viernes, 1 de abril de 2016

Ensayo granulométrico de un suelo. Práctica virtual

Publicado por Ciudad Universitaria Virtual de San Isidoro
Tamices

La finalidad de un análisis o ensayo granulométrico de un suelo es obtener la distribución según el tamaño de sus partículas, con el fin de comprobar sus propiedades mecánicas.

El ensayo granulométrico nos dará la proporción de limo, arcilla, arena, y grava, teniendo interés geológico, edafológico y sedimentológico. Pero su interés principal suele ser desde el punto de vista de la mecánica de suelos, indicándonos la estabilidad del suelo con fines ingenieriles y constructivos.

Para hacer el ensayo granulométrico, se hace pasar la tierra por tamices, avanzando de abertura gruesa a más fina. Los comúnmente usados son el nº 4 (4,76 mm), el nº 10 (2 mm), el nº 40 (0,42 mm) y el nº 200 (0,074 mm). Para partículas de menor tamaño que el tamiz nº 200 se usaría la ley de Stokes, por velocidad de sedimentación en el agua.

Antes de hacer pasar la muestra del suelo por los tamices ha de estar completamente seca o calentada a 105 grados. El tanto por ciento retenido en cada tamiz será r/P x 10 = %, donde r es peso a 105 ºC del retenido y P es peso a 105 ºC. El porcentaje que pasará por cada tamiz será 100 - r/P x 100.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Clasificación granulométrica


Guión de la práctica

- Lectura: M. J. García. Granulometría por tamizado de un material en polvo (pdf)

Lectura adicional:

- Norma oficial: Normal NLT-104/91. Granulometría de suelos por tamizado (pdf)



Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio.

En principio, se puede hacer sólo con los tamices. Si es un laboratorio para enseñanza sería suficiente. Ahora bien, la agitación de los tamices es una tarea pesada y que puede estar sujeta a errores si no se ha realiza por completo, por lo que se suele emplear un agitador de tamices donde se colocan los mismos, pero este incrementa sobremanera el presupuesto. La compra de este estaría justificada en el caso de un laboratorio de enseñanza donde se realizan muchos ensayos granulométricos (como facultades de Ingeniería) o que ofrece servicios profesionales de análisis.

2. En laboratorio casero.

La práctica no tiene peligrosidad, pero el entorno donde se realice ha de ser amplio, ya que se puede ensuciar fácilmente con el polvo desprendido.

El precio de los tamices oscila de 35 a 300 euros según calidad, por lo que puede ser un desembolso importante que no merezca la pena, salvo que se quiera hacer alguna prueba con el fin de montar en el futuro un laboratorio profesional. Otra posibilidad es fabricar a mano los tamices, haciendo agujeros para los tamaños superiores y colocando mallas para los inferiores. Los tamaños de paso que se necesitan son 4,76 mm (nº 4), 2 mm (nº 10), 0,42 mm (nº 40) y 0,0074 mm (nº 200). También se necesita una balanza, con una digital pequeña bastaría, si no se requiere una gran precisión.

3. De manera virtual

Además de observar como se realiza el procedimiento en el vídeo anterior, se pueden utilizar estos datos de muestras reales para construir la curva granulométrica:


Muestra
Cota (m)
TAMICES UNE % QUE PASA
80
60
50
40
32
25
20
10
5
2
0,4
0,08
1
--




100
87
74
45
33
25
15
5,5
2
2,40





100
94
79
64
45
20
9,8
3
1,50







100
91
70
54
31,7
4
2,60







100
94
78
50
36,4
5
1,50








100
99
95
29,1
6
3,00








100
91
88
32,7
7
1,50








100
99
85
27,4
8
3,00








100
95
50
9,9
9
--




100
92
86
76
69
63
53
37,2
10
3,00









100
97
92,1
11
1,50








100
99
64
33,6
12
3,00





100
94
77
69
58
31
13,6
13
1,50





100
96
69
52
37
19
3,7
14
3,00






100
72
63
54
35
17,4
15
1,50









100
93
88,6
16
3,00








100
98
38
21,2
17
1,50









100
84
82,1
18
3,00









100
81
32,6
19
1,50



100
94
81
70
41
31
24
17
6,8
20
3,00








100
91
47
11,7
21
1,50





100
76
41
37
21
17
7,6
22
3,00






100
83
61
40
23
11,2
23
3,00



100
84
76
63
51
40
31
17
8,9
24
1,50



100
93
84
71
57
43
34
21
13,5
25
3,00

100
91
82
74
69
61
54
43
30
24
17.6
26
1,50


100
90
86
70
54
46
43
41
37
22,4
27
3,00
100
91
82
71
69
63
60
54
51
40
31
27,4
28
1,50








100
92
76
28,6
29
2,50








100
89
43
19,7
30
1,50

100
89
83
64
57
51
47
44
37
27
21,4
31
2,50



100
84
73
68
54
49
36
19
11,6
32
3,00



100
92
88
81
73
64
61
40
31,5
33
1,50







100
91
71
54
39,8
34
3,00








100
91
42
25,6
35
1,50







100
93
73
46
39,2
36
3,00








100
79
43
39,1
37
1,50







100
88
75
43
37,8
38
2,40







100
91
71
58
41,4
39
1,25









100
97
87,1
40
2,20








100
71
56
32,9


Notas:

1) La cota en metros se refiere a la profundidad a la que se ha tomado la muestra. Si no figuran datos, la muestra es de la superficie del terreno.

2) La correspondencia entre tamices UNE y ASTM es la siguiente:


TAMICES
Norma UNE
Norma ASTM
Abertura (mm)
Abertura (mm)
80,00
3 in.
76,2
40,00
1 1/2 in.
38,1
20,00
3/4 in.
19,0
10,00
3/8 in.
9,5
5,00
4
4,75
2,50
8
2,36
1,25
16
1,18
0,63
30
0,600
0,31
50
0,300
0,16
100
0,150
0,08
200
0,075


Para construir la curva granulométrica, se puede tomar el modelo oficial que aparece en el anterior enlace o en este otro, imprimirlo y unir los puntos en el mismo, o bien hacerlo mediante una hoja de cálculo como Excel, como viene explicado en el siguiente vídeo:



Preguntas y actividades

1.- Construir una tabla de cálculo a mano o mediante una hoja de cálculo Excel o Calc, que nos de el porcentaje de suelo que pasa por un tamiz en función del peso, e inversamente.

2.- Hallar los límites de Atterberg de una muestra de suelo real o de las muestras reales de ejemplo.

3.- Hallar el Índice de Grupo de una muestra de suelo real o de las muestras reales de ejemplo.

4.- Clasificar el suelo según la clasificación HBR, tomando una muestra de suelo real o de las muestras reales de ejemplo.

5.- Caracterizar el suelo, desde el punto de vista de la mecánica de suelo, tomando una muestra de suelo real o de las muestras reales de ejemplo.


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Universidad de Oviedo. Estudio granulométrico de los áridos (pdf)
- Presentación: Ernesto Guevara Ortiz. Análisis granulométrico por tamizado


Electrificación y vías rurales

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