Compactacion

COMPACTACIÓN PROCTOR MODIFICADO AASHO T-180

INTRODUCCION.- Actualmente existen muchos métodos para reproducir, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo. Todos ellos pensados para estudiar, además los distintos factores que gobiernan la compactación de los suelos. Compactación es el termino que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante equipos mecánicos, y que forma un capítulo importante como medio para incrementar la resistencia y disminuir la permeabilidad, porosidad y la compresibilidad de los mismos.

OBJETIVOS.-

General.- El objetivo general de esta práctica es determinar la cantidad necesaria óptima de agua para obtener una densidad seca máxima por la norma de Proctor modificado ASSTHO T-180.

Específico.- Los objetivos que nos trazamos para la realización de este ensayo de laboratorio, son los siguientes:

Compactar la muestra de un suelo en laboratorio con los ensayos de Proctor Estándar T- 99 y Proctor Modificado T-180.

Realizar la curva de compactación del Proctor Estándar T-99 y Proctor Modificado T-180 ; densidad seca en función al contenido de humedad d=d(w).

Hallar el Densidad Seca Máx. d máx. y el contenido de humedad óptima %wopt obtenidos de la curva de compactación para el Proctor Estándar T- 99 y Proctor Modificado T-180.

Calcular la energía de compactación utilizada en los dos ensayos Proctor Estándar T- 99 y Proctor Modificado T-180.

FUNDAMENTO TEORICO.-

ANTECEDENTES.- Históricamente, el primer método, en el sentido de la técnica actual, es el debido a R.R. Proctor y es conocido hoy en día como Prueba Proctor Estándar o A.A.S.H.O. (American Assosiation of State Highwat Officials) Estándar, no fue reconocida ampliamente sino hasta que publicó sus investigaciones sobre este tema en el año de 1933. A partir de entonces se han llevado a cabo muchas investigaciones al respecto, cambiando las características de la compactación.

Proctor Stándar T – 99

Según A.S.T.M.

Proctor Modificado T – 180 “ Society for testing and materials”

COMPACTACIÓN DE SUELO.- El proceso de compactación produce un aumento de la densidad del suelo, con la consiguiente reducción del volumen aire-vació, pero sin que se modifique el volumen del agua.

La densidad que se puede obtener en un suelo, por medio de un método de compactación dado, depende de su contenido de humedad. El contenido que da el más alto peso unitario en seco (densidad), se le llama contenido óptimo de humedad para aquel método de compactación.

En general, esta humedad es menor que la del límite plástico, y decrece al aumentar la compactación.

El método de compactación de laboratorio que se describe a continuación, produce en general y aproximadamente, la misma densidad que se obtiene en obra con equipo pesado de construcción.

La eficiencia del proceso de compactación depende de varios factores:

Naturaleza y tipo de suelo (esto es, arena o arcilla; uniforme o de buena graduación, plástico o no plástico).

Contenido de humedad en el momento de colocar el suelo.

Compactación máxima posible con el suelo considerado.

Compactación máxima posible en las condiciones de campo.

Tipo de equipo de compactación que se use.

En la practica, la compactación se realiza con frecuencia sobre las materiales que se utilizan en la construcción de bases de carreteras, pistas, presas de tierra y terraplenas, pero también puede realizarse “in situ ” con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno.

Uno de los compactadores más utilizados es la pata de cabra, en la tabla siguiente mostraremos la selección de equipo de compactación.

COMPACTACIÓN EN LABORATORIO.- La compactación en laboratorio consiste esencialmente en compactar una muestra de suelo húmedo en un molde cilíndrico de un volumen específico y con una energía de compactación especificada. Por lo general se utilizan diferentes ensayos. Después de preparar la muestra compactada, se mide su densidad húmeda y su contenido de humedad ; la densidad seca correspondiente al contenido de humedad de la muestra se calcula mediante la ecuación, de la manera siguiente.

Este procedimiento se repite por lo menos cinco veces haciendo variar el contenido de humedad dentro de un rango escogido; las características de compactación del suelo se presenta en un grafico que relaciona la densidad seca en función del contenido de humedad.

va aumentando hasta un cierto punto y empieza a decrecer .Esto no es una curva simétrica, es una curva asimétrica

La curva presenta características esencialmente similares, al principio la densidad son altos.

El pico define el contenido de humedad optimo a la cual el suelo llega a la densidad seca máxima

No se ha establecido hasta el momento la razón que explica la presencia del pico particularmente pronunciado en la curva de compactación de los suelos que contienen finos, pero en general se piensa que se trata de algo mas que la contribución a la lubricación de los puntos de contacto entre partículas y al mejoramiento de la manejabilidad que se logra por la simple adición de agua. Una posible explicación es que para bajos contenidos de humedad el suelo seco tiene a formar grumos.

Cuando la cantidad de agua que se añade es muy pequeña para poder ayudar a disgregar los grumos, una cantidad significativa de la energía de compactación es absorbida por el proceso de disgregación de los grumos sin que se produzca compactación de las partículas.

Cuando el contenido de agua es alto, una cantidad suficiente de agua pede penetrar y ayudar a disgregar los grumos al tiempo que se aumenta el tamaño de las capas de agua adsorbida alrededor de las partículas de mineral de arcilla.

Esto produce la adhesión entre partículas, lo cual permite que las partículas de arcilla se orienten y se desarrolle una micro estructura más dispersa.

Por consiguiente, se logra una reducción del espacio de vació y una mayor densidad. Mas allá del valor optimo, el incremento del contenido de humedad es cada vez menos eficaz en la reducción del pequeño contenido de humedad es cada vez menos eficaz en la reducción del pequeño contenido de aire que todavía existe.

La mayor parte de la energía de compactación es absorbida por el agua mediante el incremento de la presión intersticial y las partículas de suelo se desplazan en lugar de compactarse, por lo cual el espació de vació aumenta y la densidad disminuye.

Figura 2: Contenido de aire en los poros

Las dos curvas que se muestran en la figura 2 se obtuvieron con el mismo suelo, pero con diferentes condiciones de compactación, y sirven para ilustrar el efecto de la energía de compactaron. Se observa que con una energía de compactación alta se obtiene un mayor valor de la densidad seca a una menor humedad óptima.

Para un valor dado del contenido de humedad, la densidad seca máxima a la que teóricamente puede llegar el suelo corresponde a la de saturación completa, es decir, cuando el contenido de aire se reduce a cero. Sin embargo, en la práctica no es posible llegar a la saturación completa mediante una simple compactación, ya que una pequeña cantidad de aire permanece siempre en los vacíos.

Por consiguiente, si la línea teórica de cero contenido de aire o línea de saturación se superpone sobre el grafico de los resultados experimentales, la curva de compactación en laboratorio deberá estar en su totalidad a la izquierda de la línea de cero contenido de aire, como se muestra en la figura 9.10 .La relación teórica entre la densidad seca, el contenido de humedad y el contenido de aire esta dada por la ecuación

La cual puede utilizarse para dibujar no solo la línea de cero contenido de aire, sino también las líneas teóricas correspondientes, por ejemplo, al 5 % y al 10 % de contenido de aire, como se ve en la figura 2. Se observa que después de pasar por el pico, la curva de compactación desciende casi paralela a las líneas de contenido de aire constante, lo cual indica que el mínimo contenido de aire es esencialmente constante. También se observa que este no depende de la energía de compactación aplicada.

De la disciplina anterior puede inferirse que la compactación sobre los suelos no cohesivos tiene efectos diferentes de los observados en los suelos que contienen una cantidad significativa de partículas de mineral de arcilla. En materiales granulares compactados, las propiedades ingenie riles dependen, sobre todo, de la densidad relativa que se obtenga en la compactación y en mucho menor medida del contenido de humedad del suelo y del método de compactación utilizado; como regla general puede afirmarse que cuanto más alta sea la densidad obtenida, mayor será la resistencia y menor la compresibilidad.

Sin embargo, la micro estructura y las propiedades ingenie riles de las arcillas compactadas dependen no solo del contenido

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