2. 1. OBJETIVOS
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Objetivo General
• Determinación de la densidad del suelo con el método del cono de arena, para la toma y cálculos de
datos como densidad seca y contenido de humedad.
Objetivos Específicos
• Conocer el procedimiento del método del cono de arena y así mismo familiarizarnos con los equipos
utilizados en el ensayo.
• Resolver los ejercicios planteados utilizando los conceptos aprendidos en clase y en la resolución del
laboratorio.
3. 2. INTRODUCCIÓN
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El Cono de Arena, es un método que nos ayudará con el cálculo de la densidad del suelo con el que
vamos a trabajar, debemos tener en cuenta este ensayo por su grado de practicidad ya que puede ser
realizado en el lugar donde se trabajará (In situ).
El ensayo nos dará por valores de densidad de nuestro terreno, estos valores deben tener congruencia
con los valores que nos ofrezcan las pruebas de cimentación. Algo importante a tener en cuenta es que
cualquier resultado obtenido debe satisfacer correctamente con las especificaciones técnicas que
responden a Grados de Compactación, pruebas de humedad y densidad; después de comparar los
resultados obtenidos con los esperados podemos así determinar la calidad del suelo, y así saber si el
suelo está en óptimas condiciones para su uso o si debe ser reforzado con alguna técnica que mejore
sus características.
4. 3.NORMAS DE REFERENCIA
FINALIDAD Y ALCANCE
Este ensayo abarca los procedimientos de compactación
usados en Laboratorio, para determinar la relación entre
el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos
(curva de compactación) compactados en un molde de
101,6 ó 152,4 mm (4 ó 6 pulg) de diámetro con un pisón
de 44,5 N (10 lbf) que cae de una altura de 457 mm (18
pulg), produciendo una Energía de Compactación de
(2700 kN-m/m3 (56000 pie-lbf/pie3)).
Título de la presentación 4
• NORMA ASTM D1557
• Ensayo Proctor
• Ensayo de Proctor modificad
• Determinación del Peso en
Seco
• MTC E 115
5. 4.VOCABULARIO
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Densidad seca: Se define como el proceso mecánico mediante el cual se disminuye la cantidad de huecos en una
masa de suelo.
Densidad húmeda: La densidad húmeda se evalúa en función de la masa total de suelo dividida por el volumen
del cilindro muestreador que es igual al volumen de la muestra; es decir, la ρh incorpora la
humedad de la muestra, la cual debería ser la de uso en el agro, ya que los suelos agrícolas deben estar
húmedos.
Contenido de humedad: Es la cantidad de agua contenida en un material, medida sobre la base de análisis
volumétricos o gravimétricos.
Compactación: Proceso por el cual un esfuerzo aplicado a un suelo causa densificación a medida que el aire se
desplaza de los poros entre los granos del suelo.
Tamizar: El tamizado o cribado es un método mecánico para separar dos sólidos formados por partículas de
tamaños diferentes. Consiste en pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz.
6. 5. RESUMEN DEL ENSAYO
Título de la presentación 1/2/20XX 6
El ensayo del cono de arena se realizará normalmente en la superficie del terreno que se quiera
analizar, entonces se procederá a perforar el terreno humedecido a aproximadamente unos 15 cm,
la dimensión del diámetro es equivalente a la abertura de la placa base del cono metálico, por lo
general de 4 pulgadas. Una vez hecha la perforación procederemos a retirar el material atrapado sin
tener pérdidas de material, pues el peso de esta muestra debe alejarse lo más posible al error
puesto qué se utilizará para cálculos como la Densidad Seca.
Después procedemos a hallar el volumen de la perforación, y esto lo hacemos usando arena
estandarizada para llenar la perforación mencionada producida en el terreno, así es como el ensayo
nos otorga una forma de comparar las densidades in situ y en el laboratorio, de esta forma
obtenemos valores como el Grado de Compactación.
7. 6. EQUIPOS Y MATERIALES
Molde Proctor. Base metálica para el
cono.
Balanza de aproximación
de 1 gram
Título de la presentación 1/2/20XX 7
9. 7. TIPO DE MUESTRA Y PROCEDENCIA
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La muestra utilizada es de tipo balasto de relleno
comúnmente encontrada en canteras y generalmente
utilizada como material de relleno, y su procedencia está
ubicada a un costado de la cancha de futbol de la
universidad de sucre a 12 m del desagüe de las canchas.
10. 8. PROCEDIMENTO
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• Primeramente obteniendo los pesos del cono, con la
arena a utilizar, de todos los recipientes que se
utilizarán en el ensayo y que serán necesario estos
datos para más adelante
• Se llevó el cono y los materiales al campo necesarios
para desarrollar correctamente el ensayo, donde se
realizará la toma y obtención de datos en el lugar
escogido previamente, para así ser trabajados en el
informe.
11. PROCEDIMIENTO
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• Se ubicó la placa base en el suelo y se comienza a hacer
una perforación, teniendo como guía el agujero interior de la
placa. Todo el material que se saque de la perforación se
coloca en una bolsa plástica o en un depósito y se pesa.
• Se rompió el suelo con el cincel, a través de la placa,
para obtener la muestra que se trabajará durante el
desarrollo de todo el ensayo.
• Se removió la muestra con mucho cuidado y precaución para
no alterar la muestra y obtener resultados verdaderos y
precisos además sin perder material con el que se realizará
el informe.
12. PROCEDIMIENTO
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• Continuando con el ensayo se abrió la llave del cono para dar paso a la
arena que, en cuanto llenó elhueco, dio paso al cerramiento de la llave.
• Se levantó el cono del sitio donde se realiza la prueba para llevar a tomar
su peso de nuevo con los cuidados necesarios.
• Debido al costo de la arena, se recoge de la perforación que se realizó
para después tamizar ylavar para poderla usar de nuevo.
• Se repite el proceso de pesado al equipo con la arena que quedo en el
depósito previniendo que se altere la muestra y por consiguiente los
resultados.
• La muestra de suelo extraída fue pesada, horneada y nuevamente pesada.
13. 13
9. RESULTADOS
Determinación de la Densidad de la Arena
DESCRIPCION DATOS
Masa del Molde Cilíndrico + Arena (gr) 9.744,00
Masa del molde Cilíndrico (gr) 7.590,00
Masa de la Arena Contenida en el Cilindro (gr) 2.154,00
Volumen del Cilindro (D=10 cm & L=20 cm) (m3) 0,00157
Densidad de la Arena (Kg/m3) 1.371,97
Datos Obtenidos del Ensayo del Cono de Arena
DESCRIPCION MASA (Gramos)
Masa del suelo Extraído del Hueco (Mm) 2.412,0
Masa Equipo + Arena (mi) 9.730,0
Masa Equipo - Masa de la Arena en el cono 8.318,0
Masa de la Arena en el Cono (Ma.cono) 1.412,0
Masa Equipo + Arena final (mf) 6.582,0
Masa de la arena en el hueco 1.736,0
TABLA 1
TABLA 2
14. RESULTADOS
14
TABLA 3
Determinación del Contenido de Humedad del suelo extraído del hueco
DESCRIPCION DATOS
Masa de la lata (gr) 31,5
Masa de la lata + suelo húmedo (gr) 98,6
Masa del suelo húmedo (gr) 67,1
Masa del suelo seco + lata 90,5
Masa del suelo seco (gr) 59,0
Masa del agua evaporada (gr) 8,1
Contenido de humedad (%) 13,73%
15. 13. OBERVACIONES
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Generalmente es deseable contar con una arena uniforme o de un solo tamaño para
evitar problemas de segregación, de modo que con las condiciones de vaciado pueda
lograrse la misma densidad, del suelo que se ensaya.
En el momento de ensaye en terreno, se debe evitar cualquier tipo de vibración en el área
circundante, ya que esto puede provocar introducir un exceso de arena en el agujero.
En suelos en que predominan las partículas gruesas es recomendable determinar la
humedad sobre el total del material extraído.
16. 14. CONCLUCIONES
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Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el grado de
compactación de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo (con excepción
de esperar a que se seque la muestra extraída de la cala), además de que la información que nos
proporciona es muy cercana a la realidad.
Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secasen obras en construcción,
con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo
se fija con base a una prueba de laboratorio.
Este ensayo es de mucha importancia y de mucho uso en lo que respecta al campo de carreteras,
ya que sirve para medir el grado de compactación del suelo, sobre el cual va a ir la capa de
rodadura.
17. 15. RECOMENDACONES
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No se recomienda usar este ensayo para suelos orgánicos, saturados o altamente plásticos que
podrían deformarse o comprimirse durante la excavación del hoyo de ensayo. También en
suelos que contengan materiales granulares dispersos
Verificar que los lados del orificio del ensayo estén estables y es importante verificar que la
arena sea uniforme o de un solo tamaño para evitar problemas de segregación de tal manera
que las condiciones de vaciado puedan lograrse la misma densidad.
Estar seguros que los pasos del ensayo sean inalterables de lo contrario los resultados que se
obtengan no serán los verdaderos, lo cual se vería reflejado en el momento de realizar procesos
constructivos
