Granulometría de suelos

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Granulometría de suelos
Suelo de Marte - MARS.NASA.GOV

El suelo está formado por un conjunto de partículas discretas de diversas formas y tamaños. El objetivo del análisis granulométrico consiste en agrupar y clasificar las partículas que forman los suelos separándolas en intervalos de tamaños y determinando la proporción relativa en peso de cada rango de tamaño.

Tipos de granulometría

Granulometría por tamizado

La granulometría por tamizado es un modo de medir los tamaños de partículas de una muestra de suelo haciéndolas pasar por mallas (o tamices) de distintas aperturas. La apertura se denomina luz del tamiz. El tamizado es la opción más tradicional y tiene la ventaja de su simplicidad mecánica y operativa.

Empleando una serie de tamices normalizados apilados y numerados en orden de apertura decreciente conseguimos determinar la distribución de tamaños de las partículas del suelo. Debajo de la columna de tamices se coloca el tamiz ciego.

Lo que queda retenido en un tamiz tiene un tamaño de partícula comprendido entre su luz y la del tamiz inmediatamente anterior. Pesando la masa retenida por cada tamiz con respecto a la masa total de la muestra de suelo obtenemos el % en peso de material para cada intervalo de tamaños.

No obstante, para dibujar las curvas granulométricas se emplean los porcentajes retenidos acumulados es decir, los porcentajes retenidos en cada uno de los tamices si no existiesen sobre él ningún tamiz con una apertura mayor.

Caso de estudio: Análisis granulométrico de suelos por tamizado según UNE 103 101: www.academia.edu

 

Curva granulométrica

La curva granulométrica es la representación gráfica de los resultados del análisis granulométrico y tiene forma de S. La curva representa el % de cada intervalo de tamaños de grano que pasan por una serie de tamices establecida.

Las métricas más comúnmente utilizadas al describir las distribuciones de tamaño de partícula son los valores D10, D50 y D90, que son los que interceptan el 10%, 50% y 90% de la masa acumulada.

Por ejemplo, D10 es el diámetro tal que el 10% de la masa de la muestra está compuesta de partículas con un diámetro menor que este valor. D50 es el tamaño de partícula correspondiente al 50% que pasa y representa el tamaño medio de grano.

Coeficiente de uniformidad

En suelos granulares, también se usa el coeficiente de uniformidad Cu=(D60/D10) para describir el suelo. Una grava está bien graduada si Cu> 4 y una arena si Cu> 6.

Granulometría por hidrómetro

Este método de prueba cubre las determinaciones cuantitativas de la distribución de tamaño de las partículas de las fracciones finas de los suelos.
La distribución de tamaños de partículas más grandes de 75 µm (retenidas en el tamiz No 200) se determina por tamizado, en tanto que la distribución de las partículas más pequeñas que 75 µm se determina por un proceso de sedimentación, usando un hidrómetro.

Granulometría óptica

La granulometría óptica es un procedimiento cada vez más empleado por las empresas mineras para medir los diferentes tamaños de grano de un material granular, información vital para reducir el costo de mantenimiento de la maquinaria. Este método óptico de análisis consiste en crear estadísticas a partir de una fotografía, analizando tanto la roca inactiva como la roca en movimiento para cuantificar el tamaño de sus fragmentos.

Granulometría de áridos para hormigón

La norma UNE-EN 933-2 especifica los tamaños nominales y la forma de las aberturas de los tamices utilizados en los ensayos para determinar la granulometría de los áridos.

GRANULOMETRIA - Aridos de hormigónSe contemplan dos tipos de tamices:

  • Tela metálica trenzada:  elaborada con hilos metálicos trenzados formando aberturas cuadradas de tamaño < 4 mm
  • Chapa perforada: chapa con agujeros cuadrados, uniformes y dispuestos de forma simétrica de tamaño > =4 mm

Al determinar la granulometría de un árido se empleará, al menos, la siguiente serie de tamices (comprendidas entre los valores d y D del tamaño del producto designado):

0,063 mm; 0,125 mm; 0,250 mm; 0,500 mm; 1 mm; 2 mm; 4 mm; 8 mm; 16 mm; 31,5 mm; 63 mm; 125 mm.

Los áridos del hormigón deben cumplir las siguientes especificaciones

  • La granulometría de los áridos del hormigón debe ser continua para que no se produzca segregación.
  • Es preferible el empleo de áridos redondeados si el hormigón se coloca mediante tubo Tremie.
  • El tamaño máximo del árido (TMA) se limitará a 32 mm, o a un cuarto (1/4) de la separación entre redondos longitudinales, eligiéndose la menor en ambas dimensiones.
  • En condiciones normales se utilizarán preferiblemente tamaños máximos de árido de 25 mm, si es rodado, y de 20 mm, si procede de machaqueo.

Fuentes:

UNE-EN 933-2 – Ensayos Para determinar las propiedades geométricas de los áridos Parte 2: Determinación de la granulometría de las partículas Tamices de ensayo, tamaño nominal de las aberturas

Instrucción de Hormigón Estructural (EHE)

UNE 103 101:1995 Análisis granulométrico de suelos por tamizado.
UNE 103 102:1995 Análisis granulométrico de suelos finos por sedimentación. Método del
densímetro.

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