7/18/2019 Cono de Arena

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Introducción

El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verifcar los resultados

obtenidos en aenas de compactación de suelos, en las que existen

especifcaciones en cuanto a la humedad y la densidad.

Es el método lejos más utiliado. !epresenta una orma indirecta de obtener el

volumen del a"ujero utiliando para ello, una arena estandariada compuesta

por partículas cuarosas, sanas, no cementadas, de "ranulometría redondeada

y comprendida entre las mallas #$ %& '()* +,& mm.- y #$ / '()* +&,/ mm.-.

'parato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de %,/ mm. de

abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de

un recipiente de aproximadamente 0 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar

una placa base, con un orifcio central de i"ual diámetro al del embudo

'rena estandariada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa

constante. 1eneralmente se utilia arena de 2tta3a, que corresponde a un

material que pasa por la malla #$ & '()* +&,4/ mm.- y queda retenida en la

malla #$ & '()* +&,5& mm.-.

Objetivos

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1eneral6

• 7eterminar el "rado de compactación del campo a partir de una

muestra de suelo

Específcos6

  87eterminar la densidad seca del suelo ya compactada

  87eterminar la masa de la muestra extraída del suelo

Marco teórico

La compactación:

es el procedimiento de aplicar ener"ía al suelo suelto para eliminar

espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia,

su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades

9a compactación se realia "eneralmente sobre los materiales que se

utilian para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también

puede realiarse in situ con suelos naturales en proyectos de

mejoramiento del terreno

9os principales objetivos de la compactación es mejorar las propiedades

in"enieriles del material, tales como6

8 'umentar la resistencia al corte.

8 *ejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de car"a de

cimentaciones y pavimentos.

8 7isminuir la compresibilidad y, por consi"uiente, reducir los

asentamientos.

8 7isminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.

8 !educir el potencial de expansión, contracción o expansión por

con"elamiento.

El método del cono de arena

9ue"o que se defnen los criterios de compactación para las obras en

terreno, "eneralmente con limitaciones de humedad y densidad: es

necesario utiliar un método para determinar la densidad o peso unitario

que el suelo alcana lue"o de la compactación

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9a calidad durante un proceso de compactación en campo se mide

a partir de un parámetro conocido como "rado de compactación, el cual

representa un cierto porcentaje. (u evaluación involucra la

determinación previa del peso específco y de la humedad óptima

correspondiente a la capa de material ya compactado. Este método de

conocer el "rado de compactación es un método destructivo ya que se

basa en determinar el peso específco seco de campo a partir del

material extraído de una peroración, la cual se realia sobre la capa de

material ya compactada.

El método del cono de arena se aplica a partir de la superfcie del

material compactado, este método se centra en la determinación del

volumen de una peque;a excavación de orma cilíndrica de donde se ha

retirado todo el suelo compactado +sin pérdidas de material- ya que el

peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico

nos permite determinar la densidad h<meda. 7eterminaciones de la

humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca

El método del cono de arena utilia una arena uniorme normaliada y d

e "ranosredondeados para llenar el hueco excavado en terreno.

 =reviamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la

densidad que ella tiene para las mismas condiciones de caída que este

material va a tener en terreno. =ara ello se utilia un cono metálico.

Materiales

•  Aparato de densidad

>onsiste en una válvula cilíndrica de %,/ mm de abertura con un

extremos terminado en orma de embudo y con su otro extremo

ajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente cerrada o

completamente abierta. El aparato debe llevar placa base

•  Arena de ensayo 

>ompuesta por partículas sanas, redondeadas, no cementadas y

comprendidas entre mm y %mm. 7ebe estar lavada y seca enuna estua de %%&?> @/?>

• Deposito de calibración de la arena 

!ecipiente metálico impermeable, de orma cilíndrica y con una

capacidad volumétrica de a 9

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• Balanza 

>on un capacidad de %/ A" y una precisión de &.%"• Envases

!ecipientes con una tapa de hojalata sin costura con tapa

hermética, bolsas de polietileno u otros recipientes adecuados

para contener las muestras y la arena de ensayo

Berramienta y accesorios

• =icota ,chuo, pala, para depejar o alcanar la cota del punto de

medición, cuchillo, martillo, pala jardinera y cuchara para cavar la

peroración del ensayo: termómetro y placa de vidrio para calibrar

el depósito: brocha, cinta métrica, libreta de apuntes, etc

Procedimiento

• 7eterminación de la densidad aparente suelta de la arena

estandariada. (e pesa el molde de compactación +C%- con su

base ajustada y se verifca su volumen +D%-.• (e coloca el molde sobre una superfcie plana, frme y horiontal,

montando en el la placa base y el aparato de densidad,

procurando que la operación sea similar a la que se desarrollará en

terreno.• 9ue"o se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el

molde, se cierra la válvula, se retiran el aparato de densidad y la

placa base y se procede a enrasar cuidadosamente el molde, sinproducir vibración, re"istrando el peso del molde más la arena que

contiene. Esta operación se repetirá hasta obtener, a lo menos,

tres pesadas que no diferan entre sí más de un %.• =romediando los valores, se obtiene el peso del molde con arena

+C- y se determina la densidad aparente suelta de la arena.• F 7eterminación del peso de arena necesario para llenar el cono y

el espacio de la placa base. (e llena el aparato de densidad con

arena re"istrando el peso del conjunto +C-.• 9ue"o se coloca la placa base sobre una superfcie plana, frme y

horiontal, montando en ella el aparato de densidad. (e abre laválvula y se espera hasta notar que la arena ha parado de Guir,

momento en el cual se cierra la válvula.• Hinalmente se re"istra el peso del aparato de densidad más la

arena remanente +C0-. Esta operación se repetirá para obtener un

se"undo valor que se promediará con el anterior y por dierencia

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de pesos se obtendrá la masa de arena que llena el cono y el

espacio de la placa base +C/-.

•

7eterminación del volumen del a"ujero. #ivelada la superfcie aensayar, se coloca la placa base y se procede a excavar un

a"ujero dentro de la abertura de ésta. El volumen de suelo más o

menos a remover, será el indicado en la tabla de la f"ura .%., la

cual esta en unción del tama;o máximo de las partículas del

suelo. Este material extraído será depositado dentro de un

recipiente hermético.

• 9ue"o se pesa el aparato de densidad con el total de arena +C4-, el

que es puesto ense"uida sobre la abertura de la placa base y se

abre la válvula dejando escurrir la arena hasta que se deten"a,momento en el cual se cierra la válvula y se determina el peso del

aparato de densidad más la arena remanente +CI-.

• Hinalmente, se recupera la arena de ensaye desde dentro del

a"ujero y se deja en un envase aparte, de modo de

reacondicionarla para poder volver a utiliarla en otra toma de

densidad.

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Conclusión

7urante la realiación del ensayo del cono de arena se determino

satisactoriamente la densidad seca en sitio del suelo. Es necesario que

a la hora de realiar este ensayo se ten"an en cuenta distintos actores

que pueden alterar el resultado del mismo, estos actores a tener

cuidado son6

8#o dejar pasar mucho tiempo desde la calibración del equipo y arena,es posible que la arena adsorba humedad y creara variaciones en su

densidad dando resultados malos como consecuencia.

89os datos que se obten"an en dicho ensayo deben ser tomados con sus

unidades y decimales correspondientes, a la hora de sacar cálculos y

resultados pueden haber errores de lo contrario.

8Es necesario utiliar durante toda la práctica los mismos equipos con

los que se inicio, cada equipo tiene una calibración, peso y condición

<nica.

89os equipos a utiliar se deben encontrar en buenas condiciones +sin

abolladuras, peroraciones, hornos y balanas bien calibrados-.

Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos

conocer el "rado de compactación de una capa en campo, es muy

sencilla, no necesita mucho

tiempo, además de que la inormación que nos proporciona es muy cerc

ana a la realidad.