Informe de granulometría

1. Mecánica de Suelos I
INTRODUCCION
El análisis granulométrico es utilizado para determinar la distribución de tamaños o gradación de agregados
disponibles y conseguir la mejor combinación posible de acuerdo a las especificaciones del "American
Society of Testing and Materials" (ASTM). Los agregados a analizar son arena y grava piedra. La gradación
de los agregados es un factor muy importante tanto para la mezcla de hormigón, ya que de este factor
dependen la economía, manejabilidad y la resistencia de la mezcla.
El análisis o prueba de tamices se lleva a cabo cerniendo los agregados a través de una serie de tamices
enumerados. Estos tamices están en números ascendentes, esto es, #4, #8, #16, #30, #50, #100 y bandeja para
agregados finos y en orden de tamaño descendente 2”, 1- ½ ", 1", ¾ ", ½ ", 3/8", #4 y bandeja, para agregado
grueso.
La prueba consiste en hacer pasar la muestra a través de dichas mallas y se determina el porcentaje de
material que se retiene en cada una. Los resultados de la prueba se grafican a fin de verificar si la dist ribución
de tamaños es adecuada.
El Módulo de Finura denota la finura relativa de la arena, mientras más pequeño sea el número del módulo de
finura, más fina será la arena; y el Coeficiente de Uniformidad nos determinará la uniformidad en la
gradación del material.
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2. Mecánica de Suelos I
OBJETIVO
 Determinar la distribución en tamaños de las partículas de suelo mayores que 0.074 mm.
 Determinar la cantidad en % de diversos tamaños que constituyen el suelo en el cual se trabajó en la
calicata realiza.
 Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en la muestra de una
calicata realizada y así determinar el análisis granulométrico.
 Conocer la utilización de los instrumentos del laboratorio.
 Conocer y definir ciertas características importantes del suelo como son:
La Permeabilidad, Cohesión, altura de ascenso capilar, y facilidad de drenaje.
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3. Mecánica de Suelos I
EQUIPO
 Juego de tamices ASTM
 Cucharones planos
 Balanza
 Brochas
 Taras
 Horno
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4. Mecánica de Suelos I
ANALISIS GRANULOMETRICO
El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de estas es ilimitada. Cuando
se comenzaron las investigaciones sobre las propiedades de los suelos se creyó que sus propiedades
mecánicas dependían directamente de esta distribución en tamaños. Sin embargo, hoy sabemos que es muy
difícil deducir con certeza las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica.
Análisis Granulométrico:
Es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de
suelo, y aunque no es de utilidad por si solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo,
a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En los suelos granulares nos da una idea de su
permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este
comportamiento depende mas de la historia geológica del suelo.
El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas:
1) Analítica. Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el porcentaje de suelo
menor de ese tamaño (porcentaje respecto al peso total ).
2) Gráfica. Mediante una curva dibujada en papel semilogarítmico a partir de puntos cuya abscisa en
escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje del suelo
menor que ese tamaño (porcentaje respecto al peso total). A esta gráfica se le denomina Curva
Granulométrica.
Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas cuatro rangos de tamaños:
1) GRAVA:
Constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76 mm.
2) ARENA:
Constituida por partículas menores que 4.76 mm y mayores que 0.074 mm.
3) LIMO:
Constituido por partículas menores que 0.074 mm y mayores que 0.002 mm.
4) ARCILLA:
Constituida por partículas menores que 0.002 mm.
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5. Mecánica de Suelos I
En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos para determinar el tamaño de los granos
de los suelos:
a. Método Mecánico.
b. Método del Hidrómetro.
Análisis Granulométrico Mecánico por Tamizado:
Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en tamaños de las partículas del suelo.
Debido a las limitaciones del método su uso se ha restringido a partículas mayores que 0.074 mm. Al material
menor que ese se le aplica el método del hidrómetro.
a) Tamiz:
Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tamaños, esta formado por un
marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando aberturas cuadradas. Los
tamices del ASTM son designados por medio de pulgadas y números. Por ejemplo un tamiz 2" es
aquel cuya abertura mide dos pulgadas por lado; un tamiz No. 4 es aquel que tiene cuatro alambres y
cuatro aberturas por pulgada lineal. Limitaciones del Análisis Mecánico.
1) No provee información de la forma del grano ni de la estructura de las partículas.
2) Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular.
3) Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse a las de mayor tamaño.
4) El número de tamices es limitado mientras las partículas tienen números de tamaños ilimitados.
5) Tiene algún significado cuando se realiza a muestras representativas de suelo.
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6. Mecánica de Suelos I
CURVA GRANULOMÉTRICA
Los resultados de un análisis granulométrico también se pueden representar en forma gráfica y en tal caso se
llaman curvas granulométricas.
Estas gráficas se representan por medio de dos ejes perpendiculares entre sí, horizontal y vertical, en donde
las ordenadas representan el porcentaje de peso de las partículas que pasan y en el eje de las abscisas la
abertura del tamiz cuya escala puede ser aritmética, logarítmica o en algunos casos mixtos.
La forma de la curva da idea inmediata de la distribución granulométrica del suelo, un suelo constituido por
partículas de un solo tamaño estará representado por una línea vertical, una curva muy tendida indica gran
variedad en tamaños (suelo bien graduado).
Tomar en cuenta las siguientes formulas:
Fórmula. % Retenido = Peso de material retenido en tamiz * 100
Peso total de la muestra
Fórmula % que Pasa = 100 – % Retenido Acumulado
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7. Mecánica de Suelos I
PROCEDIMIENTO
A partir del material traído del campo se obtiene una muestra representativa de la masa del suelo y se seca en
el horno. Se reducen los terrones de la muestra a tamaños de partículas elementales.
El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa vertiendo el suelo a través de los
tamices: 3”, 2½”, 2”, 1½”, 1”, ¾" ,1/2”, 3/8”, 1/4”, N°. 4, N° 10, N° 20, N° 30, N° 40, N° 60, N° 100, N° 200,
dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando al final receptáculo denominado fondo.
Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en los agitadores mecánicos, cinco minutos en el de
movimiento vertical y cinco minutos en el de movimiento horizontal.
Si no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente durante diez minutos. Se recupera el
material retenido en cada tamiz asegurándonos manualmente de que las partículas hayan sido retenidas en el
tamiz correspondiente. Se procede a pesar el material retenido en cada tamiz, pudiendo hacerse en forma
individual o en forma acumulada.
El suelo que se encuentra en el fondo se pesa siempre individualmente. Una vez pesado, el material que se
encuentra en el fondo se cuartea para obtener una muestra que pese entre 150 y 300 gramos con la cual se
hace la granulometría fina. La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lava sobre el tamiz No. 200 para
eliminar el material menor que ese tamaño.
Se coloca la muestra en el horno y se seca durante 24 horas a110 °C, después de lo cual se vierte sobre los
tamices: No. 10, No. 30, No. 40, No. 100, No. 200 y fondo dispuestos sucesivamente de mayor a menor
abertura y se procede igual que para la granulometría gruesa.
El cuarteo:
Tiene por objeto obtener de una muestra de porciones representativas de tamaño adecuado para
efectuar las pruebas de laboratorio que se requieren.
El equipo necesario para efectuar el cuarteo es el siguiente : Báscula de 120 Kg. De capacidad con
aproximación de 10 gramos, palas de forma rectangular, hule o lona ahulada de 150 cm, como mínimo por
lado, regla de dimensiones adecuadas al volumen para cuartear, cazuelas metálicas de forma rectangular de
dimensiones apropiadas, cucharón, partidor de muestras con aberturas en los ductos separadores e 1.5 veces
aproximadamente el tamaño máximo de las partículas de la muestra equipada con recipientes para depositar el
material separado, y un cucharón plano. Para efectuar el cuarteo se deberá seguir los siguientes pasos:
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8. Mecánica de Suelos I
1) Formando un cono con la muestra para seleccionarlos por cuadrante, para esto se
resuelve primero todo el material hasta que presente un aspecto homogéneo; traspaleando
de un lugar a otras 4 veces sobre una superficie simplemente horizontal, lisa y limpia. Se
procederá después a formar el cono, depositando el material en el vértice del mismo,
permitiendo que dicho material por si solo busque su acomodo y procurando a la vez que
la distribución se haga uniformemente.
2) El cono formado se transformara en cono truncado, colocando la pala del vértice hacia
abajo y haciéndola girar alrededor del eje del cono, con el fin de ir desalojando el material
hacía la superficie hasta dejarlo con una altura de 15 a 20 cm. enseguida dicho cono
truncado se dividirá y separara en cuadrantes por medio de una regla de dimensiones
adecuadas.
3) Se mezclara el material de dos cuadrantes opuestos y con este, en caso de ser necesario,
se repite el procedimiento anterior sucesivamente, hasta obtener de la muestra del tamaño
requerido. Se deberá tener cuidado de no perder material fino en cada operación del
cuarteo.
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9. Mecánica de Suelos I
RESULTADOS
MUESTRA: 01
PIS(gr) 2209
PLS(gr) 1005.5
TAMIZ PESO
RETENIDO
(gr)
%RETENIDO
PARCIAL
%RETENIDO
ACUMULADO
% Q PASA
Nº ABERT(mm)
3" 76.200 0 0 0 100
2 1/2" 63.500 0 0 0 100
2" 50.800 0 0 0 100
1 1/2" 38.100 0 0 0 100
1" 25.400 0 0 0 100
3/4" 19.100 4.5 2.030 2.030 97.97
1/2" 12.700 76.5 3.460 5.490 94.51
3/8" 9.520 40.5 1.830 7.320 92.68
1/4" 6.350 71 3.210 10.530 89.47
N° 4 4.760 45.5 1.060 12.590 87.41
N° 10 2.000 157.5 3.780 19.720 80.28
N° 20 0.840 170 1.270 27.420 72.58
N° 30 0.590 76 0.580 30.860 69.14
N° 40 0.420 77.5 0.620 34.370 65.63
N° 60 0.250 140.5 1.400 40.730 59.27
N° 100 0.149 132.5 2.270 46.720 53.28
N° 200 0.074 171 4.170 54.460 45.54
PLATO 1005.5 4442 99.98 0.02
TOTAL 2168.5 4518.99 392.22
PESO PERDIDO :(PP.)
PP.=PIS-PLS=2209-2168=41gr
PIS=peso inicial seco
PLS=peso lavado seco
PORCENTAJE DE PESO
PERDIDO(%PP.)
%PP.=((PIS-PLS)/
PIS)*100= 1.86%
G
R
A
V
A
S
A
R
E
N
A
F
I
N
O
S
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10. Mecánica de Suelos I
CURVA GRANULOMETRICA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
% PASA
100.000 10.000 1.000 0.100
Arcilla (C)= menor 0.002 mm
Limo (M) = 0.002 - 0.075 mm
Arenas (S) =0.075 - 4.75 mm
Grava (G) =4.75 - 80 mm
ΣPRG 192.50
AVERTURA
G = = x100 = 19.144 % GRAVA
PLS 1005.5
ΣPRA 799.50
A = = X100= 79.51 % ARENAS
PLS 1005.5
F=100 - (G + A) = 1.346 % FINOS
AASHTO: suelo del grupo 03 ( arenas finas)
SUCS: Suelo tipo SM (arena limosa).
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11. Mecánica de Suelos I
MUESTRA: 02
PIS(gr) 4808
PLS(gr) 4759
TAMIZ
PESO
RETENIDO
(gr)
%RETENIDO
PARCIAL
%RETENIDO
ACUMULADO
% Q PASA
Nº ABERT(mm)
3" 76.200 0 0 0 100
2 1/2" 63.500 363 7.550 7.55 92.45
2" 50.800 0 0 0 92.45
1 1/2" 38.100 348.5 7.250 14.8 85.2
1" 25.400 437.5 9.09 23.89 76.11
3/4" 19.100 480.5 9.990 33.88 66.12
1/2" 12.700 536.5 11.160 45.04 54.96
3/8" 9.520 280.5 5.830 50.87 49.13
1/4" 6.350 236.5 9.920 55.79 44.21
N° 4 4.760 101.5 2.110 57.9 42.1
N° 10 2.000 182 3.780 61.68 38.32
N° 20 0.840 61 1.270 62.95 37.05
N° 30 0.590 28 0.580 63.53 36.47
N° 40 0.420 30 0.620 64.15 35.85
N° 60 0.250 67.5 1.400 65.55 34.45
N° 100 0.149 109 2.270 67.82 32.18
N° 200 0.074 200.5 4.170 71.99 28.01
PLATO 1296.5 4442 76.16 23.84
TOTAL 4759 4518.99 823.55
PESO PERDIDO :(PP.)
PP.=PIS-PLS=4808-4759=49gr
PIS=peso inicial seco
PLS=peso lavado seco
PORCENTAJE DE PESO
PERDIDO(%PP.)
%PP.=((PIS-LS)/PIS)*100= 1.01%
G
F
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12. Mecánica de Suelos I
CURVA GRANULOMETRICA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
% PASA
100.000 10.000 1.000 0.100
Arcilla (C)= menor 0.002 mm
Limo (M) = 0.002 - 0.075 mm
Arenas (S) =0.075 - 4.75 mm
Grava (G) =4.75 - 80 mm
ΣPRG 2683
G = = x100 = 58.59 % GRAVA
PLS 4759
ΣPRA 579
AVERTURA
A = = X100= 12.16 % ARENAS
PLS 4759
F=100 - (G + A) = 29.25 % FINOS
D60 0.58
Cu= = = 8.29
D10 0.07
2 2
(D30) (0.18)
Cc= = = 0.80
D60 X D10 0.58 X 0.07
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13. Mecánica de Suelos I
INVESTIGACIÓN
1) Interpretación de las curvas granulométricas.
2) Importancia y utilidad del análisis granulométrico.
3) Definición e importancia de la textura de los suelos
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14. Mecánica de Suelos I
CONCLUSIONES
 Se logró la cantidad en % del que predomina en nuestra muestra calicata lo cual fue:
Primer estrato: 19.144 % grava
79.51 % arena
1.346 %finos
Segundo estrato: 58.59 % de grava
12.16 % de arena
29.25 % de finos
 Se llegó a conocer el tipo de suelos que es según las clasificaciones AASHTO Y SUCS.
Obteniendo un tipo de suelo según:
AASHTO: AASHTO: suelo del grupo 03 (arenas finas)
SUCS: Suelo tipo SM (arena limosa).
 Se conoció por el tipo se suelo que es un suelo que tiene buen drenaje.
 Se llegó aprender el funcionamiento correcto de los instrumentos de laboratorio.
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15. Mecánica de Suelos I
RECOMENDACIONES
1. Procurar no dejar después del lavado de la muestra material adherido en el tamiz.
2. Antes de pesar los vasos y los recipientes deben estar completamente secos y limpios.
3. Debemos procurar que al pasar por los tamices cuando estamos lavando la muestra solo escurrir la
suspensión.
4. Se debe tener en cuenta no mezclar las partículas ya tamizadas.
5. Se debe procurar que la mezcla se suelo con agua no derrame o que de material significativo en los
recipientes.
6. Tener en cuenta de retirar de la balanza todo residuo anterior para que no altere las mediciones
próximas
7. Para poder realizar con mayor eficacia el laboratorio debería haber la cantidad suficiente de
materiales para que todos los grupos trabajen al mismo tiempo, así el laboratorio tiende a realizarse
con mayor seriedad ya que todos estarán trabajando
8. Durante la práctica se presentaron inconvenientes al no disponer los grupos de trabajo con algunos
materiales, por lo que se deberían adquirir algunos más.
9. Tener cuidado al manipular los equipos e instrumentos para evitar roturas o daños en éstos, así como
accidentes personales.
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16. Mecánica de Suelos I
BIBLIOGRAFÍA
http://www.fpxhn.net/TERRAPLENES.pdf
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/granulometria.pdf
http://www.omadisa.net/d0wnl01ds/aridos.pdf
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17. Mecánica de Suelos I
ANEXOS
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18. Mecánica de Suelos I
18 FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

19. Mecánica de Suelos I
19 FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

20. Mecánica de Suelos I
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21. Mecánica de Suelos I
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