Morality Defined

WPTX: peso del picnómetro más agua a la temperatura del ensayo. WPWS: peso del picnómetro más agua más suelo

GWTX: gravedad especifica del agua a la temperatura del ensayo. NORMAS QUE RIGIERON EL ENSAYO

 ASTM D854-02: Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil. Solids by Water Pycnometer.

 NTP 339.131:1999 EQUIPOS Y ACCESORIOS

 Picnómetro o matraz con capacidad de 250ml. o 500ml ( ).

Fotografía N° 16 PICNOMETRO

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

 Balanza de 1200gr. de capacidad y 0.01gr. de sensibilidad.

 Bomba de vacío.

 Baño térmico con termostato, para control de temperatura.

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 Pipeta y frasco lavador.

 Termómetro con rango de 0.5° C.

 Agua destilada.

 Agentes químicos, tales como alcohol, éter, mezcla crómica. PROCEDIMIENTO GENERAL

 De la muestra preparada, se tomó de 25 a 50gr. de suelo, la cual fue pasada por el tamiz No.10, y previamente secada al horno a temperatura constante de 105 ± 5º C cuando la muestra de suelo era inorgánica, y a 60º C. cuando fueron suelos con presencia de materia orgánica.

 Se pesó el picnómetro, seco y limpio de grasa, en la balanza de 0.01gr. De sensibilidad.

 Se anotó este peso, como peso del picnómetro (Wp).

 De la muestra seleccionada, se colocó en el picnómetro mediante un embudo, entre 25 a 50gr. De suelo y se pesó. Se anotó este peso, como peso del picnómetro más suelo. (Wps)

 Se añadió agua destilada hasta tres cuartas partes de la capacidad del picnómetro, y se dejó en reposo durante unas 16 horas aproximadamente.

 El aire atrapado en el suelo, se expulsó siguiendo cualquiera de los siguientes procedimientos:

 A través de una bomba de vació, conectando el picnómetro mediante un tubo succionador, hasta que la suspensión hirvió a una temperatura más baja al disminuir la presión.

 Se colocó el conjunto de picnómetro-suelo en un baño térmico, calentándose hasta el punto de ebullición del agua.

 Se calentó cuidadosamente el picnómetro, en una plancha de calentamiento, hasta llegar al punto de ebullición del agua.

 No se utilizó llama directa sobre el picnómetro, tales como las provenientes de mecheros, ya que estas traían como consecuencia cambios bruscos en el volumen del picnómetro.

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Las muestras que se calentaron, se enfriaron a una temperatura ambiente,

luego se agregó agua destilada hasta la marca del aforo y se pesó.

 Se anotó este peso, como peso del picnómetro + agua + suelo. (Wpws).

 Una vez que se pesó el conjunto de picnómetro + agua + suelo, se introdujo el termómetro hasta el centro, y se midió su temperatura con apreciación de 0.1° C y se anotó ésta como la temperatura de ensayo (Tx).

CALCULOS Y RESULTADOS

 Se calculó el peso de los sólidos. A través de la siguiente formula: Ws = Wps – Wp

Donde:

Wps: peso del picnómetro más suelo. Wp: peso del picnómetro.

 De la curva de calibración del picnómetro, se obtuvo el peso del mismo con agua destilada (Wpt) hasta la marca del aforo y a la temperatura Tx del ensayo.

 Para 25° C, el peso del agua destilada fue de Wpt = 330.00 gr.

 La expresión Ws + Wpt - Wpws, representó el peso del volumen de agua desalojado por los sólidos, a la temperatura Tx del ensayo.

 Finalmente, se calculó la Gravedad Específica a través de la siguiente fórmula:

Ws

Gs = --- x Gw Ws + Wpt - Wpws

Donde:

WPTX: peso del picnómetro más agua a la temperatura del ensayo.

WPWS: peso del picnómetro más agua más suelo.

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4.5.5 ABRASION LOS ANGELES (L.A.) AL DESGASTE DE LOS

AGREGADOS

El ensayo tiene por objeto determinar la resistencia de un agregado grueso al desgaste los materiales que se usan en la adecuación y contracción de pavimentos deben ser resistentes a la abrasión ya que soportan grandes cargas y además.

La fricción producida por las llantas de los vehículos.

Del resultado de este ensayo se puede encontrar que mientras menor sea el valor el ensayo de desgaste mucho mejor y más resistente va a ser el material.

NORMAS QUE RIGIERON EL ENSAYO

 ASTM C – 131

 ASTM C – 535

 MTC E 207 – 2000

 AASTHO T – 96 APARATOS Y EQUIPOS

 Estufa, que pueda mantener una temperatura uniforme de 110 – 5 °C (230 – 9 °F).

 Máquina de los Ángeles.

Fotografía N° 17 MAQUINA LOS ANGELES

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 Tamices de los siguientes tamaños: 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, N°4, N°8 y un tamiz N° 12 para el cálculo del desgaste.

 Esferas de acero, de 46.38 a 47.63mm de diámetro de peso equivalente entre 390 a 444 gr.

 Horno capaz de mantener una temperatura de 110 +/- 5° C.

 Balanza que permita la determinación del peso con aproximación de 1 gr.

MATERIAL Y CARGA ABRASIVA A UTILIZAR

La carga abrasiva dependerá de la granulometría de ensayo, A, B, C o D, según se indica la siguiente tabla.

TABLA N° 4. 4 CARGA ABRASIVA

Granulometría de ensayo Número de esferas Peso Total g

A 12 5000 ± 25

B 11 4584 ± 25

C 8 3330 ± 20

D 6 2500 ± 15

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

La muestra consistirá en agregado limpio seco, separada por fracciones de cada tamaño y recombinadas con una de las granulometrías indicadas en la siguiente tabla.

TABLA N° 4. 5 PESO DE AGREGADOS

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

Pasa tamiz Retenido en tamiz Pesos y granulometrías de la muestra para ensayo (g) mm (alt.) mm (alt.) A B C D 37.5 (1 ½") -25.0 (1”) 1250 ± 25 25.0 (1") - 19.0 (¾") 1250 ± 25 19.0 (¾") - 12.5 (½") 1250 ± 10 2500 ± 10 12.5 (½") - 9.5 (3/8") 1250 ± 10 2500 ± 10 9.5 (3/8") - 6.3 (¼") 2500 ± 10 6.3 (1 ¼) - 4.75 (No. 4) 2500 ± 10 4.75 (No. 4) - 2.36 (No. 8) 5000 ± 10 TOTALES 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10 5000 ± 10

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PROCEDIMIENTO GENERAL

La muestra y la carga abrasiva correspondiente, se colocan en la máquina de Los Ángeles, y se hace girar el cilindro a una velocidad comprendida entre 30 y 33 rpm; el número total de vueltas deberá ser 500. La máquina deberá girar de manera uniforme para mantener una velocidad periférica prácticamente constante. Una vez cumplido el número de vueltas prescrito, se descarga el material del cilindro y se procede con una separación preliminar de la muestra ensayada, en el tamiz # 12. La fracción fina que pasa, se tamiza a continuación empleando el tamiz de 1.70 mm (No. 12). El material más grueso que el tamiz de 1.70 mm (No. 12) se lava, se seca en el horno, a una temperatura comprendida entre 105 a 110 °C (221 a 230 °F), hasta peso constante, y se pesa con precisión de 1 g. Cuando el agregado esté libre de costras o de polvo, puede eliminarse la exigencia del lavarlo antes y después del ensayo. La eliminación del lavado posterior, rara vez reducirá la pérdida medida, en más del 0.2% del peso de la muestra original.

CALCULOS Y RESULTADOS

% Desgaste = 100 (P1 - P2) / P1 P1 = Peso muestra seca antes del ensayo.

P2 = Peso muestra seca después del ensayo, previo lavado en tamiz de No. 12.

Fotografía N° 18 ENSAYO DE ABRASION LOS ANGELES

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4.5.6 PROCTOR MODIFICADO:

Según (JUAREZ BADILLO & RICO RODRIGUEZ), actualmente existen muchos métodos para reproducir, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo. Históricamente, el primer método, en el sentido de la técnica actual, es el debido a R. R. Próctor, y es conocida hoy en día como "Prueba Próctor Estándar". La prueba consiste en compactar el suelo en cuestión en cinco capas dentro de un molde de dimensiones y forma determinadas por medio de golpes de un pisón, que se deja caer libremente desde una altura especificada. Con este procedimiento de compactación, Próctor estudió la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial del agua en el suelo, encontrando que tal valor era de vital importancia en la compactación lograda. En efecto observó que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenían más altos pesos específicos secos y, por lo tanto, mejores compactaciones del suelo, pero que esa tendencia no se mantenía indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos obtenidos disminuían, resultando peores compactaciones. Próctor puso de manifiesto que, para un suelo dado y usando el procedimiento descrito, existe una humedad inicial llamada "óptima", que produce el máximo peso específico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactación.

La finalidad de este ensayo es determinar el contenido de humedad óptima para la cual se ensaya varias veces con distintas proporciones de contenido de agua en una determinada muestra de suelo.

También se calcula la máxima densidad seca de la muestra de suelo, esto para el ensayo de densidad de campo para conocer su porcentaje de compactación.

El propósito de un ensayo de compactación en laboratorio es determinar la curva de compactación para una determinada energía de compactación. Esta curva considera en abscisas el contenido de humedad y en ordenadas

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la densidad seca, ver Gráfico 4.1. A partir de ella, se podrá obtener la

humedad llamada óptima que es la que corresponde a la densidad máxima. Con estos resultados se podrá determinar la cantidad de agua de amasado a usar cuando se compacta el suelo en terreno para obtener la máxima densidad seca para una determinada energía de compactación. Para cumplir con este propósito, un ensayo de laboratorio debe considerar un tipo de compactación similar a la desarrollada en terreno con los equipos de compactación a especificar.

GRAFICO 4. 1 CURVA DENSIDAD VS HUMEDAD

Fuente: (SANCHEZ LEAL, Metodología racional para el análisis de densificación y resistencia de geomateriales compactados, 2002)

El agua juega un papel importante, especialmente en los suelos finos. Hay que hacer notar que cuando hablamos en este párrafo de suelos finos, no estamos refiriéndonos a suelos que contengan más de un 50% de finos, sino a la fracción fina que controla el comportamiento. Esta fracción fina, que puede ser para gravas sobre un 8% y para arenas sobre un 12% (JONEZ D. & HOLTZ W., 1973), lleva a limitar el uso de la densidad relativa y, por lo tanto, obliga a su remplazo por el ensayo de compactación. El agua en poca cantidad, se encuentra en forma capilar produciendo tensiones de compresión entre las partículas constituyentes del suelo que llevan a la formación de grumos difíciles de desintegrar y que terminan por dificultar la compactación. Mirando desde el punto de vista físico – químico,

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se produce uniones entre partículas difíciles de romper. El aumento del

contenido de humedad hace disminuir la tensión capilar – y a nivel físico – químico facilita la separación de las partículas – haciendo que una misma energía de compactación produzca mejores resultados en el grado de consistencia del suelo, representado por un menor índice de vacíos y un mayor peso unitario seco. Si por otra parte, el agua pasa a existir en una cantidad excesiva antes de iniciar la compactación, ella dificultara el desplazamiento de las partículas de suelo – debido a la baja permeabilidad del suelo y por ende a la dificultad de su eliminación – produciendo una disminución en la eficiencia de la compactación. En consecuencia, existirá para un determinado suelo fino y para una determinada energía de compactación, una humedad óptima para la cual esta energía de compactación producirá un material con densidad seca máxima.

Al compactar un suelo se persigue lo siguiente: a) Disminuir futuros asentamientos

b) Aumentar la resistencia al corte c) Disminuir la permeabilidad

Para asegurar una compactación adecuada deben realizarse canchas de prueba en terreno que permitirán definir los equipos de compactación más adecuados para esos materiales, los espesores de capa y numero de pasadas del equipo seleccionado para cumplir con las especificaciones técnicas de densidad seca.

El control de la obra final se realizara a través de determinaciones de los parámetros densidad seca y humedad de compactación de los rellenos colocados. Las especificaciones para la compactación en terreno exigen la obtención de una densidad mínima que es un porcentaje de la densidad máxima seca obtenida en el laboratorio. Una práctica común para numerosas obras es exigir a lo menos el 95% del Próctor Modificado. Cuando el ensayo incluye el reusó del material, la muestra es removida del molde y se toman muestras para determinar el contenido de humedad para

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luego desmenuzarla hasta obtener grumos de tamaño máximo aproximado

al tamiz #4. Se procede entonces a agregar más agua, se mezcla y se procede a compactar nuevamente el suelo en el molde. Esta secuencia se repite un número de veces suficiente para obtener los datos que permitan dibujar una curva de densidad seca versus contenido de humedad con un valor máximo en términos de densidad seca, y suficientes puntos a ambos lados de este. La ordenada de este diagrama se conoce como densidad máxima seca, y el contenido de humedad al cual se presenta esta densidad se denomina humedad óptima.

La tabla Nº 4.6 muestra resumidamente las características del equipamiento para la ejecución de este ensayo de laboratorio:

TABLA N° 4. 6 CARACTERISTICAS DEL EQUIPAMIENTO

Método (Design ación ASTM) (Design ación AASTH O) Energía ft-lbf/ft3 Peso del pisón (Kg.) Altura de caída libre (cm) Diámetr o del molde (cm) Volume n del molde (L) Número de capas Número de golpes por capa Límites del tamaño superio r de partícul as PS D- 698* (A) T-99 (A) 12375 2.5 30 10 0.94 3 25 No. 4 (B) (B) 12375 2.5 30 10 0.94 3 25 No. 4 ( C) ( C) 12320 2.5 30 15 2.12 3 56 3/4" PM D- 1557' (A) T-180 (A) 56250 4.5 46 4 0.94 5 25 No. 4 (B) (B) 56250 4.5 46 4 0.94 5 25 No. 4 ( C) ( C) 56000 4.5 46 15 2.12 5 56 3/4" Fuente: (http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/a_labgeo/labgeo33_p.pdf, s.f.)

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NORMAS QUE RIGIERON EL ENSAYO

 ASTM D698-00: Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characyeristics of Soil Using Standard Effort (12.400ft-lbf/ft (600KN- m/m3)).

 ASTM D1557-02: Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56.000 ft-lbf/ft3 (2.700KN-m/m3))

 NTP 339.141:1999

 MTC E 115-2000 EQUIPOS Y ACCESORIOS

 Moldes de metal donde se compactó el suelo, de dimensiones especificadas.

 Martillos metálicos en donde se compactó el suelo, de dimensiones especificadas.  Balanza de 20Kg. y sensibilidad de 1gr.  Balanza de 2 Kg. y sensibilidad 0.01gr.  Gato hidráulico.  Cilindro graduado de 1000 ml.  Frasco lavador.  Tamices No.4 y ¾”.

 Recipientes (ponchera) de capacidad suficiente para mezclar.

 Escudillas o cápsulas de 200gr., de capacidad.

 Cucharones, espátulas, martillo con mazo de goma, guantes de goma.

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Fotografía N° 19 EQUIPOS NECESARIOS PARA PROCTOR MODIFICADO

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA

 TAMAÑO DE LA MUESTRA

El tamaño de la muestra se determinó, utilizando tamices ¾”, ¼”, Nº 4, Nº 10, Nº 40, Nº 60 y Nº 200

PROCEDIMIENTO GENERAL

 Se pesó el molde con la base, y se anotó éste. (ver foto N° 20)

Fotografía N° 20 PESO DE LA MUESTRA PARA PROCTOR MODIFICADO

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 La muestra se colocó en el recipiente de mezclado, y se le agregó un cierto volumen de agua, el cual se calculó con respecto al peso total de la muestra.

 El incremento de agua fue de 2% ya que contenía suelos cohesivos. En caso contrario se utilizaría 1%.

 Determinado el volumen de agua a usar, se le agregó al suelo y se distribuyó uniformemente.

 Con el cucharón, se mezcló el suelo y el agua, realizando una distribución uniforme del agua en el suelo.

 Luego se comenzó a mezclar, con guantes de goma, y se le dio una repartición más uniforme a la humedad. (Ver foto N° 21)

Fotografía N° 21 MEZCLADO DE MATERIAL PARA LA HOMOGENIZACION

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

 Se dejó el material 18 hr. Para lograr su homogenización con la cantidad de agua

 Se colocó una cierta cantidad de suelo húmedo en el molde, de tal forma que después de compactado se produjera una capa, cuyo espesor fuera igual a latercera o quinta parte de la altura del molde sin collarín, según el método que se utilizó.

 El suelo restante en el recipiente, fue cubierto con un paño húmedo, para evitar pérdida de humedad por evaporación.

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 La capa de suelo se compactó, dando un número de golpes especificado, con el martillo y altura de caída según el método que se empleó. (Ver foto N° 22)

Fotografía N° 22 COMPACTACION CON EL MARTILLO DE PROCTOR

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

 Se retiró el collarín del cuerpo del molde, y se enrasó con la regla metálica, el material excedente sobre la parte superior del molde. (Ver foto N° 23)

Fotografía N° 23 ENRASADO DE MATERIAL EN EL MOLDE DE PROCTOR MODIFICADO

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 Para lograr una superficie plana horizontal y continua, se colocó del material sobrante, una porción pasante por el tamiz No.4.

 Sobre la superficie del suelo compactado, se colocó la regla metálica y se le dio unos golpes con el martillo de goma, para integrar el nuevo suelo a la capa compactada.

 El molde y la base se limpiaron bien, retirando todo el excedente de suelo enrasado, y se pesaron en la balanza de 20Kg. y sensibilidad de 1gr.

 Se anotó este peso, como peso del molde + suelo húmedo compactado.

 Luego, con ayuda del gato hidráulico, se extrajo del molde el suelo compactado.

 Se colocó el espécimen en un recipiente limpio y se disgregó.

 Se tomó una porción representativa de suelo, y se pesó en la balanza de 0.01gr. De apreciación, luego se determinó el contenido de humedad del suelo compactado. Se procedió a anotar estos datos. (Ver foto N° 24)

Fotografía N° 24 TOMA DE DATOS PARA PROCTOR MODIFICADO

Fuente: ELABORACION PROPIA, 2015

 La compactación se prosiguió, adicionándole la humedad correspondiente a las porciones restantes de material, siguiendo el mismo procedimiento descrito anteriormente.

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