PRACTICA Nº 4 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO. OBJETIVO: Determinar cuantitativamente la distribución de los diferentes tamaños de las partículas que componen a un suelo. Este análisis se aplica a partículas inferiores a 3 y mayores al tamiz Nº 200 (0,075 mm), o a la fracción de suelo compuesta por arenas y gravas. APLICACIÓN: Permite clasificar un suelo (clasificación unificada o clasificación ASSTHO). Permite separar por tamaños las partículas que la componen determinando en porcentaje, del peso total, la cantidad de granos de los distintos tamaños que contiene dicho suelo. DEFINICIONES: El análisis granulométrico por tamizado se realiza para las partículas gruesas comprendidas por gravas y arenas. Análisis por tamizado. Nº200 Análisis por sedimentación. DENOMINACIÓN Tamaño de partícula. (mm) 3 Nº4 Grava Arena Limo Arcilla Coloide 76,2 4,75 0,075 0,002 0,0002 1
El tamaño de partícula en d (mm), se define como la apretura del tamiz de malla cuadrada, por donde pasa el diámetro menor de la partícula. Por ejemplo el tamiz Nº 200, el número 200 designa la cantidad de aberturas por pulgada de longitud de la malla del tamiz. El juego de tamices de malla cuadrada que permiten un espaciamiento uniforme en la curva granulométrica es el siguiente: Tamiz 3 2 ½ 2 1 ½ 1 ¾ 3/8 Nº 4 Nº10 Nº20 Nº40 Nº 60 Nº100 Nº200 Abertura (mm) 76,2 63,5 50 38,1 25,4 19 9,5 4,75 2 0,84 0,43 0,25 0,15 0,075 Coeficiente de Uniformidad (Cu) o de Hazen: Es la relación que existe entre el diámetro que corresponde al 60% de peso más finos y el 10% del mismo. Este coeficiente indica la pendiente media de la curva granulométrica en su parte central. D Cu = D 60 10 Asimismo, el coeficiente de uniformidad indica la proporción de partículas del mismo tamaño. Por ejemplo: si las partículas son del mismo diámetro Cu=1. Cu puede ser un número mayor que uno y el aumento de Cu representa un amplio rango de diferentes tamaños de partícula. Coeficiente de curvatura (Cc): es la relación del diámetro de porcentaje 30% entre el producto del 60% y 10%. 60 2 30 D Cc = D D Donde: 10 2
D60 = Diámetro en milímetro que cumpla que el 60% del material tenga un tamaño igual o inferior a él. D30 = Diámetro en milímetro que cumpla que el 30% del material tenga un tamaño igual o inferior a él. D10 = Diámetro en milímetro que cumpla que el 10% del material tenga un tamaño igual o inferior a él. El coeficiente de curvatura describe la suavidad y la forma de la curva de gradación. Valores de Cc muy altos o muy bajos indican que la curva es irregular. El tamaño efectivo: es el tamaño máximo de los granos que forman el 10% en peso más fino.(d10 =tamaño o diámetro efectivo) Realización del ensayo en el laboratorio: En el laboratorio el ensayo se realiza por vía húmeda o por vía seca. La vía húmeda se utiliza cuando el suelo presenta mayor proporción de fino y se realiza lavando la muestra a estudiar por el tamiz numero 200. La vías seca se utiliza cuando el suelo a estudiar predomina material grueso (gravas y arenas) y se realiza haciendo directamente la granulometría con la tamizadora ordenando los tamices de mayor a menor tamaño. Los pasos a seguir son: Si se realiza por vía húmeda o seca se debe determinar el peso total de la muestra PTM. Se lava la muestra por el tamiz numero 200, permitiendo lavar los finos del suelo a estudiar (vías humedad). Se seca la muestra en el horno. 3
Se coloca la muestra en la serie de tamices desde el numero 3 hasta el Nº4, se puede agitar manualmente. 3 2 1/2 2 1 1/2 Gravas 1 3/4 3/8 Nº 4 La muestra pasante por el tamiz numero cuatro (Nº 4) se coloca en la serie de tamices desde el numero 10 al numero 200 y se agita con la tamizadora. Nº 10 Nº 20 Nº 40 Arenas Nº 60 Nº 100 Nº 200 Finos Cacerola 4
Luego se determina el peso retenido en cada tamiz: Wret C/T (gr). El porcentaje parcial se determina dividiendo el peso retenido en cada W tamiz entre el peso total de la muestra ret C/T. 100 PTM Luego se determina el porcentaje retenido acumulado, sumando sucesivamente el peso retenido parcial de cada tamiz. Por último se determina el porcentaje pasante, restando 100 menos el porcentaje retenido acumulado. Curva Granulométrica: % Pasante (E Nat) 100% 1 50% 0% 3 3/4 Nº 4 Nº 10 Nº 40 Nº 200 Grava gruesa Grava fina Arena gruesa Arena media Arena fina Tamíz o Tamaño de partículas (mm) (Escala logarítmica) Se tienen suelos bien gradados: Contiene partículas de todos los tamaños y en las mismas proporciones. Por ejemplo la curva 1. Los suelos bien gradados deben cumplir: 5
El coeficiente de curvatura debe estar entre 1 y 3, 1 Cc 3. El coeficiente de uniformidad debe estar: Gravas > 4 y arenas > 6. Los suelos mal gradados: presentan ausencia de algunos tamaños o son uniformes, por ejemplo curva 2 presenta ausencia de tamaño de partícula. Y la curva 3 presenta uniformidad en la curva. 6