Prueba Proctor

Objetivo

Este método de prueba nos sirve para determinar el peso específico seco máximo y la humedad optima en suelos que se emplean en La construcción de terracerías.

Compactación de suelos

La compactación es el mejoramiento artificial de las propiedades mecánicas del suelo por medios mecánicos de los materiales térreos que constituyen la sección estructural de las carreteras ferrocarriles o aeropistas. Su mayor  importancia estriba en el aumento de resistencia y la disminución de deformaciones del suelo.

Se distingue de la consolidación de suelos en que, en este último proceso el peso específico crece gradualmente bajo la acción natural de las sobrecargas impuestas que provocan la expulsión de agua por un proceso de difusión, ambos procesos involucran disminución de volumen, por lo que en el fondo son equivalentes.

La importancia de la compactación de suelos esta en el aumento de la resistencia y disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al aplicar al suelo técnicas convenientes que aumenten su peso especifico disminuyendo sus vacíos. Por lo general las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales, tales como: presas, diques, terraplenes para caminos, bordos de defensa, muelles, pavimentos, ferrocarriles etc.

Existen tres métodos para el mejoramiento de suelo que son:

Método físico

Ÿ Confinamiento

Ÿ Consolidación previa

Ÿ Mezclas (suelo con suelo)

Métodos químicos

Ÿ Con sal

Ÿ Con cemento

Ÿ Con cal

Ÿ Con asfalto

Métodos mecánicos

Ÿ Compactación

La eficiencia de cualquier tipo de compactación depende principalmente del contenido de agua del suelo antes de la compactación y a la energía especifica que se le aplique al proceso. Actualmente existen varios procesos para reproducir en el laboratorio las condiciones dadas en el campo.

La prueba Proctor consiste en compactar el suelo en tres capas dentro de un molde determinado, a cada capa se le compacta con 25 golpes por medio de un pisón. Con este procedimiento R.R. Proctor estudio la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial de agua en el suelo, encontrando que tal valor era vital en la compactación lograda.

Observo que en contenidos de humedad crecientes a partir de valores bajos, se obtenían más altos pesos específicos secos y por lo tanto mejores compactaciones de suelo. Sin embargo esta tendencia no se mantenía indefinida, sino que al pasar la humedad de un cierto valor los pesos específicos secos obtenidos disminuían, resultando en peores compactaciones. Proctor puso de manifiesto que para un suelo dado y usando el procedimiento descrito existe una humedad inicial llamada óptima que produce el máximo peso específico seco que puede lograrse con este proceso de compactación.

Material y Equipo

Molde Proctor

Pisón metálico con arista

Guía de lámina de forma tubular

Balanza de precisión

Bascula de 20kg.

Vasos de aluminio 32, 30, 12, 18,25

Probeta

Pala Cuadrada

Tepetate

Espátula

Cucharón

Malla del # 4

Charola rectangular

Desarmador

Horno de 0 a 100

Procedimiento.

1.Se pesa el molde, la charola y los vasos de aluminio

2.La muestra de tepetate se  obtendrá por cuarteo de 4Kg. Previamente disgregado y pasado por la malla # 4.

3.Se mezcla todo el material y se adicionara la cantidad de agua necesaria.

4.El compactado se efectuara en tres capas aproximadamente iguales dándole 25 golpes con el pisón a cada capa.

5.Una vez apisonada la última capa se removerá el collarín y se enrazara el molde, tomando el peso del molde más el del suelo húmedo.

6.Después de extraerse la muestra se reintegra al resto del material que está en la charola.

7.Se disgrega hasta dejarlo como estaba inicialmente.

8.Se repiten los pasos 3, 4, 5, 6 y 7 incorporando 120ml. De agua y se repite hasta que la muestra quede muy húmeda.

9.Al terminar se tienen 5 muestras con las diferentes cantidades de agua y se colocan en los vasos de aluminio para ser colocados en el horno por un periodo de 24 horas para registrar el peso del vaso más el suelo seco y se hacen los cálculos para obtener el contenido de agua.

Pesos del equipo usado

Molde Proctor: 3.169 Kg.

Parte superior del molde Proctor: 1.033 Kg.,

Pisón: 2.494 Kg.,

Cubre pisón 3.290 Kg.,

Charola: 3.920 Kg.,

Ec = Energía de compactación para terracerías y caminos.

Ec = Nn W h / V

Ec = 25 (3) (2.494) (30) / 2123.03

Ec = 5,611.5 / 2123.03

Ec = 264.31 Kgm / m3

Donde:

N = Numero de golpes

n =  Numero de capas

W = Peso del pisón

h = Altura de caída

V = Volumen

Para obtener el peso especifico seco máximo y húmedo se usara:

gm = W m / V

gd   = gm / 1 + W

Donde:

Donde:

gm  = Peso especifico húmedo en Ton/m3

W m = Peso húmedo en Ton.

V = Volumen del cilindro

gd   = Peso especifico seco en Ton/m3

W = Contenido de agua.

Peso de las muestras y vasos

Vaso #	Peso del vaso (gr.)	Peso del vaso más suelo húmedo	Peso del vaso más suelo seco
12	84.6	227.60	195.70
30	80.1	185.5	165.8
25	88.4	194.5	165.6
18	84.4	201.2	167.5
32	80.0	430.0	320.9

Peso de muestras y charola 

Numero de muestra	Peso (gr.)
Muestra 1	4.435
Muestra 2	4.554
Muestra 3	4.717
Muestra 4	4.775
Muestra 5	4.810

Peso del suelo húmedo Wm = (peso del molde + suelo húmedo) - (peso del molde)

Peso especifico húmedo gm = Wm / Volumen en m3

Peso del agua Ww = (Peso del vaso + suelo húmedo) - (Peso del vaso + peso seco)

Peso del suelo seco Ws = (Peso del vaso + suelo seco) - (peso del vaso)

Contenido de agua =  Wh - Ws / Ws * 100

Peso especifico seco gd   = gm  / 1 + contenido de agua 

Análisis	Muestra 1 (12)	Muestra 2 (30)	Muestra 3 (25)	Muestra 4 (18)	Muestra 5 (32)
Peso suelo h gr.	1,266	1,385	1,548	1,606	1,641
Peso esp. H	780.66	854.04	954.55	990.31	1,011.91
Peso agua gr.	31.9	19.7	28.9	33.7	109.1
Peso suelo s gr.	111.10	85.7	72.2	83.1	240.9
Cont. de agua %	16.30	11.88	17.45	20.11	33.99
Peso esp. s	45.12	66.30	51.73	46.91	28.91

Conclusiones

El desarrollo de esta práctica nos dio como resultado el poder aprender uno de los métodos más usados para la compactación de un suelo, el método de compactación Proctor, además de familiarizarnos con el equipo que se ocupa para el perfecto desarrollo de esta prueba. Además de que en el desarrollo de un Ingeniero Civil es de gran importancia que este conozca los procedimientos y los resultados que este método nos da, y de la importancia que tiene en trabajos de terracerías, caminos, puertos, ferrocarriles etc.

Por otra parte los resultados obtenidos se ajustan dentro de los parámetros establecidos para el tipo de material y el tipo de prueba realizada, esto en parte a la asesoría del personal de laboratorio.

Bibliografía

Mendoza Ernesto "Introducción al proceso Constructivo

Editorial Fundec. México DF.

CONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento.

MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.