¿En qué consiste el análisis granulométrico por tamizado?
La granulometría por tamizado se realiza para analizar la distribución
de tamaños de partículas de suelos gruesos, con tamaños mayores a
0,074 mm. Básicamente, el ensayo consiste en agitar una muestra de
suelo a través de un conjunto de tamices, y determinar la masa del
material retenido en cada tamiz. Así, comparando esta masa retenida
en cada tamiz con el tamaño total de la muestra, puede determinarse
el porcentaje retenido en cada tamiz y, por diferencia respecto al
100%, el porcentaje pasante.
El resultado del análisis se presenta en forma gráfica, en la
llamada curva de distribución de tamaños de partículas. En general, un
buen espaciamiento de los diámetros de las partículas en dicha curva,
se obtendrá si se emplea un conjunto de tamices que tengan aberturas
de aproximadamente la mitad del tamiz anterior más grueso. Así, en
la práctica es común emplear los tamices que se observan en la Figura
3.
Por supuesto, un aspecto de suma importancia a tomar en cuenta es que la
muestra a ensayar debe ser representativa, y usualmente obtenida a través
de un proceso de cuarteo (dependiendo del tamaño de la muestra).
Procedimiento granulometría por tamizado
De forma simplificada la granulometría se ejecuta de la siguiente forma.
Primero se toma una cantidad representativa de muestra, se seca, se disgrega
y se pesa el conjunto. Posteriormente se hace pasar por los diferentes tamices
para granulometría de suelos dispuestos de mayor a menor abertura
mediante agitación. Por último se pesa el material retenido en cada tamiz, con
lo que conocido el peso inicial de la muestra, puede determinarse el porcentaje
de material que queda retenido en cada tamiz. A partir de estos datos se
confecciona la curva granulométrica tal y como puede verse en el siguiente
imagen.
Curva granulométrica realizada con distintos tamaños de tamices para granulometría de suelos.
Es habitual representar la curva mediante porcentajes acumulados y mediante
una distribución log-normal.
Interpretación de la curva granulométrica
¿Cómo interpretar una curva granulométrica? En primer lugar, el análisis
granulométrico proporciona los porcentajes en peso de los diversos tamaños
de las partículas por lo que podemos conocer el porcentaje de finos (arcillas y
limos) que es el porcentaje que pasar por el tamiz número 200 de la serie
ASTM o el tamiz 0,008 de la serie UNE.
De igual forma podemos determinar el porcentaje de la fracción gruesa
(gravas) mediante el tamiz nº10 ASTM o 2mm UNE. El porcentaje de arena es
el comprendido entre los dos tamices para suelos anteriores y de forma
análoga podemos determinar el porcentaje de cada tamaño de partícula.
Seguidamente se analiza en conjunto la proporción de cada uno de tamaños de
partículas. Curvas muy verticales indican reducida variabilidad en los tamaños
mientras que curvas inclinadas muestras una gradación importante del tamaño
de las partículas. Para una mayor de definición de la granulometría se utiliza
el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura.
Coeficiente de uniformidad cu
Se define como la relación entre el diámetro correspondiente al 60% del peso
del material y el diámetro por el que pasa el 10% del material: cu=d60/d10. Si el
coeficiente de uniformidad es menor de 5 la granulometría es uniforme, si está
comprendido entre 5 y 20 el suelo es poco uniforme y si es mayor de 20 se
trata de un suelo bien gradado.
Coeficiente de curvatura cc
Se define como cc= ((D30)2 / (D10·D60) y mide el grado de curvatura de la
granulometría.
Un suelo bien gradado tendrá un un porcentaje en huecos menor y por tanto
tendrá un densidad mayor, serán suelos menos compresibles, más
impermeables y más fáciles de trabajar en obra.
Contenido en finos
Como se ha comentado anteriormente, se define como el porcentaje que pasa
el tamiz nº200 ASTM o 0,008 UNE y mide el contenido en finos, proporción de
arcillas y limos. Nos indica el grado de retención de agua, cuanto mayor sea el
valor, mayor será la dificultad de expulsar el agua bajo esfuerzos
(comportamiento no drenado de los materiales).
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invitamos también que visites nuestras entradas sobre ensayos de
penetración dinámica y sobre ensayos SPT, seguro que te resultarán muy
útil en la caracterización geotécnica de los suelos.
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