridos para el ensaye....pg.6

3.2 Tabla cantidad mnima de muestras..pg. 7

3.3 Cuarteopg. 08

3.4 Serie de Tamices...pg. 09

3.5 Procedimiento ensaye...pg. 13

3.6 Finos por lavado.pg. 15

4 Clculos y resultados.....pg. 19

5 Bibliografa...pg. 26


Granulometra

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INTRODUCCION

A grandes rasgos debemos tener en cuenta ciertos conceptos bsicos de

geotecnia con el afn de entender el tema de nuestra exposicin. Tales conceptos

son los mismos que manejan tanto laboratoristas viales, constructores civiles e

ingenieros.

En el desarrollo de nuestro trabajo como profesionales nos encontraremos

siempre vinculados al suelo como material de fundacin y material de

construccin.

El trabajo que presentaremos esta orientado a definir y reforzar el procedimiento

de la Granulometra y sus ensayes normalizados, basndonos en una bibliografa

tcnica y actualizada. En este desarrollo hemos contado con el apoyo de

especialistas de laboratorio.

Esperando sea una herramienta ms de refuerzo a nuestra futura labor de

profesionales.

Castro Mayo del 2012


Granulometra

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GRANULOMETRIA

La Granulometra se define como la distribucin de los diferentes tamaos de las

partculas de un suelo, expresado como un porcentaje en relacin con el peso total

de la muestra seca. Sirve para determinar la distribucin de las partculas de una

muestra. La proporcin de los distintos tamaos se llama tambin composicin

granulomtrica y su estudio y determinacin anlisis granulomtrico.

Tiene gran importancia en la confeccin de morteros, hormigones, bases,

terraplenes, etc. Pues de ellos depende la compacidad, impermeabilidad y

resistencia mecnica.

Se llama granulometra continua, aquella en que la gradacin de la proporcin en

que figura cada tamao de granos aumenta constantemente con este: La

discontinua es la que carece de uno o varios tamaos intermedios de granos, que

figuran en proporcin no nula, pero menor que otros no finos; y la granulometra

intermedia que tiene uno o varios tamaos de granos intermedios de granos que

figuran en proporcin parecida o mayor que los ms gruesos.

Dentro de esta gran definicin es importante volver a tener en cuenta los

conceptos que clasifican los ridos:

Segn su origen geolgico, son gneos, sedimentarios y metamrficos.

Segn su tamao en base al grano, tenemos los ridos gruesos >5mm y los

finos


Granulometra

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Segn proporcin de los granos, encontramos los ridos combinados y

rido integral

Segn su granulometra, la cual como indicamos ms arriba puede ser

continua, discontinua e irregular

Segn su forma en, chancados y rodados

Como ya sabemos, los ridos ocupan entre el 65 y 75% del volumen total del

hormign. Debe darse gran atencin a su eleccin y control, ya que de sus

caractersticas dependern la docilidad del hormign fresco, la resistencia del

hormign endurecido, durabilidad de las estructuras y no menos importante al

momento de proyectar la economa en las mezclas.

La funcin de los ridos en la confeccin del Hormign: Dentro de este tema el

rido tiene la fundamental responsabilidad de disminuir la cantidad de cemento de

la mezcla de hormign, pero teniendo cuidado de no afectar la resistencia del

hormign; La forma de lograr esto es con una buena granulometra del rido

grueso.

Otra es formar un esqueleto rgido, reduciendo variaciones de volumen, lo ideal es

un esqueleto bien graduado, con buenas proporciones de los ridos.

Teniendo en cuenta los trminos y descripciones bsicas indicadas ms arriba

podemos entrar a explicar el desarrollo del ensaye en cuestin.


Granulometra

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ENSAYE GRANULOMETRICO

El ensaye de la granulometra est definido por la NCH 165 of77 distribucin

porcentual de la masa de los distintos tamaos de partculas (granos) que

constituyen un rido.

Complementan esta norma otras ms, entre las cuales encontramos la NCH 163,

NCH 164, NCH 1021, NCH 1022 y su principal funcin es dar a conocer la

uniformidad de procedimientos de ensayo destinados a verificar las propiedades

de los ridos para morteros y hormigones.

El procedimiento del ensaye comienza con el muestreo de los ridos para lo cual

debemos considerar los siguientes conceptos:

LOTE DE PETREOS conjunto de material ptreo existente en un lugar y

que presenta a simple vista caractersticas homogneas

MUESTRA SIMPLE muestra representativa del lote

MUETSRA COMPUESTA muestra homognea de dos o ms muestras

simples entre materiales similares de distintos lotes

MUESTRA GEMELA conjunto de dos o ms fracciones de una muestra

simple o compuesta separada por cuarteo.

MUESTRA COMPAERA conjunto de dos o ms muestras simples que se

obtienen del mismo lote

MUESTRA DE YACIMIENTO muestra representativa del ptreo en su sitio

de depsito natural, no sometido a tratamiento alguno.

MUESTRA DE PRODUCCION muestra representativa de un ptreo

removido de su depsito natural y sometido a cualquier tratamiento

(trituracin, lavado o clasificacin)


Granulometra

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MUESTRA DE OBRA muestra representativa de un rido que se encuentra

en una obra ya sea sobre vehculos o almacenado

Ya conociendo las diferentes terminologas del muestreo debemos considerar que

la manipulacin de la muestra debe ser homognea y acompaada de la mnima

informacin tal como procedencia, clase de material, tamao y cualquier

informacin especfica relativa a las caractersticas del ptreo.

El tamao de la muestra, sea esta simple o compuesta debe ser superior a dos

veces la muestra para el laboratorio.

La muestra tomada para el laboratorio sea esta simple o compuesta debe ser

reducida para los ensayes bsicos

Para ptreos finos 30 kg

Para el ptreo grueso una cantidad en kg equivalente a 2 veces el tamao

nominal del ptreo grueso.

TABLA DE CANTIDAD MINIMA DE MUESTRA PARA GRANULOMETRIA SEGN TAMAO

ABSOLUTO

Tamao Mximo Absoluto

(mm)

Cantidad mnima de muestra a

extraer en terreno

(kg)

Cantidad mnima de muestra

para el ensaye

(kg)

5 2 0,5

10 8 2

20 20 5

25 40 10

50 60 15

80 80 20

100 120 30

150 160 40


Granulometra

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Para seleccionar una muestra representativa que nos permita realizar el ensaye

en laboratorio, utilizaremos el mtodo de Cuarteo indicado por el Manual de

Carreteras Volumen 8 el que se expone a continuacin.

METODO DEL CUARTEO

FUENTE MANUAL DE CARRETRES VOL 8


Granulometra

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La utilidad que presta la granulometra, nos indicara la comparacin de ridos

entre si, a si como la variacin del mismo y lo ms importante, en el caso de los

hormigones; si este cumple o no con una banda determinada que asegure la

mxima compacidad y por consiguiente un hormign de buena calidad.

SERIE DE TAMICES

Fuente: Manual de Carreteras vol. 8 tabla 8.102. 1

TAMAOS NOMINALES DE ABERTURA

(mm) ASTM

80 (3)

63 (2)

50 (2)

40 (1)

25 (1)

20 (3/4)

10 (3/8)

5 N4

2 N10

0,5 N40

0,008 N200


Granulometra

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TAMICES


Granulometra

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Granulometra

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La granulometra de los ridos se determina haciendo pasar una muestra

representativa del acopio por una serie de tamices ordenado por abertura de

mayor a menor, los pesos de retenidos de cada tamiz se expresan en porcentaje

del peso total de la muestra y, finalmente, la granulometra del rido se indica en

porcentajes que pasan, acumulados. De esto se desprende lo siguiente

% retenido parcial, el cual corresponde al %en masa del rido directamente

retenido en ese tamiz

%retenido acumulado, corresponde al % en masa de las partculas de

mayor tamao que la abertura de un determinado tamiz

%acumulado que pasa, corresponde al % en masa de todas las partculas

de menor tamao que la abertura de un determinado tamiz

La correspondencia de Tamices para ridos estn normalizados segn su

abertura, estos son los siguientes:


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PROCEDIMIENTO DE ENSAYE GRANULOMETRICO

1.- Se debe pesar toda la muestra con precisin de 1gr registrando su valor.

2.- Separar la muestra de acuerdo al tamao mximo absoluto especificado,

determinando la masa de las resultantes que estn sobre y bajo el tamao

mximo y registrando sus valores como B y Z.

3.- Se deber medir y registrar el tamao absoluto de la muestra B (punto 1).

4.- Cortar el material clasificado como Z en el tamiz #4 registrando las masas a la

precisin de 1gr de la fraccin que pas y de la que qued retenida. Regstrelas

como C y D respectivamente.

5.- Al material retenido en el tamiz #4 (D) se le deber extraer el fino adherido

sumergiendo en agua potable todo el material y agitndolo para su remocin.

6.- Se deber vaciar el agua con el material fino sobre el tamiz #4 y #200

dispuesto en forma decreciente. Seguir agregando agua al material grueso y

repetir el vaciado hasta que el agua agitada con la muestra quede limpia y clara.

7.- Se deber reunir el material retenido con el decantado y secar a horno a

temperatura de 110 5 C.

8.- Pesar la masa seca y registrar como D.

9.- Tamizar el material registrado como D en una serie de tamices sobre 5mm

(3/8, , , 1, 1,etc.) y registrar los diferentes pesos de las masas

retenidas en cada tamiz.

10.- Del material bajo 5mm (#4) tome por cuarteo una muestra de entre 500 a

1.000gr y registre su masa como C


Granulometra

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11.- Esta etapa de la granulometra se le llama tamizado hmedo que registra el

porcentaje de arena retenido sobre la malla #200. El material que pasa se tipifica

como material fino que corresponde a limos y/o arcillas.

12.- Todos los valores registrados se llevan a una tabla ordenada de acuerdo a las

diferentes aberturas de los tamices. Estos valores son expresados como

porcentaje que pasa en cada tamiz, indicando como primer valor el del menor

tamiz en que pasa el 100%.


Granulometra

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FINOS POR LAVADO (LNV 70)

Procedimiento mediante tamizado hmedo para determinar el contenido de material fino

que pasa el tamiz 0,08 mm (N 200).

MALLA #200

Caractersticas que producen los finos en los Hormigones

Requiere ms agua lo que produce bajas resistencias

Puede contener materia orgnica en finos (arcillas o limos) , lo que produce

problemas de fraguado y por lo tanto baja resistencia a temprana edad

Mala adherencia entre pasta de cemento y el rido


Granulometra

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Procedimiento

La muestra de ensayo (previamente cuarteada) se pesa inicialmente en estado seco, y

luego se lava sobre el tamiz 0.08 mm. El residuo se seca y se pesa. Se determina la

cantidad de finos por diferencia de peso y se lleva a porcentaje.

Masas Mnimas de las Muestras, de acuerdo al Dn:

grava (40 mm) 5.000 g

gravilla (20 mm) 2.500 g

arena (5 mm) 500 g

Expresin de resultados

Calcular el contenido de material fino menor que 0,08 mm, segn:

A = B - C (%)

B

donde:

A = contenido de material fino menor que 0,08 mm

B = masa inicial de la muestra de ensaye seca

C = masa de la muestra de ensaye lavada y seca


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BALANZA DIGITAL


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HORNO


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CALCULOS Y RESULTADOS

Los valores obtenidos y los anlisis pueden representarse grficamente en tablas

y grficos donde se registran los resultados, como en la tabla siguiente obtenida

del MC volumen 8.

Las comparaciones de los resultados deben realizarse en relacin a tablas

granulomtricas definidas (ver tablas) para determinar el grado de cumplimiento

del rido analizado respecto a las especificaciones tcnicas para dicho material,

dependiendo del uso final dado, que puede ser como material de fundaciones

(arenas, sub bases y bases granulares, carpetas de rodaduras, mezclas asflticas,

hormigones, etc.


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BANDA GRANULOMTRICA PARA LA GRAVA

BANDA GRANULOMTRICA PARA LA ARENA


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CURVA GRANULOMETRICA:

Para poder comparar y visualizar ms fcilmente la distribucin de los tamaos, la

informacin obtenida del anlisis granulomtrico se presenta en forma de curva,

graficando las aberturas de los tamices en las abscisas (x) y los porcentajes

correspondientes a cada tamao en las ordenadas (y). La forma de la curva nos

indica la relacin entre los tamaos. Una curva empinada corresponde a una

graduacin uniforme (todas las partculas son aproximadamente del mismo

tamao).

DETERMINACIN DEL TAMAO MXIMO

La determinacin del tamao mximo de los ridos en el hormign importa para obtener

uniformidad en las mezclas, impermeabilidad y calidad en la textura superficial (evitar

porosidades, nidos de piedra, etc.)

Tamao Mximo Absoluto de un rido (Da). Corresponde a la abertura del menor

tamiz que deja pasar el 100% de la masa del rido.

Tamao Mximo Nominal de un rido (Dn). Corresponde a la abertura del tamiz

inmediatamente menor al Da, cuando por dicho tamiz pasa el 90% o ms de la masa del

rido. Cuando pasa menos del 90% el Dn se considera igual al Da.


Granulometra

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Ejemplo clculo de granulometra

1. Cuarteo.

TMA especificado (mm.) : TMA muestra de ensaye (mm) :

Peso muestra total (g) (A) :

Peso sobre tamao (g) (A) : Sobre tamao (%) ST= (B/A*100) :

2. Granulometria.

Peso muestra total seca a tamizar (Z) : 14976 (g)

2.1 Fraccin sobre malla 5 mm.

Peso seco inicial retenido en 5 mm. (D) : 7951 (g)

Peso seco lavado retenido en 5 mm. (D') : 7900 (g)

Peso (g)MI

(%)RI

(6")

(4")

(3")

(2 1/2")

(2") - - 100

(1 1/2") 92 0,6 99,4

(1") 735 4,9 94

(3/4") 1102 7,4 87,1

(1/2") - - -

(3/8") 4182 27,9 59,2

(N4") 1803 12 47,2

35 0,2 -% DE PERDIDA : = ((D' - SUMATORIA PESOS RETENIDOS + RESIDUOS)/D*100 =

MANUAL

DE

CARRETERASFORMULARIO TIPO DE GRANULOMETRIA DE SUELOS.

8.102.1.A

Jun-09VOL. N 8

Fecha:

Fecha de ensaye:

12,5

10

5

20

Certificado de ensaye N: 0001

Fecha de muestreo: 16-05-2012

Faja: derecha

Horizonte:

Camino: Camino perimetral

Muestra:

Cota:

Pasa

(%)

Abertura

mm.

RetenidoTamiz

Residuos

150

100

80

63

50

40

25


Granulometra

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Resultados

Para los porcentajes retenidos del material sobre 5mm (#4)

Ri = Mi x 100(%)

C + D

Para los porcentajes retenidos del material bajo 5mm (#4)

Ri = C x Mi x 100(%)

C (C + D)

Donde:

C : Masa de la fraccin bajo 5mm

C : Masa de muestra reducida por cuarteo de la fraccin bajo 5mm

Mi : Masa retenida en el tamiz i bajo 5mm

D : Masa de la fraccin sobre 5mm

2.2 Fraccion bajo malla mm.

Peso seco inicial pasa 5 mm (C):

Peso seco cuarteo pasa 5 mm (C'):

Peso seco cuarteo lavado pasa 5 mm (C''):

Peso (g)MI

(%)RI

(N 10) 79 6,4 40,8

(N 40) 231 18,7 22,1

(N 200) 177 14,3 7,8

8 0,6 7,2

Responsable ensaye :

VB Jefe Laboratorio:

MOP - DGOP - DIRECCION DE VIALIDAD - CHILE

Pasa

(%)

2

0,5

0,08

Retenido

Residuo% DE PERDIDA : = ((C' - SUMATORIA PESOS RETENIDOS + RESIDUOS)/C*100 =

7028

577

494

Lauro Maldonado

Abertura

mm.

Tamiz


Granulometra

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50; 100,00% 40; 99,39%

25; 94,48%

20; 87,12%

10; 59,20%

5; 47,16%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

110

Po

rce

nta

je q

ue

pas

a

Diametro partculas (mm)

Curva Granulomtrica


Granulometra

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BIBLIOGRAFIA:

- Manual de carretera Vol. 8

- Gua de Laboratorio de materiales Depto. de Ingeniera de Obras Civiles Universidad de

Santiago de Chile. Autor Lientur Guzmn Meza, Ao 2008.

- Norma Chilena NCh 165.

- Norma Chilena NCh 1223.

- Curso de Laboralista Vial clase B, del LNV.

AGRADECIEMIETOS:

- Marcos Olgun Vera, Laboratorista Vial clase A.

- Laboratorio Asesora Ingelog.

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