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INTRODUCCIÓN
Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca
mejorar las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de
los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos,
como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de
importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire. En la actualidad
existen muchos métodos para compactar, al menos teóricamente, en el laboratorio
unas condiciones dadas de compactación de campo. Unos de lo cual cabe mencionar
es “Prueba Proctor” que consiste en determinar el peso por unidad de volumen de un
suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes
contenidos de humedad.
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OBJETIVOS
• Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar
el Ensayo Proctor Modificado.
• Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado de acuerdo
a un método establecido para evitar cometer errores u omitir información relevante.
• Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones, tablas y gráficos, de manera
que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.
• Determinar la humedad óptima de compactación de un suelo, con la cual se
alcanzará la máxima compacidad.
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MARCO TEORIO
1. Definición:
En mecánica de suelos, el ensayo de compactación Proctor es uno de los más
importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de
un terreno. A través de él es posible determinar la densidad seca máxima de un
terreno en relación con su grado de humedad, a una energía de compactación
determinada.
Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Standard", y
el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos se encuentra en la
energía utilizada, la cual se modifica según el caso variando el número de golpes,
el pisón (cambia altura y peso), el molde y el número de capas.
El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un
cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener la curva
que relaciona la humedad y la densidad seca máxima a determinada energía de
compactación. El punto máximo de esta curva corresponde a la densidad seca
máxima en ordenadas y a la humedad óptima en abscisas.
Las principales normativas que definen estos ensayos son las normas
americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials,
Sociedad Estadounidense para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor
estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen
las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor normal
y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor modificado. En Argentina se
puede referir a las normas de Vialidad Nacional.
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2. Beneficios de la compactación
Aumenta lacapacidadparasoportar cargas: Los vacíos producendebilidaddel suelo
e incapacidadparasoportar cargas pesadas.Estandoapretadastodaslaspartículas, el
suelopuede soportarcargasmayoresdebidoaque laspartículas mismasque soportan
mejor.
Impideel hundimientodel suelo: Si la estructurase construye enel suelosinafirmaro
afirmadocondesigualdad,el suelose hunde dandolugaraque la estructurase
deforme (asentamientosdiferenciales).Donde el hundimientoes másprofundoenun
ladoo en unaesquina,se producengrietas ounderrumbe total.
Reduce el escurrimientodel agua: Un suelocompactadoreduce lapenetraciónde
agua. El agua fluye yel drenaje puedeentoncesregularse.
Reduce el esponjamientoyla contraccióndel suelo: Si hay vacíos, el agua puede
penetrarenel sueloyllenarestosvacíos.El resultado seríael esponjamientodel suelo
durante la estaciónde lluviasylacontraccióndel mismodurante laestaciónseca.
Impidelos dañosde las heladas: El agua se expande yaumentael volumenal
congelarse.Estaaccióna menudocausaque el pavimentose hinche,yala vez,las
paredesylosasdel pisose agrieten.Lacompactaciónreduce estascavidadesde agua
enel suelo.
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3. Tipos de Proctor
3.1 Proctor estándar :
El método de ensayo estándar para determinar la relación humedad-densidad de
suelos y mezclas de suelo-agregado usando un martillo de 2.49 kg (5.5 lb) y una
caída de 305 mm (12 pulg), esta estandarizado por la ASTM D 698-78.
Tipo de estándar
Método A B C
Condiciones %Ret. Acum. N°4≤20%
%Ret.Acum.N°3/8≤20% %Ret.Acum.N°3/4≤30%
%Ret.Acum.N°4 >20% %Ret.Acum.N°3/8>20%
Cantidad de suelo(gr) 3 3 6
Tiempo de duración 3 3 3
N° capas 3 3 3
N° de golpes 25 25 56
Diámetro de molde 10.16±0.04 10.16±0.04 15.24±0.07
Altura de molde 11.64±0.05 11.64±0.05 11.64±0.05
Volumen de molde 944±14 944±14 2124±25
Peso de martillo 2.5±0.01 2.5±0.01 2.5±0.01
Altura de caída del martillo 30.48±0.13 30.48±0.13 30.48±0.13
Diámetro del martillo 5.08±0.025 5.08±0.025 5.08±0.025
Energía de compactación 6.054 6.054 6.027
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3.2 Proctor modificado
Métodos de ensayos modificado para determinar la relación humedad-densidad
de suelos y mezclas de suelo-agregado usando un martillo de 4.54 kg (10 lb) y
una caída de 457 mm (18 pulg) (ASTM D 1557-78).
MODIFICADO
Método A B C
Condiciones %Ret. Acum. N°4≤20%
%Ret.Acum.N°3/8≤20% %Ret.Acum.N°3/4≤30%
%Ret.Acum.N°4 >20% %Ret.Acum.N°3/8>20%
Cantidad de suelo(gr) 3 3 6
Tiempo de duración 3 3 3
N° capas 3 3 3
N° de golpes 25 25 56
Diámetro de molde 10.16±0.04 10.16±0.04 15.24±0.07
Altura de molde 11.64±0.05 11.64±0.05 11.64±0.05
Volumen de molde 944±14 944±14 2124±25
Peso de martillo 4.54±0.01 4.54±0.01 4.54±0.01
Altura de caída del martillo 45.72±0.13 45.72±0.13 45.72±0.13
Diámetro del martillo 5.08±0.025 5.08±0.025 5.08±0.025
Energía de compactación 27.485 27.485 27.363
4. Reemplazo de material para el ensayo proctor estándar o modificado
4.1 Método A: (%Retenido Acumulado N°4≤20%)
Descartar el material retenido en el tamiz N°4.
4.2 Método B: (%Retenido Acumulado N°3/8≤20% y %Ret. Acum. N°4 >20%)
Pasar el material a través del tamiz 3”. Descartar el material que sea retenido
en el tamiz 3#. El material que pasa el tamiz 3” y es retenido en el tamiz 3/8”
debe ser reemplazado por una cantidad igual en peso de material que pase
por el tamiz 3/8” y sea retenido por el tamiz N°4. El material para reemplazo
debe tomarse de una porción no usada de la muestra
4.3 Método C: (%Retenido Acumulado N°3/≤30% y %Ret. Acum. N°4 >20%)
Pasar el material a través del tamiz 3”. Descartar el material que sea retenido
en el tamiz 3”. El material que pasa el tamiz 3”y es retenido en el tamiz 3/4”
debe ser reemplazado por una cantidad igual en peso de material que pase
por el tamiz 3/4” y sea retenido en el tamiz 3/8”. El material para reemplazo
deber tomarse de una porción no usada de la muestra.
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PROCEDIMIENTO
1. Tomamos la muestra de muestra y la tamizamos con ayuda de los tamices 3/4,
3/8, 4.
2. Si más del 50% de la muestra pasa por el tamiz número 4, se procede a usar el
proctor estándar en caso contrario se hará uso del proctor modificado.
3. Hacemos la granulometría y vemos el porcentaje de peso retenido en el tamiz
3/4, dependiendo de ese resultado elegiremos el método a usar.
4. Nuestra muestra nos dio como resultado proctor estándar- método c.
5. Se pesó 6 kilos de muestra y se hizo la granulometría, el peso retenido en la
malla 3/4, se reemplaza por el peso retenido en la malla 3/8.
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6. Una vez hecho esto, se toma dos muestras pequeñas de suelo para poder
hallar su contenido de humedad verdadero, luego se le agrega 3% de agua.
7. Se separa la muestra en partes, estas dependerán del método, en nuestro
caso se separó en 3.
8. Se llenó un molde con una parte de la muestra y se dieron 56 golpes con el
pisón (estos también dependerán del método) y así se continuo con las otras
dos partes.
9. Se pesa el molde con el suelo. Se repite el proceso dos veces más pero
agregando 5% y 7% de agua sucesivamente.
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CALCULOS
Tamiz Peso Parcial Retenido % Parcial Retenido
% Acumulado
Retenido
(mm) (gr) (gr) (gr)
3/4" 19 400.92 20.6 20.6
3/8" 9.5 674.86 34.68 55.28
N° 004 4.75 777.65 39.96 95.24
Platillo 92.59 4.76 100
Total 1946.02 100
Método de Compactación Proctor estandar-Metodo C
Determinación de Contenido de humedad
Punto 1 2 3
1 N° recipiente 130 110 130 110 112
2 W recipiente 18.04 16.78 18.04 16.78 14.4
3 W recipiente sw 168.5 165.2 168.5 165.2 140
4 W recipiente s 166.14 162.77 166.14 162.77 121.54
5 Ww: 3-4 2.36 2.43 2.36 2.43 18.46
6 Ws: 4-2 148.1 146 148.1 146 107.14
7 w: 100*5/6 1.59 1.66 1.59 1.66 17.22
8 w promedio 1.62 1.62 17.22
Determinación de la densidad
Punto 1 2 3
No molde 7 7 3
V molde 3232.4 3232.4 3239.475
W molde (gr) 4208 4208 5359.33
W molde sw (gr) 13143 14436 11111
W sw 8935 10228 5751.67
g 2.764 2.683 1.77
PESO ESPECIFICO SECO (gd)
Punto 1 2 3
Contenido de humedad 3 5 7
Cont. De humedad real 1.62 1.62 17.22
w% 4.62 6.62 24.22
gd: g/(1+w%) 2.64 3 1.42
11. 11
CONCLUSIONES
Después de realizado este trabajo práctico podemos concluir que el ensayo Proctor es
muy importante en la ingeniería de suelos, y sobre todo en el diseño y construcción de
rellenos y terraplenes. En este laboratorio hemos aprendido a realizar el procedimiento
para llevar a cabo el ensayo y poder así saber que compactación máxima permite el
suelo en estudio y cual es la humedad óptima para lograr la máxima compacidad. En
cuanto a los resultados obtenidos, podemos decir que el suelo alcanza su máxima
compacidad con un contenido de humedad de un 6.62 %, llegando a una densidad
seca de 3.
