La compactación consiste en un proceso repetitivo, cuyo objetivo es conseguir una densidad específica para una relación óptima de agua, al fin de garantizar las características mecánicas necesarias del suelo. En primer lugar se lanza sobre el suelo natural existente, generalmente en camadas sucesivas, un terreno con granulometría adecuada; a seguir se modifica su humedad por medio de aeración o de adición de agua y, finalmente, se le transmite energía de compactación por el medio de golpes o de presión. Para esto se utilizan diversos tipos de máquinas, generalmente rodillos lisos, neumáticos, pie de cabra, vibratorios, etc., en función del tipo de suelo y, muchas veces, de su accesibilidad.

Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de compactación, lo cual asegurará las propiedades necesarias para el proyecto de fundación. Esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere, con una energía de compactación dada, para obtener la densidad seca máxima que se puede conseguir para un determinado suelo. La humedad que se busca es definida como humedad óptima y es con ella que se alcanza la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Se define igualmente como densidad seca máxima aquella que se consigue para la humedad óptima.

Es comprobado que el suelo se compacta a la medida en que aumenta su humedad, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo, cuya humedad es la óptima.

A partir de este punto, cualquier aumento de humedad no supone mayor densidad seca a no ser, por lo contrario, uno reducción de esta.

Los análisis son realizados en laboratorio por medio de probetas de compactación a las cuales se agrega agua. Los ensayos más importantes son el Proctor Normal o estándar y el Proctor modificado. En ambos análisis son usadas porciones de la muestra de suelo mezclándolas con cantidades distintas de agua, colocándolas en un molde y compactándolas con una masa, anotando las humedades y densidades secas correspondientes. En poder de estos parámetros, humedad/ densidad seca (humedad en %), se colocan los valores conseguidos en un gráfico cartesiano donde la abscisa corresponde a la humedad y la ordenada a la densidad seca. Es así posible diseñar una curva suave y conseguir el punto donde se produce un máximo al cual corresponda la densidad seca máxima y la humedad óptima.

curvas

 

Beneficios de la compactación

  • Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar cargas mayores debido a que las partículas mismas que soportan mejor.
  • Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales). Donde el hundimiento es mas profundo en un lado o en una esquina, por lo que se producen grietas o un derrumbe total.
  • Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.
  • Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado seria el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.
  • Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. Esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche, y a la vez, las paredes y losas del piso se agrieten. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.

suelo

 

Objetivos

Este método de ensayo se emplea para la determinación rápida del peso unitario máximo y de la humedad óptima de una muestra de suelo empleando una familia de curvas y un punto.

El índice que se obtiene, se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de los suelos de sub rasante y de las capas de base, sub base y de afirmado.

Diferencia entre Proctor Estándar y Modificado

La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado es la energía de compactación usada.

En el Normal se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30 centímetros, compactando la tierra en 3 camadas con 25 golpes y, en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5 camadas con 50 golpes.

imagen cinco

imagen tres

 

Materiales a utilizar.

Molde de compactación: Los moldes deberán ser cilíndricos de paredes sólidas fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades mostradas más adelante. Deberán tener un conjunto de collar ajustable aproximadamente de 60 mm (2 3/8″) de altura, que permita la preparación de muestras compactadas de mezclas de suelo con agua de la altura y volumen deseado. El conjunto de molde y collar deberán estar construidos de tal manera que puedan ajustarse libremente a una placa hecha del mismo material.

Martillo de compactación: Un martillo metálico que tenga una cara plana circular de 50.8 ± 0.127 mm (2 ± 0.005″) de diámetro, una tolerancia por el uso de 0.13 mm (0.005″) que pese 2.495 ± 0.009 kg (5.50 ± 0.02 lb.). El martillo deberá estar provisto de una guía apropiada que controle la altura de la caída del golpe desde una altura libre de 304.8 ± 1.524 mm (12.0 ± 0.06″ ó 1/16″) por encima de la altura del suelo. La guía deberá tener al menos 4 agujeros de ventilación, no menores de 9.5 mm (3/8″) de diámetro espaciados aproximadamen­te a 90° y 19 mm (3/4″) de cada extremo, y deberá tener suficiente luz libre, de tal manera que la caída del martillo y la cabeza no tengan restricciones.

Horno de rotación: 110 grados centígrados +/- 5 grados centígrados .Sirve para secar el material.

Balanza con error de 1 gr.: Sirve para pesar el material y diferentes tipos de recipientes.

Recipientes: Es allí donde se deposita el material a analizar

Tamices: Serie de tamices de malla cuadrada para realizar la clasificación No 4 y ¾.

 

materiales

balanza

 

horno

Procedimiento.

En primera instancia se tomaron cerca de 50 kilogramos de base granular B-200, el material se introdujo en el horno por 24 horas para quitarle la humedad y trabajar con el material totalmente seco. En este proceso se obtuvo la humedad inicial del material.

Con el material seco se procedió a tamizar 20 y 10 kilogramos. El material retenido en el tamiz de tamaño ¾ de pulgada fue remplazado por el mismo peso del material retenido en el tamiz número 4, como sé estable en la norma.

Del material tamizado se pesaron 4800 y 1800 gramos y se le hallo el 3% de la humedad el cual fue mezclado e introducido dentro del recipiente del Proctor en tres capas, cada una de las capas fue compactada por medio del martillo compactador, el cual al levantarse se le provee de una energía potencial, la cual es transmitida al suelo cuando se suelta el martillo. De acuerdo con la norma se debe aplicar 25 golpes a cada capa de material y para que las capas no sean independientes una de la otra, con la espátula se raya el material. Al terminar las tres capas el recipiente debe ser enrazado y pesado, una pequeña porción de material se utiliza para la determinación de la humedad del material. El mismo procedimiento se repite para las humedades del material de 5%, 7%, 9% y 11%

El Proctor se pesó sin material y se le midieron tanto el diámetro interno como su altura lo cual permite determinar el volumen del mismo.

ensayo

 

 

 

Fuente:

www.ingcivil-notasapuntes.com

www.rincondelvago.com