Métodos de Ensayo en Suelos y Materiales de Construcción

ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE

Para determinar la resistencia a compresión uniaxial en probetas de suelo que tengan cohesión sin ningún confinamiento lateral, se coge la muestra, se hace el tallado para obtener probeta cilíndrica o prismática, se somete a proceso de carga uniaxial en prensa, midiendo cargas y deformaciones. Se determina la tensión de rotura y deformación por método analítico o utilizando gráfico tensión-deformación.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

Se determinan los parámetros resistentes (cohesión y ángulo de rozamiento interno) de una muestra sometida a esfuerzo cortante. Se utiliza equipo de corte directo, que tiene una placa de reparto rígida sobre la que se aplica fuerza vertical N. El conjunto se introduce en un recipiente de acero, que puede llenarse de agua para hacerlo en condiciones de drenaje. La muestra se corta por plano horizontal mientras se somete a presión normal; la parte inferior se desplaza y la superior no. Hay que hacerlo tres veces con tres fuerzas verticales distintas.

MODALIDADES DE ENSAYO

• CD - Consolidado, drenado
• CU - Consolidado, no drenado
• UU - No consolidado, no drenado

ENSAYO TRIAXIAL

Es un ensayo de rotura por compresión de una probeta de terreno confinada en un recinto. En él se puede reproducir en un laboratorio el estado de tensión que el suelo puede tener en realidad. Se utiliza equipo triaxial que permite simultanear una tensión sobre el contorno de la probeta ensayada y otra distinta sobre su eje, de manera que se consigue restringir el desplazamiento lateral del suelo y se reproducen de manera bastante exacta los cambios de tensión. Se determinan las relaciones tensión-deformación, parámetros resistentes de cualquier terreno, cohesión, ángulo de rozamiento interno, trayectorias de tensiones totales y efectivas de suelo inalterado o remoldeado.

MODALIDADES

• CD - Consolidado, drenado, con medida de cambio de volumen
• UU - No consolidado con rotura rápida sin drenaje
• CU - Consolidado, no drenado con medida de presiones intersticiales

ENSAYO EDOMÉTRICO

Se estudian las características de compresibilidad unidimensional o de consolidación de suelos. Para ello se usa una probeta cilíndrica, confinada lateralmente, que se somete a diferentes presiones verticales, permitiendo drenaje por las caras superior e inferior y midiendo los asientos correspondientes.

EQUIPO EDOM

Consta de:

• Célula edométrica
• Medidor de deformación vertical de la probeta
• Bancada que permite la aplicación de cargas a la probeta

ENSAYO PROCTOR

Determina la densidad máxima que ha de servir como patrón para el control de la densidad en una obra en la que se realice la compactación de un suelo, así como la humedad óptima con la que se ha conseguido esa densidad. Está basado en la determinación de las densidades secas de varias probetas, compactadas en idénticas condiciones pero con contenidos de humedad diferentes. Para cada humedad se alcanza una densidad, de manera que estos pares de valores, representados en coordenadas cartesianas, definen la relación buscada.

HUMEDAD ÓPTIMA

Es aquella con la que se consigue la máxima densidad seca (equivalente a la máxima compacidad).

DENSIDAD MÁXIMA

La que se obtiene con la humedad óptima, con la energía del ensayo Proctor.

APARATOS Y EQUIPOS

• Molde cilíndrico desmontable de 1000 cm³
• Collar cilíndrico acoplable al molde
• Pisón metálico con maza de 2.5 kg dentro de guía tubular que permite la caída libre de la maza desde 305 mm de altura
• Tamices de 50, 20, 5 mm
• Enrasador metálico de borde recto y resistente
• Maza de goma
• Estufa de desecación
• Recipientes pequeños para la determinación de la humedad

PROCEDIMIENTO

Se seca y desmenuza la muestra de terreno, se tamiza y se utilizan unos 15 kg del terreno que pase por tamiz de 20 mm. Se mide el volumen y peso del molde (sin collar). Se cogen 2.5 kg de terreno y se humedece con cierta cantidad de agua, homogeneizando la mezcla. Se rellena el molde con el collar colocado, con suelo húmedo, en 3 tongadas iguales, compactando cada tongada 26 veces con el pisón. Una vez compactado, se retira el collar y con el enrasador se elimina el terreno sobrante. Se pesa el conjunto molde + terreno, se demolda la probeta y destruyéndola, se extrae una pequeña porción de 120 g del centro de la probeta para determinar la humedad. Se repite el procedimiento con otras cantidades de terreno y otras de agua.

GRÁFICA

Se sitúan los puntos (humedad-x, densidad-y) y se dibuja la curva suave cuyo máximo corresponde a la humedad óptima.

DOS TIPOS

• Normal
• Modificado

La finalidad es la misma.

DIFERENCIAS

En modificado, molde 2320 cm³, pisón 4.54 kg, 457 mm de altura, tongadas 5, número de golpes 60.

ENSAYO QUÍMICO DE SUELOS Y AGUA FREÁTICA

• CONTENIDO DE SULFATOS SOLUBLES EN SUELOS
• CONTENIDO DE MATERIAL ORGÁNICO
• DE CARBONATOS
• DETERMINACIÓN DEL pH DEL SUELO

FÓRMULAS

• DENSIDAD REAL - Peso específico de las partículas del terreno: gamma s = P sólido / V sólido = 2.7 kg/dm³
• DENSIDAD APARENTE SECA - En función de lo compactado que esté el terreno: gamma d = P s / V t
• POROSIDAD - Entre 30-50%, terreno expandido 90%: n = V h / V t = 1 - gamma d / gamma s = e / (1 + e)
• ÍNDICE DE POROS - Entre 30-130%: e = V h / V s = (gamma s / gamma d) - 1 = n / (1 - n)
• HUMEDAD - P w / P s
• VOLUMENES - V h = V t - V s
• CÁLCULO DE W P (TE DAN TABLA) - Hum = a (peso agua) / b (p. suelo seco) · 100, W p = sumatorio de humedades / nº muestras
• CÁLCULO DE W L - Son 25 golpes por Casagrande: Hum igual que antes, miramos número de golpes; los dos más próximos por arriba y abajo de 25 los cogemos y los ponemos en gráfico. Hacemos paralelas a la línea pasándolas por esos dos puntos, y con la mediana de esas dos, vemos la humedad a los 25 golpes.

ESTADILLO

Suma - fondo = R y A (peso) del último tamiz. Después se sigue restando hasta llegar a arriba, para sacar el R y A %. Suma = 100, peso de cada tamiz = x. El Pasa % es 100 - R y A %. Se hace la gráfica con los tamices UNE y % Pasa. Sacamos D60, D30, D10. Se mira % Pasa = 60; se hace horizontal, cuando corte a gráfica, se hace vertical hasta que corte eje de tamices y se mira ese valor = D60. Todos igual, XL 4 puntos azules = CU y CC, y miramos si es bueno o malo en función del resultado de la fórmula.

PREFABRICADOS DEL CEMENTO

BALDOSAS

Dos capas: capa de agarre de mortero de cemento gris, capa vital de mortero u hormigón de cemento blanco y árido seleccionado – baldosa de cemento, de terrado (pulida o de china lavada), hidráulica (trepas para fabricación).

ADOQUINES

Formadas con mortero coloreado, se moldean por prensado con consistencia seca y posterior curado con calor.

FIBROCEM

Producido y elaborado con cemento gris y arena de grano muy fino y fibras minerales o vegetales que se moldean por laminación – placas onduladas, tubos, depósitos.

VIGUETAS

Producidas y elaboradas con hormigón de cemento gris y armadura metálica pretensada o no – resistentes (pretensadas), semiresistentes.

LOSAS ALVEOLADAS

Producidas y elaboradas con hormigón de cemento gris y armadura metálica pretensada con perforaciones (alveolos) que se emplean para la formación de forjados y muros.

TUBOS

Producidos y elaborados con mortero de cemento gris que pueden ir armados.

BLOQUES

Producidos y elaborados con hormigón de cemento gris o blanco.

CLASIFICACIÓN

Bloque macizo, hueco, cara vista o no vista, resistente o no resistente.

BLOQUES Y PLACAS DE HORMIGÓN CELULAR

Cemento (16%), cal (14%), arena sílice (70%), polvo de aluminio - agente de expansión (0.05%), agua. Se mezclan los componentes, vaciado, expansión, corte, endurecimiento, obra almacenada.

PROPIEDADES

Baja densidad 350-800 kg/m³, buen aislamiento térmico, acústico, resistencia al fuego, resistencia a agentes químicos, facilidad de corte.

PIEZAS

Bloques de fábrica, de tabiques, en U, placas de tabiques, de cubierta, de forjados, de fachadas, dintel, dintel en U, peldaños de escalera.

GRC

Glassfibre reinforced cement - abreviatura normalmente utilizada para designar a los productos fabricados con mortero reforzado con fibra de vidrio resistente a los álcalis.

MATERIAS PRIMAS EMPLEADAS

Cemento Portland (generalmente blanco con o sin aditivos), arena silícea, agua, fibra de vidrio - debe ser del tipo resistente al ataque alcalino del cemento (fibras CEMFIL).

SISTEMA DE FABRICACIÓN DE PANELES

PROYECTO SIMULTÁNEO

Consiste en proyectar desde toberas independientes, el mortero con un spray y la fibra de vidrio en forma de hebras. Se proyecta en capas sucesivas que se compactan con un rodillo.

COLADO EN MOLDES

Se utiliza en la fabricación de elementos complejos. Consiste en preparar mezcla de mortero y fibra de vidrio que, una vez homogeneizada, se vierte en moldes.

OTROS

Arquetas, barandillas, muros de contención, vigas TT, vigas de cubierta, gradas, columnas, mobiliario urbano, tejas, bovedillas.