Índice

Introducción…………………………………………………………………

Objetivo………………………………………………………………………….

Generalidades………………………………………………………………………….

Materiales y equipos……………………………………………………………

Procedimiento…………………………………………………………………………

Datos recopilados …………………………………………………………………

Formulas y cálculos……………………………………………………………….

Conclusiones……………………………………………………………………………

Recomendaciones………………………………………………………………………

Bibliografía…………………………………………………………………………..

Anexos………………………………………………………………………………

INTRODUCCION

El presente informe se encuentra basado en el ensayo de laboratorio realizado el 05 de Noviembre del 2015, en el horario de 08:00 am - 09:40am, en las instalaciones del laboratorio de suelos UNI-RUPAP el cual lleva por título: “Ensayo de compactacion (proctor modificado)”.

En cada una de las obras de construcción, es de gran importancia tener bien definidas las propiedades

que tiene el suelo ya que este es la base sobre la cual se realizara el proyecto. En muchos casos dichas

propiedades no cumplen con lo que buscamos en ellas, sin embargo, se pueden realizar alteraciones en

estas para poder obtener las propiedades satisfactorias.

Una opción que nos permite tener características de suelo que nos sirvan para nuestra construcción es la

de la sustitución de terreno por uno de propiedades ideales. Sin embargo este es un procedimiento de

alto costo, por lo que en muchos casos se deben buscar otras soluciones con el suelo que tenemos.

La compactación es un procedimiento que nos permite mejorar el funcionamiento del suelo que

tenemos en nuestro terreno. Este mejora propiedades como la resistencia al esfuerzo cortante, densifica

el suelo y reduce los asentamientos al igual que la permeabilidad. Este es de menor costo, sin embargo,

no en todos los casos es factible el uso de esta técnica de mejoramiento del suelo.

Es importante obtener la curva de compactación, y por medio de esta una humedad optima, para lograr

alcanzar el máximo grado de compactación. Las pruebas que se realizan en los laboratorios nos generan

una idea muy cercana de la humedad optima de nuestro terreno, esto en el caso de que se realicen

correctamente los procedimientos de obtención y preparación de la muestra con el objetivo de que se

obtenga lo más representativa posible.

OBJETIVOS

Objetivo General:

Determinar la humedad optima de compactación de un suelo, con la cual se alcanzara la máximacompacidad, con el fin de evitar asientos una vez puesta en servicio la obra.

Objetivo Especifico:

Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizarel Ensayo Proctor Modificado.

Determinar, en un suelo o capa granular, la relación entre la densidad seca y la humedad para una energía de compactación y definir la densidad seca máxima y su humedad correspondiente, denominada óptima, la cual se necesita para realizar una buena compactacion del suelo.

Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones, tablas y gráficos, de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.

GENERALIDADES

La compactación consiste en un proceso repetitivo, cuyo objetivo es conseguir una densidad específica para una relación óptima de agua, al fin de garantizar las características mecánicas necesarias del suelo. En primer lugar se lanza sobre el suelo natural existente, generalmente en camadas sucesivas, un terreno con granulometría adecuada; a seguir se modifica su humedad por medio de aeración o de adición de agua y, finalmente, se le transmite energía de compactación por el medio de golpes o de presión. Para esto se utilizan diversos tipos de máquinas, generalmente rodillos lisos, neumáticos, pie de cabra, vibratorios, etc., en función del tipo de suelo y, muchas veces, de su accesibilidad.

Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de compactación, lo cual asegurará las propiedades necesarias para el proyecto de fundación. Esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere, con una energía de compactación dada, para obtener la densidad seca máxima que se puede conseguir para un determinado suelo. La humedad que se busca es definida como humedad óptima y es con ella que se alcanza la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Se define igualmente como densidad seca máxima aquella que se consigue para la humedad óptima.

Es comprobado que el suelo se compacta a la medida en que aumenta su humedad, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo, cuya humedad es la óptima. A partir de este punto, cualquier aumento de humedad no supone mayor densidad seca a no ser, por lo contrario, uno reducción de esta.

El ensaye de Proctor modificado se crea al crearse también equipos compactadores más pesados que se usan en la pavimentación de carreteras y aeropuertos.

Debido al rápido desarrollo en los equipos de compactación de campo, laenergía de compactación en la prueba Proctor estándar empezó a nolograr representar en forma adecuada las compactaciones mayores quepodían lograrse con dicho nuevo equipo.

Esto condujo a una modificación en la prueba, aumentando la energía decompactación, de modo que conservando el número de golpes por capas se elevo el número de capas de 3 a 5, aumentando al mismo tiempo elpeso del pisón y la altura de caída del mismo, siendo el molde es el mismo que el de la prueba estándar.

Esta nueva versión revisada se la llama normalmente como la pruebaProctor modificado (ASTM D-1557 y AASHTO T-180). A continuación se describirán todas sus especificaciones y procedimiento de compactación.

La prueba Proctor modificado es la más utilizada para la compactación en laboratorio, teniendo tres variantes en el método, que varían en función del porcentaje de tamaño de partículas presentes en la muestra de suelo. La prueba Proctor modificado al igual que la Proctor estándar se utilizap a r a d e t e r m i n a r e l p e s o e s p e c í f i c o s e c o m á x i m o y e l c o n t e n i d o d e humedad óptimo. Este ensayo se aplica solamente a suelos con menosdel 30 % en peso de partículas retenidas en el tamiz de 19 mm.

la prueba Proctor modificado, se utiliza el mismo molde conun volumen de 2092 cm3

como en el caso de la prueba Proctor estándar, Sin embargo, el suelo es compactado en cinco capas por un pisón que pesa 4.54 ± 0.01 kg, la caída del pisón es 457.2 ± 1.6 mm, la cara degolpe del pisón tiene un diámetro de 50.8 ± 0.25 mm. El pisón debe ser reemplazado cuando el diámetro de la cara de golpe es desgastado oexpandido en 12 mm.El número de golpes del pisón para cada capa varia entre 25 hasta 56 depende al metodo utilizado.

El pisón debe estar equipado con un tubo que le permita desplazarse en la caída con facilidad, el tubo debe tener al menos cuatro agujeros en cada extremo espaciados 90º entre sí, el diámetro mínimo de estos agujeros esde 9.5 mm.

Debido a que aumenta la energía de compactación, los resultados de laprueba Proctor modificado aumentan en el peso específico seco máximo del suelo. El aumento en el peso específico seco máximo es acompañado por una disminución del contenido de humedad óptimo.

Las tres variantes en el método de compactación Proctor modificado, varíanen algunas especificaciones que se resumen en la tabla que se presenta acontinuación:

El método de compactación se elige en función del porcentaje de tamaño departículas presentes en la muestra de suelo. Para la selección del método decompactación el suelo debe ser tamizado a través de los tamices ¾ plg, 3/8plg y Nº4.

Método A:utiliza como material de compactación el suelo que pasa por el tamiz Nº 4. Es aplicado a suelos con un porcentaje menor al 20 % de material retenido en el tamiz Nº 4.

Método B:utiliza como material de compactación el suelo que pasa por el tamiz 3/8 plg. Es aplicado a muestras de suelo con un valor mayor al 20 % dematerial retenido en el tamiz Nº 4 y con un valor menor al 20 % de materialretenido en el tamiz 3/8 plg.

Metodo C:Utiliza como material de compactacion el suelo que se retiene por el tamiz Nº 4.

Método D:utiliza como material de compactación el suelo que pasa por el tamiz 3/4 plg. Es aplicado a muestras de suelo con un valor mayor al 20 % de material retenido en el tamiz 3/8 plg y con un valor menor al 30 % del material retenido en el tamiz 3/4 plg.

Beneficios de la compactación

Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar cargas mayores debido a que las partículas mismas que soportan mejor.

Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales). Donde el hundimiento es mas profundo en un lado o en una esquina, por lo que se producen grietas o un derrumbe total.

Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.

Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado seria el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.

Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. Esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche, y a la vez, las paredes y losas del piso se agrieten. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.

Diferencia entre Proctor Estándar y Modificado

La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado es la energía de compactación usada.

En el Normal se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30 centímetros, compactando la tierra en 3 camadas con 25 golpes y, en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5 camadas con 25 - 56 golpes.

EQUIPOS

Molde de compactacion:

Los moldes deberán ser cilíndricos de paredes sólidas fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades mostradas másadelante. Deberán tener un conjunto de collar ajustableaproximadamente de 60 mm (2 3/8") de altura, que permita lapreparación de muestras compactadas de mezclas de suelo conagua de la altura y volumen deseado. El conjunto de molde y collardeberán estar construidos de tal manera que puedan ajustarselibremente a una placa hecha del mismo material.

Martillo de compactacion (piston):

Un martillo metálico que tenga una cara plana circular de 50.8 ±0.127 mm (2 ± 0.005") de diámetro, una tolerancia por el uso de 0.13mm (0.005") que pese 2.495 ± 0.009 kg (9.5 ± 5.5 lb.). El martillo deberá estar provisto de una guía apropiada que controle la altura de la caída del golpe desde una altura libre de 304.8 ± 1.524 mm (12.0 ±0.06" ó 1/16") por encima de la altura del suelo. La guía deberátener al menos 4 agujeros de ventilación, no menores de 9.5 mm(3/8") de diámetro espaciados aproximadamente a 90° y 19 mm (3/4") de cada extremo, y deberá tener suficiente luz libre, de tal manera que la caída del martillo y la cabeza no tengan restricciones.

Horno:

para secar el material

Balanza:

Sirve para pesar el material y diferentes tipos de recipientes.

Bandejas:

Es allí donde se deposita el material a analizar.

Tamices:

para cribar el material.

Probeta Graduada:

Material de que se utiliza para medir la cantidad de agua para saturar el suelo.

Taras:

Recipientes que sirve para poner muestra de suelo y llevar al horno para hallar el contenido de humedad.

PROCEDIMIENTO

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

1. De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es conveniente ponerle una humedad menor.

2. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente.

3. Pese el molde cilíndrico y anote su peso.

4. La muestra preparada se coloca en el molde cilíndrico en cinco (5) capas, llenándose en cada capa aproximadamente 1/5 de su altura y se compacta cada capa de la forma siguiente:

Se coloca el pistón de compactar con su guía, dentro del molde; se eleva el pistón hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una caída libre de 45.7 cms., se cambia de posición la guía, se levanta y se deja caer nuevamente el pistón. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la guía de manera que con 25 o 56 (según el método) golpes se cubra la superficie. Esta operación de compactación se repite en las cinco capas del material.

5. Al terminar la compactación de las tres capas, se quita la extensión y con la regla metálica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.

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

7. Con ayuda del extractor de muestra se saca el material del molde y de la parte central del espécimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa en la balanza de 0.1 gr, se sensibiliza anotando su peso. (Peso húmedo).

8. Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110º C por un período de 24 horas, transcurrido este período determínese el peso seco del material.

9. El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua hasta obtener un contenido de humedad del 4 al 8% mayor al anterior.

10. Repita los pasos del 2 al 9 hasta obtener un número de resultados que permitan trazar una curva cuya cúspide corresponderá a la máxima densidad para una humedad óptima.

11. El calculo se realiza de la siguiente manera:

CONCLUSIONES

La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades algunos suelos que se utilizan en obras de construcción.

El ensayo de Proctor modificado nos ayuda a representar en el laboratorio las técnicas de compactación utilizadas en campo.

Conocer el contenido de humedad optimo es de mucha importancia ya que es de gran utilidad a la hora de buscar una solución para mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo.

RECOMENDACIONES

La balanza debe estar bien calibrada.

Los equipos a utilizarse deben estar limpios y secos, para evitar polvo y humedad (aparte del agua que se vertera en la muestra).

La rapidez de la homogenizacion garantiza la estabilidad de la humedad deseada, pero esto no interviene en la malaelaboracion del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de humedad actual.

Al momento de compactar la guia del piston debe de mantenerse ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si este es soltado, remueve o taja el material.

Para sacar las muestras, se saca el molde de su soporte y se golpea en la mustra compactada, hasta que esta se afloje y se retire en forma cilindrica, luego se procede a abrirla por la mitadpara obtener la muestra intermedia.

Cada muestra obtenida para la obtencion del contenido de humedad real, debe llevarse rapidamente al horno, puesto que este pierde facilmente su humedad cuando esta expuesto al aire.

BIBLIOGRAFIA

Guía de laboratorio de mecánica de suelos (Ing. Marvin Blanco).

http://es.slideshare.net/carlosismaelcamposguerra/laboratorio-ensayo-proctor-afirmado

http://www.galeon.com/geomecanica/cap14.pdf

https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/3779573409891/SuelosCompTeoPrat.pd

http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/15/cap14.pdf

http://www.slideshare.net/ERaCC1/compactacion-de-suelos-15469536

ANEXOS