Granulometría

Introducción

Un suelo consiste de una unión de partículas discontinuas que varian en forma y en tamaño.el objeto de un anailisis de tamaño de partículas es agrupar estas en rangos separados de tamaños y asi deterinar las proporciones relativas, en base a peso seco,de cada rango de tamaño. A los analisi de tamaños de partículas en ocaciones se les denomina ensayos de distribución de partículas, y en otros ensayos de análisis mecanico. Con el propósito de separar y clasificar el amplio rango de partículas que componen un suelo, dos son los procedimientos utilizados y completamente diferentesestos son los procedimientos por tamizados y por sedientacion. El procedimiento por tamizado es usado para partículas como grava y arena gruesa(partículas mayores de 0.075 mm), las cuales pueden ser separadas en rangos de tamaño diferente empleando una serie de tamices con orificios de abertura estándar, por lo tanto con este procedimiento se determinan los tamaños y distribución de partículas mayores de 0-075 mm(tamiz. No 200). El procedimeinto por sedimentación es usado para determinar el tamaño y distribución de partículas de partículas que pasasn el tamiz.No 200(limos y arcillas). En este procedimiento las mediciones se hacen muestreando una suspensión con una pipeta especial(método de la pipeta) o por determinar su densidad con un hidrómetro especial(método del hidrómetro). Para suelos que se componen de partículas gruesas(gravas y arenas) y finas(limos y arcillas),ambos procedimeints tamizados y sedimentación pueden ser realizados sobre el mismo suelo, si esque se requiere de un análisis de tamaño de particula completo. Conmunmente cuando ambos procedimeintos son realizzdos el anaisis es denominado análisis combinado. En esta practica se determina la distribución de partículas y se clasificacn por tamaño empleando el método por tamizado.

El procedimeinto tamizado se determina la proporción relativa en base a peso seco de los varios tamaños de partículas presentes en una muestra de suelo. El principio se ilustra al situar una muestra de suelo no cohesivo de peso conocido, en el tamiz superior de un juego de tamices arreglados en orden descendente de tamaño de abertura. El juego de tamices es sacudido en una maquina para sacudimiento de tamices, de tal manera que el suelo pase a través de los tamices, la masa retenida en cada tamiz se registra. De estos datos se calcula la masa pesando de cada tamiz. El periodo de sacudimiento normalmente se considera de 10mn, sin embargo depende del tamaño de la muestra y tipo de material, muestras grandes requieren de periodos mayores que muestras pequeñas, muestras de material grueso requieren periodos de tiempo mas cortos que materiales mas finos y del miso peso.

Las partículas que queden retenidas en las aberturas de la malla del matiz no deben ser reforzadas a pasar , pero se deben de quitar con una brocha empujando de la cara inferios del tamiz hacia afuera.

Nódulos y terrones se pulverizan con el propósito de no alterar el análisis del tamaño de partículas y que este sea valido.

Definiciones

Granulometría : consiste en separar y clasificar por tamaño las partículas qwue componen el suelo.

Análisis de tamaño de partículas: expresa cuantitativamente las proporciones en base a peso seco al horno los varios tamaños de partículas presentes en el suelo.

Tamaño de particula:es comúnmente dado en términos de diámetro equivalente de particula. Por ejemplo de acuerdo con el sistema de clasificación de partículas por tamaño British Standard, se tienen los diámetros siguientes.

Tabla 1: tamaño de partículas de acuerdo con el sistema British Standard.

Tipo de partícula DescripciónGrava Particulas de 60 a 2mmArena Partículas de 2 a 0-06 mmLimo Partículas de 0.06 a 0.02 mmArcilla Partículas menores de 0.002 mmFinos Partículas que pasan a través del matiz con

aperturas de orificio de 63 μm de diámetro.

Cuarteo: se refiere al proceso de obtener una pequeña pero representativa porción de una muestra grande de material cohesivo. la muestra es dividido en cuartos por un procedimiento estándar (circulo dividido en cuatro cuadrantes), dos de los cuales son separados. Esto reduce el tamaño de la muestra por la mitad. El proceso se repite hasta asta que se obtiene un tamaño de muestra deseado.

Tamiz: consiste en un anillo metalico, usualmente hecho de cobre, cuyas dimensiones son típicamente 2 pulg de profundidad y 8 pulg de diámetro, con una malla de alambre en el fondo. Se le da un numero que corresponde al numero de aberturas por pulgada lineal de la malla, por ejemplo el tamiz No 4 tiene cuatro aberturas por pulgada.

Juego de tamices: estante de tamices arreglados en orden descendente de tamaño de abertura pero en orden ascendente de No de tamiz.

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IV. Selección del procedimeinto:

En la sellecion del procedieminto a utilizar para determinar la distribución del tamaño de partículas, se debe considerar los factores siguientes:

1.-tamaño de as partículas mas grandes

2.- rango de tamaño de partículas

3.-caracteristicas del suelo

4.- estabilidad de los agragados del suelo.

El factor No 1 detrmina el tamaño de la muestra requerida. El factor N2 detremina el método a ser empleado, ya sea en análisis por tamizado o el análisis por sediemntacion.

V cantidad de material para el ensayo

VI

VII. material

1.- juego de mallas o tamices

2.-agitador de tamices eléctrico

3.-balanza con capacidad de 4 000 gr y aproximación de 0.1 gr

4.-muestra del material a analizar

5.-charola

6.-cuchara de albañilería

7.-cepillo de cerdas suaves

8.-vaso de alumnio

9.-horno eléctrico

VIII procedimiento

Son dos etapas que se deben considerar 1) preparación de la muestra, y 2) aplicación del método seleccionado.

1.- Preparación de la muestra

1.1.- secado de la muestra

El secado de la muestra se realiza con la finalidad de eliminar el agua que contenga. Para ello es conveniente vaciar el material (aproximadamente entre 15 a 20 kg) en una charola y

posteriormente se expone al sol, también se puede utilizar un horno eléctrico sometiendo la muestra a una temperatura no mayor de 60º C .

1.2 disgregacion

Consiste en dospersar los agragados que forman las partículas bajo condiciones naturales. La disgregación se lleva a cabo con un mazo de madera(5 cm de espesor, 10 cm de largo y un kg de peso). Se golpea la muestra dejando caer el mazo desde un material por la malla No 4. Tanto los agregados retenidos como los que pasan , se deben seguir dispersando. Finalmente se recoge todo el material mezclado entre si para proceder con el cuarteo.

1.3 cuarteo.

Cuando la muestra ha sido dispersada y mezclada homogéneamente, se efectúa el cuarteo. Para ello, se le da una forma de cono truncado, y en seguida se golpea la parte superior con la cuchara de albañilería, expandiendo de manera circular la muestra. Entonces se procede a dividir la muestra en cuatro cuadrantes, de los cuales se toman los dos opuestos. El cuarto se sigue efectuando hasta obtener una muestra de aproximadamente 2 kg.

2.- Análisis por tapizado (procedimiento vía seca)

2.1 de manera representativa cuarteada se toman 2 Kg de material los cuales se pesan en una balanza con capacidad de 4000 kg.

Imagen.

2.2 la separación de las partículas se lleva a cabo en dos etapas. En la primera se utiliza un juego de tamices de 3 pulg, 2 pulg, ¾ pulg, ½ pulg, 3/8 plug y No. 4. En la segunda se utiliza un juego de tamices de números 10, 20, 40, 60, 100 y 200. Por lo anterior, en primer lugar la muestra del material de 2kg se hace pasar por el tapiz No. 4.

2.3 para la primera etapa, el juego de tamices se ordena en orden descendente de abertura, quedando el de 3 pulg en la parte superior y el No. 4 en la parte inferior ubicado sobre una charola. El material retenido en la malla No.4 se ubica en el tamiz de 3 pulg, en seguida se pone una tapa sobre este último tamiz.

Imagen….

2.4 en seguida sse procede a realizar el tamizado con movimientos rotativos horizontales, ya sea en forma manual o con un equipo vibratorio mecanico(Ro-tap)durante un tiempo aproximado de 10 minutos.

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2.5 se deposita el material de cada tamiz en una hoja de papel previamente tarada, y por separado. Las partículas que queden retenidas en la malla de alambre de cada tamiz no deben

forzarse a pasar a través de ella, se deben quitar con una brocha o cepillo, depositándolas en la fracción retenida. Vibrador.

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2.6 se pesa el material retenido en cada malla(masa parcial retenida)

Imagen….

Cuadro….

Cuadro….

Obtenga los parámetros de Allen Hazen; obtenga el porciento de arena, grava y finos.

2.8 el material que quedo en la charola se junta con el material que fue separado con anterioridad por el tamiz No.4, y se pesa todo junto. En seguida se procede a cuartear el material. Para ello se forma un con truncado, se presiona con la cuchara para formar un circulo, el cual es dividido en cuatro cuadrantes. Se toman los dos diagonalmente opuestos y así cuarteando hasta obtener una muestra de aproximadamente 200 gr.

Imagen….

2.9 la muestra de 200 gr se somete a un proceso de lavado. Para ello se vacía en un bote de aluminio, al cual se le incorpora agua destilada. Se agita la suspensión aproximadamente durante un minuto. Se hace pasar la suspensión por el tamiz No 200. Lo que queda retenido nuevamente se pone en el bote de aluminio. Nuevamente se le incorpora agua destilada se agita la suspensión, se hace pasar el tamiz No. 200.El material nuevamente retenido e el tamiz No.200 se pone en el bote de aluminio. El proceso se repite hasta que la suspensión quede transparente.

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2.10 la muestra lavada se pone a secar en el horno eléctrico por un tiempo de 24 hras. Después de este periodo la muestra seca se hace pasar por el juego de tamices números: 10, 20, 40, 60, 100 y 200 y se procede de manera similar a como se hizo en la primera etapa, repitiendo los pasos 2.4, 2.5, 2.6 y 2.7.

2.11 CALCULOS