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Ensayo de cono de arena

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  • 1. Escuela Superior Politécnica del Litoral Descripción del método. Este ensayo proporciona un medio para compararlas densidades secas en obras en construcción, conlas obtenidas en el laboratorio. Para ello se tieneque la densidad seca obtenida en el campo se fijacon base en una prueba de laboratorio.Al comparar los valores de estas densidades, seobtiene un control de la compactación, conocidocomo Grado de Compactación, que se define comola relación en porcentaje, entre la densidad secaobtenida por el equipo en el campo y la densidadmáxima correspondiente a la prueba de laboratorio. El Gradode Compactación de un suelo se determinade acuerdo a la siguiente expresión: Equipo. Equipo de Densidad de campo: o Cono Metálico (diámetro 4 plg.). o Arena Calibrada (Arena de Ottawa). o Placa metálica hueca (diámetro del agujero 4 plg.). Balanza con una precisión de 0.10 lb. Pica, para extraer la arena del suelo en estudio. Bolsas plásticas, para echar la muestra extraída delsuelo. Página 1
  • 2. Escuela Superior Politécnica del Litoral Procedimiento. Antes de iniciar el ensayo, se debe calibrar el equipode densidad de campo, para de esta forma obtenerel peso volumétrico de la arena calibrada y el pesode arena calibrada que queda en el cono después deejecutar el ensayo; datos que nos sirven en ladeterminación de la Densidad de Campo. Seguidamente se nivela el suelo compactado en elcampo y se retira el material suelto. A continuación se coloca la placa y se comienza ahacer una perforación, teniendo como guía elagujero interior de la placa, a una profundidad de 10a 12 cm. Todo el material que se saque del agujero se colocaen una bolsa plástica y se pesa. Para determinar el volumen del agujero, utilizamosel equipo de densidad de campo de la siguienteforma: o Se determina el peso inicial del frasco con laarena calibrada. Luego se invierte y se colocasobre la placa, la cual está colocada en la partesuperior del agujero; se abre la llave del cono,permitiendo el paso de la arena. o Cuando el agujero y el cono están llenos dearena, se cierra la llave y se procede adeterminar el peso final del frasco y la arena contenida en el. o Por la diferencia de los pesos del frasco más laarena inicial y del frasco más la arena final,obtenemos el peso de la arena contenida en elagujero y el cono. A este valor le restamos elpeso de la arena que cabe en el cono, obteniendode esta forma el peso de la arena contenida en el agujero. o El peso de la arena dividida por su densidad,obtenidaenellaboratoriomediantelacalibración, nos da el volumen del agujero. Finalmente se debe determinar en el laboratorio, ladensidad seca máxima y la humedad de la muestrarecuperada del agujero, para de esta forma,determinar el Grado de Compactación. Posibles errores. Humedad Precisión de aparatos Arena mal graduada Tomar mal un peso por diferentes causas ejemplo: viento Página 2
  • 3. Escuela Superior Politécnica del Litoral Ilustración 1.- Posible falla en la medición de un peso por acción del viento o otros. Ilustración 2.- Ensayo del cono de arena en el campo. ASTM D 1556-82. Este método cubre la determinación de la densidad del suelo in situ. Cualquier suelo u otro material que puede ser excavado con herramientas de mano puede ser ensayado, siempre y cuando los vacíos o las aberturas de los poros en la masa son lo suficientemente pequeños para prevenir que la arena usada en el ensayo se introduzca en los vacíos naturales. El suelo u otro material siendo ensayado deberá tener la suficiente cohesión o atracción entre partículas para mantener estable los lados de un hueco pequeño o excavación. Este deberá ser lo suficientemente firme para soportar las presiones pequeñas ejercidas al excavar el hueco y colocar el aparato sobre él, sin deformarse o desplazarse. Ilustración 3.- Cono de arena. Página 3
  • 4. Escuela Superior Politécnica del Litoral Cuando el contenido de humedad y la densidad seca van a ser determinadas, no debe ser usado este método en algunos suelos o materiales, como se indica en los párrafos 1.3 y 3.5 del método D2216. Este método es muy difundido para determinar la densidad de suelo compactados utilizados en la construcción de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de relleno. Es comúnmente utilizado como base de aceptación para suelos compactados a una densidad específica o a un porcentaje de la densidad máxima determinada por un método de ensayo estándar. Este método puede ser usado para determinar la densidad in-situ de depósitos de suelos naturales, agregados, mezclas de suelos u otro material similar. El uso de este método está generalmente limitado a un suelo en una condición no saturada. Este método no es recomendable para suelos que son blandos o fáciles de pulverizar o que estén en una condición de humedad tal que el agua escurra en un hueco excavado a mano. La precisión del ensayo puede ser afectada para suelos que se deforman fácilmente o que sufran cambios volumétricos en el hueco excavado debido a que el personal camine o se detenga cerca del hueco durante la prueba. Página 4

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