EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y AGREGADOS FINOS.

INTR

OD

UC

CIO

NPara cualquier construccin de una obra de ingeniera se requierenmateriales que cumplan al mximo con las especificaciones y normasexistentes para la construccin. Para garantizar que esto suceda esnecesario realizar pruebas de laboratorio o ensayos en los cuales sepuedan observar las caractersticas y comportamientos de los materialesy predecir su comportamiento en campo, es decir que mediante estosensayos se puede conservar o desechar un material para la ejecucin delas obras.

Dentro de la construccin uno de los problemas ms frecuentes esencontrar suelos con presencia de arcilla, pues no son aptos paraproyectos por sus propiedades fsicas. A continuacin se presenta comoes la manera de determinar el equivalente de arena en suelos yagregados finos en el laboratorio de manera muy rpida pero eficaz conayuda de algunos qumicos que hacen que se pueda determinar lacantidad tanto de arena como de arcilla en un periodo de tiempo corto;para poder realizar observaciones acerca de si son o no suelos aptospara obras.

OB

JETI

VO

S

OBJETIVO GENERAL. Evaluar y analizar la cantidad de material contaminante o arcilloso

en los suelos y materiales finos como las arenas de tal forma quecon sus datos podamos deducir la calidad y condiciones delagregado.

OBJETIVOS ESPECIFICOS. Determinar si el porcentaje de equivalente de arena que se va

hallar se encuentra dentro del rango de valores dados en lasespecificaciones del INVIAS, en lo referente a la construccin deobras viales.

Determinar si el material al cual se le realizo el ensayo es aptopara utilizarlo en obra (sub-base granular, base granular).

Establecer las condiciones de los materiales de tal forma que se lebrinde seguridad a la obra en la cual son utilizados.

MA

RC

O

Especificado en la norma INV E-133-07 del INVIAS, Este ensayo tiene por objetodeterminar la proporcin relativa del contenido de polvo fino nocivo, o materialarcilloso, en los suelos o agregados finos. Es un procedimiento que se puedeutilizar para lograr una correlacin rpida en campo. Este ensayo produce comoresultado un valor emprico de la cantidad relativa, finura y carcter del materialarcilloso presente en la muestra de suelo o agregado fino, se puede especificar unvalor mnimo del equivalente de arena, para limitar la cantidad admisible de finosarcillosos en un agregado y adems permite determinar rpidamente, en elcampo, variaciones de calidad de los agregados durante la produccin o lacolocacin.

Este ensayo consiste en que a un volumen determinado de suelo o agregado finose le adiciona una pequea cantidad de solucin floculante, mezclndolos en uncilindro de plstico graduado y agitndolos para que las partculas de arenapierdan la cobertura arcillosa. La muestra es entonces "irrigada", usando unacantidad adicional de solucin floculante, para forzar el material arcilloso aquedar en suspensin encima de la arena.

Despus de un perodo de sedimentacin, se determinan las alturas de la arcillafloculada y de la arena en el cilindro. El "equivalente de arena" es la relacinentre la altura de arena y la altura de arcilla, expresada en porcentaje.

LAB

OR

ATO

RIO

S

LAB

OR

ATO

RIO

S

LAB

OR

ATO

RIO

S

DAT

OS

OB

TEN

IDO

S En la siguiente tabla se presentan los datos obtenidos durante el ensayo deequivalente de arena. Los cuatro resultados obtenidos se deben a la pruebaque se hizo en cada cilindro plstico para obtener varios resultados y aspoder realizar comparaciones y por consiguiente un anlisis.

CILINDRO 1 2 3 4

LECTURA DE ARENA (PULGADA) 2" 2.6" 2.4" 2.5"

LECTURA DE ARCILLA (PULGADA) 10.3 11.7 11.2 12.2

CA

LCU

LOS

Para realizar el clculo equivalente de arena se usa la siguiente ecuacin, indicadapor la norma del INVIAS en cuanto a ensayos de equivalente de arena de suelos yagregados finos:

Equivalente de arena (EA) =

A continuacin se reemplazar en esta ecuacin cada una de las lecturas tomadasde cada uno de los cuatro tubos o cilindros tanto de arena y arcilla paraencontrar el equivalente de arena con una aproximacin del 0.1%.

a. Cilindro nmero 1.

Equivalente de arena (EA)1 ="

." = 19.41

b. Cilindro nmero 2.

Equivalente de arena (EA)2 =."

." = 22.22

CA

LCU

LOS

c. Cilindro nmero 3.

Equivalente de arena (EA)3 =."

." = 21.42

d. Cilindro nmero 4.

Equivalente de arena (EA)4 =."

." = 20.49

Los resultados de equivalente de arena dieron decimales se debe redondear estacifra al nmero entero superior; es decir que los valores quedaran de la siguientemanera:

EA 1 = 20

EA 2 = 23

EA 3 = 22

EA 4 = 21

CA

LCU

LOS

Se debe obtener el promedio de equivalente de arena de los cuatroresultados obtenidos, pero se debe tener en cuenta que el promedio serealiza con los valores enteros que fueron redondeados anteriormente.

Promedio: + + +

=

=

El valor de equivalente de arena para este ensayo es de 22 y en la siguientetabla se presentan los resultados obtenidos de los clculos.

CILINDRO 1 2 3 4

EQUIVALENTE DE ARENA (DECIMAL).

19.41 22.22 21.42 20.49

EQUIVALENTE DE ARENA (REDONDEADO).

20 23 22 21

PROMEDIO 22

AN

ALI

SIS

DE

RES

ULT

AD

OS En base a los resultados obtenidos mediante los clculos se determino que el valorpromedio de equivalente de arena de suelos y agregados en el ensayo con las cuatro

muestras fue de 22%, se puede decir que no es un valor aceptable para la construccinde la sub-base y base granular, tomando como referencia la especificacin del INVIASdel artculo 300, en el cual se encuentran los requisitos mnimos para la construccin deestas. En la especificacin tienen como requisito que para la construccin de la sub-basegranular el valor de equivalente de arena debe ser mayor a 25% y para la base granulardebe ser mayor a 30%, por esta razn el material al que se le hizo el ensayo no cumplecon las especificaciones mnimas para la construccin de obras viales. Por otra parteeste material con este porcentaje de equivalente de arena segn el articulo 300 deINVIAS se puede utilizar para la construccin de la capa de afirmado.

Los valores dados en las especificaciones sugieren que entre mayor sea el valor deequivalente de arena menor cantidad de finos posee el material y entre menor sea elvalor de equivalente de arena mayor ser el contenido de finos, por consiguiente los queposean el mayor valor de EA sern materiales que tendrn una mayor aplicacin enobras civiles; pues proveen una mayor resistencia y no permiten la filtracin de agua queen algunos casos es la causante del deterioro de las obras.

Cuando se hallaron los valores de equivalente de arena de las cuatro muestras ycomparndolas se puede observar que hay un rango de variacin bajo, ninguna muestrase sobrepas el 5% de la otra, esto quiere decir que se realiz el laboratoriomanteniendo todos los procesos establecidos por la norma INVIAS de una maneraeficiente.

CO

NC

LUSI

ON

ES

El material al que se le realizo el ensayo no es apto para utilizarlo en las capasde sub-base y base granular de nuestra obra vial, ya que su porcentaje esbajo y no supera los valores mnimos establecidos por la norma. Con estevalor de 22% que nos arroj el clculo de equivalente de arena, tenemos unagregado con contenidos de finos altos que nos perjudicara la sub-base obase granular en cuanto a la resistencia y permitiendo filtraciones fcilmenteen nuestras capas.

Entre mayor sea el valor de equivalente de arena el contenido de finos de lamuestra es menor y viceversa, por lo tanto es ms recomendable usarmaterial con la menor cantidad de finos posible, es decir que tenga el mayorvalor de equivalente de arena.

El ensayo de equivalente de arena en suelos y agregados finos tiene una granimportancia pues nos sirve para determinar la cantidad de finos en lamuestra y as poder analizar que tan resistente puede llegar a ser estematerial al ser usado en una obra civil generalmente en una obra vial y elnivel de permeabilidad al que estara sometida.