COMPACTACIÓN POR EL MÉTODO PRÓCTOR ESTÁNDAR Y PRÓCTOR MODIFICADO

 En mecánica de suelos el ensayo de compactación Próctor estándar y modificado son unos de los más importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno.  Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph Roscoe Próctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para un suelos, en unas determinadas condiciones de humedad. INTRODUCCIÓN

ALCANCE Este método, describe el procedimiento para la determinación de la relación entre el contenido de humedad y la densidad de los suelos compactados en un molde de tamaño dado, con un pisón de 2.5 kg para el estándar y 4.54 kg para el modificado que cae de una altura de 30.5 cm para el estándar y 45.7 cm para el modicado.

OBJETIVO El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades de la masa de suelos, con la finalidad de obtener un suelos de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil de la obra.

¿Qué es Compactación? La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar mas en contacto las unas con las otras, mediante una reducción del índice de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

¿Cuál es la Importancia de la Compactación? La importancia de la compactación de suelos estriba en el aumento de la resistencia y disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a técnicas convenientes, que aumentan el peso específico seco, disminuyendo sus vacíos.

¿Dónde se aplica mayormente la Compactación? Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.

¿De que depende los métodos empleados para la Compactación? Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la arena, los métodos vibratorios son los más eficientes, en tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el mas ventajoso. En la práctica, estas características se reflejan en el equipo disponible para el trabajo, tales como: plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumáticos o patas de cabra.

VENTAJAS  Aumenta la resistencia y capacidad de carga del suelo.  Reduce la compresibilidad y disminuye la aptitud para absorber el agua.  Reduce los asentamientos debido a la disminución de la relación de vacíos.  Reduce el efecto de contracción.  Mejora las condiciones de esfuerzo-deformación del suelo.

DESVENTAJAS  La compactación muy intensa produce un material muy susceptible al agrietamiento.  Aumenta el potencial de hinchamiento (con la humedad) en suelos finos y el potencial de expansión por las heladas.

Energía compactación Cuando se emplea en el laboratorio la compactación por impacto la energía queda definida por: Ec : Energía Especifica o Energía de Compactación N : Numero de golpes del pisón por cada capa n : Numero de capas W : Peso de pisón compactador h : Altura de caída del pisón V : Volumen total del molde de compactación

CURVA DE COMPACTACION Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera el método empleado, se relaciona las densidades con los porcentajes de humedad, lo que da como resultado una curva como la que se muestra:

Método Próctor estándar El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.

Método Próctor modificado La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 45,7 [cm].

Diferencia entre Próctor estándar vs Próctor modificado Próctor estándar Próctor modificado

 Un molde de compactación constituido por un cilindro metálico de diámetro interior y altura especificada en la tabla.  Un pisón metálico (martillo Próctor) especificada en la tabla y de 5 cm (2”) de diámetro.  Una regla metálica con arista cortante de 25 cm de largo.  Tamices, de 50, 19.0 y 4.75 mm (2"; 3/4",3/8" y No.4).  Una balanza de 29 Kg de capacidad y 1.0 gr. de sensibilidad  Probetas graduadas: son recipientes de vidrio o plástico graduados e centímetros cúbicos y se usan para medir el agua que se le agrega a la muestra.  Una balanza de 500 gr., de capacidad y de 0.01 gr., de sensibilidad.  Un horno que mantenga una temperatura constante entre 100 – 110º C.  Charolas metálicas.  Extractor de muestras.  Herramientas de mezclado: se usan vasijas o palas metálicas poco profundas para mezclado y palas o espátulas. Equipos

Muestra  La masa de la muestra requerida para el Método A y B es aproximadamente 16 kg (35 lb) y para el Método C y D es aproximadamente 29 kg (65 lb) de suelo seco. Debido a esto, la muestra de campo debe tener un peso húmedo de al menos 23 kg (50 lb) y 45 kg (100 lb) respectivamente.  Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y que según el método a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.

1.De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es conveniente ponerle una humedad menor. 2. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente. 3.Pesar el molde cilíndrico y anotar su peso. 4. La muestra preparada se coloca en el molde cilíndrico en tres (3) capas, llenándose en cada capa aproximadamente 1/3 en estándar y 1/5 en modificado de su altura y se compacta cada capa de 25 golpes. Procedimiento

5. Al terminar la compactación de las tres capas, se quita la extensión y con la regla metálica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro. 6. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro). 7. Con ayuda del extractor de muestra se saca el material del molde y de la parte central del espécimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa en la balanza de 0.1 gr., se sensibiliza anotando su peso. (Peso húmedo). 8. Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110º C por un período de 24 horas, transcurrido este período determínese el peso seco del material. 9. El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua hasta obtener un contenido de humedad del 4 al 8% mayor al anterior. 10. Repita los pasos hasta obtener un número de resultados que permitan trazar una curva cuya cúspide corresponderá a la máxima densidad para una humedad óptima. procedimiento

Cálculos La densidad de la muestra húmeda se halla con la siguiente fórmula El contenido de humedad de la muestra se obtiene de Densidad seca

Densidad seca maxima: 1743 kg/m3 Humedad optima: 17.3 %

RECOMENDACIONES  El número de golpes debe ser exacto sin errores en el conteo y uniformidad de estos sobre la muestra.  Se debe elevar el martillo a la altura correcta ya que si no se cumple los resultados del ensayo no cumplirán con el objetivo planteado.

CONCLUSIONES  Después de realizado este trabajo práctico podemos concluir que el ensayo Próctor es muy importante en la ingeniería de suelos, y sobre todo en el diseño y construcción de obras.  El ensayo de Próctor modificado nos ayuda a representar en el laboratorio las técnicas de compactación utilizadas en campo.  La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades algunos suelos que se utilizan en obras de construcción.  Conocer el contenido de humedad óptimo es de mucha importancia ya que es de gran utilidad a la hora de buscar una solución para mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y para saber si tenemos que agregarle agua o reducir la cantidad de agua en el suelo.