INTRODUCCIÓN El ensayo Proctor se realiza para determinar la humedad óptima a la cual un suelo alcanzará su máxima compacidad.La humedad es importante pues aumentando o disminuyendo su contenido en el suelo se pueden alcanzar mayores o menores densidades del mismo, la razón de esto es que el agua llena los espacios del suelo ocupados por aire (recordemos que el suelo está compuesto de aire, agua y material sólido), permitiendo una mejor acomodación de las partículas, lo que a su vez aumenta la compacidad. Sin embargo un exceso de agua podría provocar el efecto contrario, es decir separar las partículas disminuyendo su compacidad. Es por esto que el ensayo Proctor tiene una real importancia en la construcción, ya que las carreteras y las estructuras necesitan de una base resistente donde apoyarse, y un suelo mal compactado podría significar el colapso de una estructura bien diseñada, en algunos casos, como por ejemplo en caminos de poco tráfico o de zonas rurales, el suelo constituye la carpeta de rodado, por lo que la importancia de la compactación se hace evidente. En este trabajo práctico se realizará un Ensayo Proctor Modificado, según la norma chilena, Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad – Parte 2: Métodos de compactación con pisón de 4,5 kg y 460 mm de caída, NCh 1534/2 Of79. con la cual se alcanzará la máxima compacidad. Determinar la humedad óptima de compactación de un suelo. Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones. 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. . de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.OBJETIVOS Al terminar este trabajo en el laboratorio el alumno será capaz de: • • • • Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el Ensayo Proctor Modificado. tablas y gráficos. o expansión por congelamiento. Mc-Graw Hill. el contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en laboratorio. Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos. la cual depende de la energía utilizada durante la compactación y del contenido de humedad del suelo. La relación entre la densidad seca. Se calcula la densidad seca y se repite el procedimiento haciendo variar el contenido de humedad. compactando el suelo en un determinado número de capas que reciben un número de golpes. Generalmente la compactación se realiza sobre los materiales que se utilizan para relleno en la construcción de terraplenes. Mecánica de Suelos. Reducir el potencial de expansión. La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra de suelo húmedo en un molde cilíndrico de un volumen específico y con una energía de compactación determinada. 378-380. contracción.APOYO TEÓRICO1 Compactación es el término que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante sistemas mecánicos. p. Por lo general se utilizan diferentes ensayos. Las características de compactación se presentan en un gráfico que relaciona la densidad seca en función del contenido de humedad. 1993. El grado de compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. Los objetivos de la compactación son los siguientes: • • • • Aumentar la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos. El punto más alto de la curva obtenida en el gráfico que corresponde a la mayor densidad seca determina el contenido de humedad óptimo. . pero la mayoría están basados en el mismo principio: la compactación dinámica creada por el impacto de un martillo metálico de una masa específica que se deja caer desde una altura determinada. se miden su densidad aparente y su contenido de humedad. 1 Condensado de Berry P.. Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad. y Reid D. Después de preparar la muestra compactada. El incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantiene el contenido de humedad aproximadamente constante. con un rebaje en su circunferencia superior donde ajusta el collar y alas para sujetarlo a la placa base. Balanzas: se usan para pesar el suelo y las muestras de cada ensayo para calcular el contenido de humedad real. Probetas graduadas: son recipientes de vidrio o plástico graduados en centímetros cúbicos y se usan para medir el agua que se le agrega a la muestra. Herramientas de mezclado: se usan vasijas o pailas metálicas poco profundas para mezclado y palas o espátulas. o por dos piezas semicilíndricas ajustables. Collar: cada molde lleva un collar de aproximadamente 60 mm de altura. Pisón metálico: es un cilindro metálico con una cara circular de 50 mm y con una masa de 4500 g. por medio de las alas que éstos tienen. La guía tiene cuatro peforaciones de 10 mm a 20 mm de cada extremo. Regla de acero: se usa para enrasar el suelo al nivel del molde. el cual tiene un rebaje de modo que ajusta firmemente al molde y alas para sujetarlo a la placa base. a pernos con tuerca tipo mariposa solidarios a la placa. . Placa base: está constituida por una placa metálica en la que se asegura el molde y el collar. En el LEMCO se utilizan moldes de una sola pieza. Tamiz Nº4: corresponde a una abertura nominal de 5 mm y se usa para seleccionar el material a ocupar en el ensayo. separadas en 90º. luego de compactado y extraído el collar.MATERIALES Los materiales utilizados en el Ensayo Proctor Modificado son los siguientes: Moldes: son metálicos y de forma cilíndrica. Está equipado con una guía tubular para controlar la altura de caída a 460 mm. pueden estar constituidos por una pieza completa o hendida por una generatriz. Mezclar completamente cada fracción por separado con agua suficiente para que las humedades varíen aproximadamente dos puntos porcentuales entre sí (100. 3.MÉTODO El Ensayo Proctor Modificado se realiza siguiendo el método dado a continuación: 1.4. Acondicionamiento de muestras. 300 ml). Pesar y registrar la masa del molde vacío sin collar.6 Pesar el molde con el suelo compactado. 2. 3. .2.5 Retirar el collar y enrasar con la regla al nivel del borde del molde. Determinar la capacidad volumétrica del molde. Llenar el molde como se indica: 3. 1.2. 1.3.2 3. 3. Obtención y preparación de muestras.1. y que se distribuyan alrededor de la humedad óptima.2.4. 3.1.1 3. 3. Repetir la compactación en 5 capas dejando un exceso de material sobre el borde en la última capa.1. Secar la muestra hasta que se vuelva desmenuzable.4. Obtener una muestra del suelo a ensayar de 30 kg como mínimo. Ensayo. Tamizar el suelo extraído por el tamiz Nº4.7 Determinar la densidad húmeda del suelo compactado dividiendo el peso del suelo por el volumen del molde. 1. Restar el peso del molde para obtener el peso del suelo compactado solo. 2. Colocar el molde con su collar sobre la placa base.4.3 Colocar una capa de material de aproximadamente un quinto de la altura del molde más el collar. 2. 3. Homogeneizar la muestra y separar en fracciones de 5 kg. 200. Compactar la capa con 56 golpes. 3.3. 3. Po e s mei l a ra t sl o o =P o ( e s md oe l +a ra mei l t ) −eo P s md oe l sl o o D ensidad hum eda = Peso material Volum en solo Densidad sec a = D ensidad húm eda 100 100 + w DETERMINACIÓN HUMEDAD REAL Peso P cap + P cap + Cont de Cápsula Nº 45 59 39 cápsula mat hum (g) 49 68 50 (g) 171 168 170 mat seco (g) 143 144 139 humedad (%) 30% 32% 35% El contenido de humedad se determinó en Excel por medio de la siguiente fórmula w= ( Peso cáp + mat húmedo ) −( Peso cáp + mat sec o) 100 ( Peso cáp + mat sec o) −( Peso cápsula ) . por lo que solo se anotarán las fórmulas que se utilizaron para obtener los valores del peso del material solo.51 1. la densidad húmeda y la densidad seca.09 Esta tabla fue realizada en Excel.15 1.37 1. los demás valores se miden directamente en el laboratorio y la determinación del contenido de humedad real se detalla a continuación.47 seca (g/ml) 1.RESULTADOS Los valores obtenidos en el laboratorio se detallan en la siguiente tabla: COMPACTACIÓN 56 GOLPES POR CAPA Humedad Humedad P molde Molde Nº 12 29 31 Volumen aparente (ml) 2075 2075 2075 (ml) 100 200 400 real (%) w 30% 32% 35% + mat (g) 6704 7779 7729 P molde solo (g) 3868 4647 4671 P mat solo (g) 2836 3132 3058 Densidad Densidad húmeda (g/ml) 1.05 1. 06 1.00 30% 32% Contenido de hum edad % 35% .16 1.14 1.02 1. ENSAYO PROCTOR 1.08 1.12 Densidad seca 1. En él se aprecia claramente cual es la densidad seca máxima y cual será entonces la humedad óptima.04 1.10 1.Los resultados anteriores se resumen en un gráfico que muestra el contenido de humedad versus la densidad seca. ya que el suelo era fino y tenía un alto contenido de material orgánico. En cuanto a los resultados obtenidos. y sobre todo en el diseño y construcción de rellenos y terraplenes. Es importante además mencionar que el molde normalizado de la NCh 1534/2.5 kg y 460 mm de caída. lo cual se corresponde con la experiencia. ya que este último es más alto. . llegando a una densidad seca de 1. Para este ensayo nos basamos en la norma chilena.15 g/ml. no es exactamente el que nosotros ocupamos en el LEMCO. 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. De acuerdo a estos valores se puede inferir que el suelo no es adecuado para ser usado en terraplenes o rellenos que deban soportar carga. podemos decir que el suelo alcanza su máxima compacidad con un contenido de humedad de un 32 %. que establece un procedimiento para determinar la relación entre la humedad y la densidad de un suelo compactado en un molde normalizado. NCh 1534/2 Of79. que aparece dibujado en este informe en la sección Materiales. Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad – Parte 2: Métodos de compactación con pisón de 4. con lo que el interior del molde cumple con las dimensiones especificadas en la norma y es válido para realizar el ensayo. pero se utiliza un disco macizo de aproximadamente 63 mm de altura.CONCLUSIONES Después de realizado este trabajo práctico podemos concluir que el ensayo Proctor es muy importante en la ingeniería de suelos. COMPACTACIÓN LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Daniel Santibáñez Valdivia. 30 de Abril de 2004 .