Analisis Granulometrico 3v4n3f

REFERENCIAS NORMATIVAS 

ASTM C 136-01. Método de estándar de ensayo para análisis por tamizado de agregados finos y gruesos.

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ASTM C 117-95. Método de ensayo estándar para material más fino que la malla No 200(75 µm) en agregado por lavado.

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UNE 7 050-2. Tamices de ensayo. Telas metálicas, chapas perforadas y láminas electro formadas. Medidas nominales de las aberturas.

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UNE 103 100. Preparación de muestras para ensayos de suelos.

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UNE 103 102. Análisis granulométrico de suelos finos por sedimentación. Método del densímetro.

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UNE 103 300. Determinación de la humedad de un suelo mediante secado en estufa.

OBJETIVOS Al concluir este ensayo el alumno será capaz de:  

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Poder determinar la distribución de tamaños de las partículas de agregados fino y gruesos de una muestra de suelo por medio de tamices. Aprender este método para para la realización de análisis granulométrico, destacando su aplicación en la ingeniería civil. Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos. Aprender este método para determinar la cantidad de material fino mayor que 0.0075mm en el agregado por lavado, dispersando la partícula de arcilla. Aprender a presentar los datos para luego poder graficarlos e interpretarlos. Conocer y definir ciertas características importantes del suelo como son: La Permeabilidad, Cohesión, altura de ascenso capilar, y facilidad de drenaje.

MARCO TEORICO Los granos que conforman en suelo y tienen diferente tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El análisis

granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda par ala construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo. También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. Los Análisis Granulométricos se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar otro método. html.rincondelvago.com/analisis-granulometrico-de-los-suelos.html El concepto de tamaño de la partícula que, por lo común, tiene forma irregular, es muy importante. La dimensión de la partícula se determina rigurosamente por una magnitud, el diámetro, si la misma tiene forma de esfera, o por uno de los lados, si tiene forma de cubo. En todos los demás casos, el tamaño de las partículas se caracteriza por una magnitud media, o equivalente. Por dimensión de la partícula se opta: valor medio de tres dimensiones (longitud, anchura y espesor), d1; la longitud del lado de un cubo equivalente según su volumen, d2; el diámetro equivalente de una esfera cuyo volumen es igual al de la partícula; d3; el diámetro de una partícula esférica, calculado a partir de la velocidad de sedimentación de la partícula sometida a estudio, d4 (el denominado diámetro de Stokes); el diámetro de una esfera cuya superficie equivale a la de la partícula sujeta a estudio, d5; el diámetro de un circulo cuya área equivale a la proyección de la partícula en el plano, en posición de su máxima estabilidad, d6; el lado del cuadrado o diámetro del orificio del tamiz, cuya área equivale a la partícula, correspondiente a sus dos tamaños lineales más pequeños, d7. Aplicando uno u otro método de análisis granulométrico (de dispersión) de minerales, se determinan distintas magnitudes que caracterizan el tamaño de la partícula. Por ejemplo, en el análisis de cribado, d7; en el de sedimentación, d4; en el microscopio, d6 y rara vez d1, d2 y d3; y en la medición de superficies, d5. Por eso los resultados de los análisis granulométricos, obtenidos por diferentes métodos, son a menudo incompatibles, mientras que algunos métodos de análisis granulométrico solo resultan aplicables para las partículas de forma relativamente regular. Antes de elegir el método de análisis es conveniente observar las partículas al microscopio.

El análisis granulométrico por tamizado consiste en cernir una muestra a través de un juego de tamices estandarizados, y en determinar el porcentaje de masa acumulado en cada uno de estos respecto a la masa de la muestra inicial. Los juegos de tamices estándares se muestran en la tabla. Lo más común se utiliza el juego de tamices estándar elaborado por Tylor, en que el tamaño de la malla de la tela metálica anterior se diferencia del tamaño de la tela metálica posterior en veces. El tiempo de tamizado de la muestra se elige empíricamente respecto a la muestra sometida a estudio. El tamizado se considera concluido cuando el aumento del peso del residuo en el más fino de los tamices, durante el tiempo de tamizado, constituye no más del 5%. TECNICAS: 

Técnicas analíticas Independientemente de la técnica o el conjunto de técnicas a emplear en el análisis granulométrico es muy importante la representatividad de la muestra analítica de la muestra inicial y su cantidad. Es indudable que el muestreo, la manipulación y el procedimiento de la preparación de la muestra analítica pueden cambiar sus características físicas y, hasta inclusive, las químicas debido a reacciones topo químicas o mecano química durante el proceso de trituración y/o pulverización. La dispersión de la muestra analítica en un líquido apropiado empleando o no ondas ultrasónicas puede reducir la concentración y el tamaño de los aglomerados. De forma inversa puede ocurrir una aglomeración en suspensiones bien dispersas, si el método empleado es muy lento o no adecuado para el rango de distribución de las partículas presentes en la muestra. Un aspecto importante es buscar una buena correspondencia entre la técnica analítica seleccionada, la metodología del procesamiento de los datos y el problema a resolver.

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Técnicas de tamizado El tamizado se puede definir como la técnica de clasificar partículas de una muestra en términos de su capacidad o incapacidad que presentan para pasar a través de un orificio de dimensiones regulares. La técnica consiste en colocar la muestra de polvo en la parte superior de un juego de tamices, uno debajo del otro con una secuencia de reducción sucesiva del tamaño del orifico de la malla. El juego de tamices junto con la muestra se agita y las partículas con las dimensiones adecuadas pasaran a través de las diferentes mallas, reteniéndose sobre aquellas las partículas que no presenten la capacidad de atravesarlas. Es muy difundido el termino

mesh para identificar la cantidad de orificios que existen en una pulgada lineal (25,4 mm). La relación entre el tamaño del orificio y el diámetro del alambre empleado definen el número de orificios por pulgada (número de mesh) que se diferencian en cierta medida acorde a los diferentes estándares existentes: ASTM, USA, UE etc. La calibración del orificio de la malla se realiza usando un micrómetro óptico. Cuando la muestra a tamizar es muy voluminosa los orificios de la malla pueden ser bloqueados, resultando una baja eficiencia en el mecanismo de tamización. Existen modernos equipos de alta frecuencia de vibración mecánica con dispositivos de chorro de aire que logran una alta eficiencia de tamizado para muestras de partículas pequeñas. La combinación de equipos de baja vibración mecánica para muestras de partículas gruesas con los de alta vibración permite realizar un tamizado por vía seca con relativa exactitud y abarcar un amplio rango de tamaño de partículas si éstas presentan una forma regular o ligeramente aniso métrica. 

Técnicas microscópicas El análisis granulométrico por microscópica permite visualizar rápidamente el tamaño y forma nominal de las partículas en una muestra y obtener una micrografía representativa de la región analizada, obteniendo además por ampliación detalles de la forma y de la superficie de partículas atípicas. Usando microscópica óptica y electrónica se puede abarcar un extenso rango de tamaño de partículas. Es frecuente que empleando solamente la microscópica electrónica de barrido (MEB) se considera suficiente para analizar los rangos de tamaño de partículas de mayor interés. En MEB el análisis de polvos secos puede realizarse adicionando un adhesivo dentro del polvo. Para análisis de partículas extremadamente pequeñas se realiza por deposición de las partículas de una suspensión muy dispersa en el porta muestra y secándolas rápidamente o por secado y enfriamiento sucesivos para minimizar las aglomeraciones. El análisis granulométrico cuantitativo de la imagen micrográfica requiere de una ampliación de la misma independiente de la técnica empleada. Para obtener valores de representatividad estadística es necesario medir o contar no menos de 700 partículas. La forma de las partículas puede variar ampliamente de acuerdo al origen y/o tratamiento. Minerales o sustancias trituradas o agregados calcinados presentan generalmente superficies rugosas y angulares. Minerales o sustancias molidas presentas partículas redondeadas, pero los agregados pueden presentar superficies quebradas o rugosas. La fuente de errores de las técnicas microscópicas suelen encontrarse en una amplificación incorrecta, distribución no homogénea y un muestreo

insuficiente, por lo que es un requisito esencial de que el microscopio se encuentre adecuadamente calibrado. 

Técnicas de sedimentación Los equipos de análisis granulométrico comerciales emplean dos técnicas fundamentales: una laminar y otra por homogenización. La duración de análisis granulométrico varía con la densidad de las partículas y su tamaño. Por lo general el tiempo se encuentra sobre los 10 min, pero para una sedimentación gravitacional de partículas hasta 0,02 cm usando instrumentación comercial puede durar el análisis varias horas. Las posibles fuentes de errores en los análisis granulométricos por sedimentación incluyen un movimiento contrario a la dirección de sedimentación debido a las interacciones de las partículas con el líquido, la tendencia de partículas finas a obstruir a las mayores y la aglomeración causada por el movimiento browniano. Técnicas sedimentacionales no deben ser usadas para muestras que contengan partículas de densidades diferentes.

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Técnicas por difracción de rayos láser Partículas dispersas al atravesar un haz de luz provocan una difracción del tipo Fraunhofer afuera de la sección transversal del haz cuando las partículas son mayores que la longitud de onda de la luz empleada. La intensidad de la luz difractada transmitida es proporcional al tamaño de la partícula, pero el ángulo de difracción varia inversamente con el tamaño de la partícula. Láser He-Ne es usado frecuentemente como fuente lumínica. La muestra puede ser una suspensión líquida o gaseosa de partículas o de gotas diminutas de concentración acerca de 0,1% en volumen. El tiempo promedio de un análisis es alrededor de unos 2 min, lo cual permite el análisis en serie. El rango de partículas posible de analizar con esta técnica es aproximadamente entre 1 y 1800 mm, sin embargo el rango de trabajo analítico de los instrumentos varía según el modelo, lo que permite cierta selección.

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Técnicas de fluctuación de la intensidad de la luz Partículas más pequeñas que 5 mm constantemente se difunden aleatoriamente a través del líquido y pueden dispersar la luz. La frecuencia de las oscilaciones pueden ser detectada usando un fotomultiplicador y el tamaño de las partículas es calculado a partir de la frecuencia.

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Otras técnicas Técnicas basadas sobre el ensanchamiento de la línea de difracción de rayos-X son usadas para determinar el tamaño promedio de cristalitos en un polvo más fino que 0,5 mm y empleando la dispersión de rayos-X en ángulos pequeños pueden detectarse partículas hasta 0,1 mm. Para esta técnica es un requisito necesario su calibración y que las partículas no sea poli cristalina. Técnicas de permeabilidad gaseosa han sido usadas para determinar un índice de tamaño de partículas promedio en el rango entre 0,2 y 50 mm. La permeabilidad gaseosa es una función del número y geometría de la capilaridad en la cama de polvos. La geometría de los capilares depende de las características del empaquetamiento de las partículas y no es simplemente una función del tamaño nominal de las partículas.

www.monografias.com/trabajos87/analisis-granulometrico/analisisgranulometrico.shtml

EQUIPOS Y MATERIALES 

TAMICES.- Se utiliza una serie de tamices (3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/5”, ¼”, No 4, No 10, No 40, No 60, No 100, No200) para realizar el siguiente ensayo.

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HORNO.- El horno de laboratorio es un tipo de horno comúnmente usado para deshidratar reactivos de laboratorio o secar instrumentos. El horno aumenta su temperatura gradualmente conforme pase el tiempo así como también sea su programación, cuando la temperatura sea la óptima y se estabilice, el térmico mantendrá la temperatura; si esta desciende volverá a activar las resistencias para obtener la temperatura programada; posee un tablero de control que muestra el punto de regulación y la temperatura real dentro del horno, está montada al frente para su fácil lectura, aunque algunos modelos anteriores no lo tienen, estos cuentan con una perilla graduada la cual regula temperatura del horno. Termostáticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110° C

es.wikipedia.org/wiki/Horno_de_laboratorio es.slideshare.net/UCGcertificacionvial/contenido-de-humedad

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BALANZA.- Aparato creado artificialmente por el hombre para calcular el peso de un elemento. Este procedimiento se realiza a partir de que se coloca tal elemento u objeto a pesar en una superficie y la misma calcula, a través de diferentes métodos, su peso de manera casi instantánea. Tendrá la capacidad suficiente y de acuerdo a la norma AASHTO M231 o ASTM D4753.

es.slideshare.net/UCGcertificacionvial/contenido-de-humedad www.definicionabc.com/tecnologia/balanza-electronica.php 

AGITADOR MECANICO.- Llamado también batidora, con motor eléctrico que sea capaz de suministrar a una varilla agitadora una velocidad superior a 10 000 revoluciones por minuto sin carga, la varilla agitadora debe llevar en su extremo una paleta o hélice reemplazable de metal, plástico o goma dura.

www.fpxhn.net/TERRAPLENES.pdf

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BANDEJA.- Es necesaria para poner las muestras y usarla de base para k no se pierda la muestra y se vea afectado el resultado.

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BROCHA.- Una brocha es un instrumento consistente en un conjunto de cerdas unidas a un mango que lo utilizamos para limpiar las partículas que quedan.

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CEPILLO.- Mango metálico con cerdas de acero, que nos permitirá sacar la muestra de los tamices cuando estas estén atascadas.

es.opitec.com/opitecweb/articleNumber/368021/kbzefe;jsessionid=10428EBC849FF858207351 A400A4D172.tomcat1

PROCEDIMIENTO 1. Se hizo secar la muestra en el horno.

2. Es pesado la muestra después de su enfriado y se registró el peso secado.

3. Para asegurarse que la muestra es representativa es necesario que se cuartee la muestra. 4. Una vez obtenida la muestra se pesa 2500g (antes de lavar) y hacer pasar la muestra por el tamiz #4 para diferenciar la cantidad de suelo fino y grueso.

5. Se lleva las muestras al juego de tamices y comenzando con la agitación manual con un movimiento rotatorio y horizontal.

6. Los tamices a utilizar están ordenadas por el tamaño de las cribas en forma decreciente. 7. Finalmente se calcula el % que pasa dividiendo la cantidad inicial por el peso total realizando una diferencia obtendremos un % del pasante acumulado.

DATOS Y RESULTADOS

CONCLUSIONES 

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Se determinó la cantidad en porcentaje de diversos tamaños que constituyen el suelo, en cuanto al total de la muestra utilizada asi como la determinación de Grava, arena, limos y arcillas para poder conocer como está conformado el suelo. Los ensayos que se realizó en laboratorio se hicieron respetando las normas ASTM .Dichos resultados incluyen gráficos y cálculos para su posterior análisis o interpretación. Una vez determinado el tamaño de las partículas, es posible clasificarlas mediante los sistemas AASHTO Y SUCS. Es importante la clasificación ya que en función a ellas vamos a poder saber su uso que puede estar es carreteras, diques, presas de tierra, etc.

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Además de ello este análisis nos permite conocer la permeabilidad, cohesión altura de ascenso capilar y facilidad para drenar. Por último, una vez conocido la composición de nuestro suelo, verificar si este puede ser usado para la construcción de proyectos de ingeniería civil. Se concluye que la muestra que se tiene en su mayor parte es limosoarcilloso.

RECOMENDACIONES 

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Antes de iniciar el ensayo se debe tomar muestras representativas para el ensayo de tal manera se tenga un grado de seguridad al momento de usar las normas de muestreo y de pruebas. También podemos señalar que los equipos deben estar bien calibrados y tener bastante cuidado a la hora de operarlos para tener un margen de error mínimo de tal forma que nos aproximemos a lo real.

BIBLIOGRAFIA  www.fpxhn.net/TERRAPLENES.pdf  www.monografias.com/trabajos87/analisis-granulometrico/analisisgranulometrico.shtml  html.rincondelvago.com/analisis-granulometrico-de-los-suelos.html  es.opitec.com/opitecweb/articleNumber/368021/kbzefe;jsessionid=10428EBC849FF858207351 A400A4D172.tomcat1

INVESTIGACION