Clasificación de las Mezclas Asfálticas

Las mezclas asfálticas se clasifican de acuerdo a diferentes parámetros, entre ellos:

Por Fracciones del Agregado Pétreo en la Mezcla

• Masilla Asfáltica: Polvo mineral más el ligante.
• Mortero Asfáltico: Agregado fino más masilla.
• Concreto Asfáltico: Agregado grueso más mortero.
• Macadam Asfáltico: Agregado grueso más ligante asfáltico.

Temperatura de la Mezcla en la Puesta en Obra

• Mezclas Asfálticas en Caliente:

Fabricadas con asfaltos a temperaturas elevadas, en el rango de los 150 grados centígrados, según la viscosidad del ligante, se calientan también los agregados, para que el asfalto no se enfríe al entrar en contacto con ellos. La puesta en obra se realiza a temperaturas muy superiores a la ambiente, pues en caso contrario, estos materiales no pueden extenderse y menos aún compactarse adecuadamente.

• Mezclas Asfálticas en Frío:

El ligante es una emulsión asfáltica (aunque en algunos lugares se usan los asfaltos fluidificados), y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

Proporción de Vacíos en la Mezcla Asfáltica

Este aspecto es de importancia fundamental para que no aparezcan deformaciones plásticas con el paso de las cargas y por las variaciones térmicas.

• Mezclas Cerradas o Densas: Con una proporción de vacíos no mayor al 6 %.
• Mezclas Semi–Cerradas o Semi–Densas: La proporción de vacíos está entre el 6 % y el 10 %.
• Mezclas Abiertas: Con una proporción de vacíos mayor de 12 %.
• Mezclas Porosas o Drenantes: Con una proporción de vacíos superior al 20 %.

Por el Tamaño Máximo del Agregado Pétreo

• Mezclas Gruesas: el tamaño máximo del árido es mayor a 10 mm.
• Mezclas Finas: son microaglomerados ó morteros asfálticos; éstas son mezclas formadas básicamente por un árido fino incluyendo el polvo mineral y un ligante asfáltico. El tamaño máximo del agregado pétreo determina el espesor mínimo con el que se extiende la mezcla (del doble al triple del tamaño máximo).

Por la Estructura del Agregado Pétreo

• Mezclas con Esqueleto Mineral:

Provistas de un esqueleto mineral resistente, su componente de resistencia debida al rozamiento interno de los agregados es notable. Ejemplo, las mezclas abiertas y los que genéricamente se denominan concretos asfálticos, aunque también una parte de la resistencia de estos últimos, se debe a la masilla.

• Mezclas sin Esqueleto Mineral:

No poseen un esqueleto mineral resistente, la resistencia es debida exclusivamente a la cohesión de la masilla. Ejemplo, los diferentes tipos de masillas asfálticas.

Por Granulometría

• Mezclas Continuas: Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de agregado pétreo en el huso granulométrico.
• Mezclas Discontinuas: Una cantidad muy limitada de tamaños de agregado pétreo en el huso granulométrico.

Tipos de Asfalto

Entre la variada gama de tipos de asfalto, podemos nombrar los siguientes:

Asfaltos Oxidados o Soplados

Estos son asfaltos que han sido sometidos a un proceso de deshidrogenación y posteriormente a un proceso de polimeración.
Este asfalto es expuesto a una eleveda temperatura pasándole una corriente de aire con el objetivo de mejorar sus características y ser empleado en aplicaciones más especializadas.
El proceso de oxidación en los asfaltos presenta las siguientes modificaciones físicas:

• Aumento del peso específico.
• Aumento de la viscosidad.
• Disminución de la suceptibilidad térmica.

Asfaltos Sólidos o Duros

Asfaltos con una penetración a temperatura ambiente menor que 10.
Además de ser aglutinante e impermeabilizante, se caracteriza por su flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes.

Fluxante o Aceite Fluxante

Fracción de petróleo relativamente poco volátil empleada en ocasiones para ablandar el asfalto hasta la consistencia deseada; frecuentemente se emplea como producto básico para la fabricación de materiales asfálticos para revestimientos de cubiertas.

Asfaltos Fillerizados

Asfaltos en cuya composición hay materias minerales finamente molidas que pasan por el tamiz # 200.

Asfaltos Líquidos

Son materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida, por ello no se incluyen en el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. También se los denomina asfaltos rebajados o cutbacks.
Se componen por una fase asfáltica y un fluidificante volátil, que puede ser bencina, queroseno o aceite. Los fuidificantes se evaporan (proceso de curado), quedando el residuo asfáltico el cual envuelve y cohesiona las partículas del agregado.
Dentro de los asfaltos líquidos encontramos los siguientes productos:

• Asfalto de curado rápido:

Es aquel cuyo disolvente es del tipo de la nafta o gasolina, se obtienen los asfaltos rebajados de curado rápido y se designan con las letras RC (Rapid Curing), seguidos por un número que indica el grado de viscosidad cinemática en centiestokes.

• Asfalto de curado medio:

El disolvente de este asfalto es queroseno, y se designa con las letras MC(Medium Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.

• Asfalto de curado lento:

El disolvente o fluidificante es aceite liviano, relativamente poco volátil, y se designa por las letras SC (Slow Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes.

• Road oil:

Es la fracción pesada del petróleo, usualmente uno de los grados de asfalto líquido de curado lento (SC, Slow Curing).

Asfaltos Emulsificados

a.Emulsiones Asfálticas:
Son parte de los asfaltos líquidos.
Es un sistema heterogéneo de dos fases normalmente inmiscibles (no se mezclan), como son el asfalto y el agua, al que se le incorpora una pequeña cantidad de un agente activador de superficie, tensoactivo o emulsificante de base jabonosa o solución alcalina, que mantiene en dispersión el sistema, siendo la fase continua el agua y la discontinua los glóbulos del asfalto, en tamaño, entre uno a diez micrones.
El asfalto es emulsificado en un molino coloidal con 40 - 50% por peso de agua que contiene entre 0.5 y 1.5% por peso de emulsificante. Permite la aplicación del asfalto donde no es posible calentar el material.
Cuando la emulsión se pone en contacto con el agregado se produce un desequilibrio que la rompe, llevando a las partículas del asfalto a unirse a las superficie del agregado.
El agua fluye o se evapora, separándose de las particulas pétreas recubiertas por el asfalto. Existen emulsificantes que permiten que esta rotura sea instantánea y otros que retardan éste fenómeno.
De acuerdo con la velocidad de rotura, las emulsiones asfálticas pueden ser: (ver Emulsiones Bituminosas)

• De rompimiento rápido: RS (Rapid Setting).

Forman una capa relativamente dura y principalmente se usan para aplicaciones en spray sobre agregados y arenas de sello, así como penetración sobre piedra quebrada; que por ser de alta viscosidad sirve de impermeabilizante.

• De rompimiento medio. MS (Medium Setting).

• De rompimiento lento. SS (Slow Seting).

Sirven especialmente para una máxima estabilidad de mezclado. Se las emplea para dar un buen acabado con agregados compactos y asegurar una buena mezcla estabilizada.
El tipo de emulsión a utilizar depende de varios factores, tales como las condiciones climáticas durante la construcción, tipos de agregados , etc.
Las emulsiones asfálticas deben tener una buena adherencia.
Esta cualidad la confiere el emulsificante, que puede darle polaridad negativa o positiva, tomando el nombre de aniónicas, las primeras, afines a los áridos de cargas positivas y catiónica, las segundas, afines a áridos de cargas negativas; como son las de origen cuarzoso o silíceo.
En Costa Rica se producen las siguientes: catiónica rápida y lenta, aniónica rápida y lenta.
b. Emulsión Asfáltica Inversa
Emulsión asfáltica en la que la fase continua es asfalto de tipo líquido, y la fase discontinua está constituida por diminutos glóbulos de agua en porción relativamente pequeña.
Este tipo de emulsión puede ser también aniónica o catiónica.

Asfalto

Material constituido por betunes naturales o obtenidos como residuo de la destilación del petróleo, de consistencia sólida, quebradiza, insoluble en agua que se utiliza como pavimento de caminos y como revestimiento impermeable de tejados y cubiertas.

Extracción de Muestras del Hormigón Fresco

APARATOS

Recipientes de muestreo

Serán limpios, de material resistente, no absorbente y químicamente inerte con los componentes del hormigón, estancos al agua y de capacidad suficiente para contener la muestra o las porciones de muestra. El recipiente para muestreo de hormigón preparado en hormigonera tendrá una abertura de dimensiones superiores a las de la sección del flujo de la descarga.

NOTA - Comúnmente se emplean carretillas o bateas metálicas.

Superficie de remezclado

Será una superficie horizontal, limpia, no absorbente y de capacidad suficiente para permitir el remezclado de la muestra completa por medio de la pala.

TAMAÑO DE LA MUESTRA

 

El tamaño de la muestra de hormigón fresco será superior a un y media vez el volumen necesario para efectuar los ensayos requeridos, y en ningún caso inferior a 30 litros.

EXTRACCION DE MUESTRAS

MUESTRAS DE FABRICACION

Hormigoneras estacionarias

Efectuar la extracción, en uno o más intervalos regulares cuando la hormigonera se encuentra aproximadamente en la mitad del período de descarga, sin incluir el principio ni el final de esta y, sin restringir el flujo de salida del hormigón. Se considera que el hormigón tiene la homogeneidad suficiente entre el 10% y el 90% de la descarga.

De este modo se trata de mantener la uniformidad de la mezcla. Extraer la muestra o las porciones de muestra necesarias pasando un recipiente de muestreo por toda la secci6n del flujo de descarga, o bien desviando completamente el flujo hacia el recipiente.

Camiones Hormigoneras

Regular el flujo de descarga del hormigón mediante la velocidad de rotación del tambor, sin estrangular el flujo con la compuerta.

Efectuar la extracción demuestra en tres o más intervalos regulares durante la descarga de la hormigonera sin incluir el principio ni el final de ésta.

Extraer la porción de cada intervalo pasando una sola vez un recipiente de muestreo por toda la sección del flujo de descarga, o bien desviando completamente el flujo hacia el recipiente.

 

MUESTRAS EN SITIO

Hormigón de un acopio

Extraer por lo menos cinco porciones de muestra de diferentes puntos del montón o acopio.

En el caso de hormigones depositados sobre el terreno, evitar que la muestra se contamine por arrastre de material de la superficie de apoyo.

Hormigón de una tolva

Extraer la muestra retirando porciones en tres o más intervalos regulares durante la descarga de la tolva, sin incluir el principio ni el final de esta.

Hormigón en medios de transporte

Extraer la muestra por uno de los procedimientos descritos anteriormente, prefiriéndose el que, mejor se adapte a las condiciones existentes.

NOTA - La calidad del hormigón en sitio, comparado con la calidad del hormigón de fabricación, permite evaluar la influencia del conjunto de las operaciones realizadas desde la salida de la hormigonera hasta el sitio de colocación.

ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS

Transporte

Cuando sea necesario transportar el hormigón muestreado, o hacerlo en los recipientes de muestreo hasta el lugar donde se confeccionarán las probetas o se harán los ensayos.

Protección.

Cubrir las muestras durante el período comprendido entre su extracción y la confección de las probetas oluso en ensayo a fin de protegerlas de los agentes climáticos. Este periodo será inferior a 15 minutos.

NOTA - comúnmente se emplean arpilleras húmedas, láminas húmeda o láminas de polietileno.

Remezclado

Remezclar la muestra con pala en él recipiente de muestreo o en superficie de remezclado antes de llenar los moldes o ejecutar 1 ensayos.

Fabricación del Hormigón

Para la Fabricación del Hormigón es muy importante la proporción de sus componentes, que deberán ser los adecuados a los esfuerzos a los cuales estará sometido.

• Áridos

Deberán estar limpios, con la mínima cantidad de Arcilla o impurezas que alteren la hidratación del Cemento.

Los áridos ocupan entre 60 y un 75 % del volumen del Hormigón e influyen sobremanera en las Propiedades del Hormigón Fresco y del Hormigón Endurecido.

• Agua

El Agua no tendrá contaminación salina u orgánica. Se recomienda utilizar agua potable.

• Cemento

Deberá elegirse el Cemento apropiado teniendo en cuenta el contenido de sales y humedad en el suelo. Éste se almacenará en sitio seco y protegido de la humedad, clasificándose por expediciones y clase.

• Encofrado

El Encofrado se colocará firmemente y bien estanco para impedir la pérdida de Mortero. Se recubrirá con aceite o productos indicados para facilitar el posterior desencofrado y su reutilización. Si es de Madera se humedecerá previamente a la colocación del Hormigón, para no absorber la humedad de la mezcla. También pueden ser de contrachapados, metálicos, de Caucho o Plástico, según sea la superficie a hormigonar.

• Mezclado

Puede realizarse de diferentes maneras, pero en todas deberá asegurarse un resultado final homogéneo. En obras pequeñas, el material podrá ser mezclado a mano, o con hormigoneras. En obras medianas o grandes, se utilizará Hormigón fabricado en planta, y trasladado a obra.

• Colocación

El Hormigón debe ser aprisionado en los moldes, para evitar que queden huecos, para lo cual se recomienda la utilización de vibradores, o bien, en obras pequeñas, una varilla.

Otro procedimiento de colocación es el de proyección a presión. Los materiales son lanzados mediante aire comprimido, por una tubería, y al salir, son humedecidos.

• Curado

El Hormigón alcanzará toda su resistencia si la mezcla no pierde humedad rápidamente, para lo cual debe protegerse su superficie para impedir que seque antes de tiempo.

Se recomienda que cuando las temperaturas se encuentren por debajo de los 2ºC y por sobre los 35ºC, deberán tomarse precauciones especiales para un buen curado. Si ésto no es posible, la resistencia final del Hormigón podría resentirse y estar un 30% debajo de lo esperado.

• Desencofrado

Se realiza cuando el Hormigón ha alcanzado el grado de resistencia suficiente como para soportar el triple de la carga que haya de resistir. En losas será recomendable mantenerlo durante al menos 15 días, dejando los apuntalamientos necesarios.

• Resistencia

Se realizan pruebas de resistencia después de transcurridos 28 días. Con ello se verifica la calidad del Hormigón.

Aditivos del Hormigón

Los Aditivos del Hormigón son productos que, introducidos en pequeña porción en el material, modifican algunas de sus propiedades originales, se presentan en forma de polvo, líquido o pasta y la dosis varia según el producto y el efecto deseado entre un 0,1 % y 5 % del peso del Cemento.

El empleo de los aditivos permite controlar algunas propiedades del Hormigón, tales como las siguientes:

• Trabajabilidad y Exudación en estado fresco

Plastificantes, Reductores de Agua

Incorporadores de aire

Polvos minerales plastificantes

Estabilizadores

• Tiempo de Fraguado y Resistencia Inicial

Aceleradores de Fraguado y/o Endurecimiento

Retardadores de Fraguado

• Resistencia, Impermeabilidad y Durabilidad en estado endurecido

Incorporadores de Aire

Anticongelantes

Impermeabilizantes

Tipos de Hormigón

Tipos de Hormigón

 Hormigón en Masa: es aquel que se vierte directamente en moldes previamente preparados y dan macizos sometidos a esfuerzos de compresión.

 Hormigón Ligero:al Hormigón de poca densidad, formado por áridos de pequeña densidad.

Es utilizado para la obtención de elementos que no precisen grandes resistencias, como Tabiques, Forjados de pisos, Fachadas de revestimiento, y, sobre todo, como aislante del calor y del sonido.

Por su pequeña densidad se pueden obtener piezas de grandes dimensiones y aligerar las estructuras. Secan rápidamente y permite ser clavados o aserrados.

Hormigón Estructural: es el  Hormigón armado con barras de acero.

Hormigón Armado: es el que contiene en su interior una armadura metálica y trabaja también a la flexión.

Comenzó a utilizarse a finales del s. XIX y se desarrolló a principios del s. XX.

Las barras de Acero se introducen en la pieza de Hormigón, en el borde que resiste las tracciones, y debido a la adherencia entre ambos materiales, las primeras resisten las tracciones y el segundo las compresiones. Esta adherencia mejora significativamente colocando barras corrugadas (con resaltos transversales).

Hormigón Pretensado: es el  Hormigón que contiene Acero sometido a fuerte tracción previa y permanente.

La idea básica del pretensado es someter a compresión al Hormigón antes de cargarlo, en todas aquellas áreas en que las cargas produzcan tracciones.

De esta manera, hasta que estas compresiones no son anuladas, no aparecen tracciones en el Hormigón.

Hormigón Vibrado: al que se pone en obra con una consistencia tal del Hormigón, que necesita el empleo de vibradores internos para su compactación y su extensión y acabado superficial con maquinaria específica.

Hormigón de Alta Resistencia: además de una resistencia a la compresión elevada, característico de los hormigones, por su dosificación, puesta en obra y curado, brinda mejores prestaciones en lo referente a permeabilidad, resistencia a los sulfatos, a la reacción "árido-alcalis", resistencia a la abrasión, etc; lo cual les confiere una durabilidad mayor.

Hormigón Prefabricado: se elabora en forma industrial, por moldeo de sus piezas, elementos de diferentes dimensiones y tipos, según su destino.

Este sistema industrializado de producción mejora las características físicas del material, entre ellas:

    Resistencia mecánica.

    Resistencia a la corrosión.

    Superficie de acabado superior.

    Adherencia.

Ademas mejora la planeidad de superficies y la precisión en su montaje; requiere de control de calidad certificado para poder ser comercializado.

Hormigón in situ:se basa en su continuidad, en percibir y comprender como un todo al edificio, en su capacidad portante y en la expresividad de su estructura monolítica y resistente.

Fases constructivas del hormigón in situ

Las fases constructivas del hormigón in situ son:

    Amasado

    Vertido

    Fraguado

    Curado

La mezcla es una masa plástica húmeda que debe ser contenida en moldes (encofrado), que le darán la forma proyectada definitiva; éstos deben soportar el peso de todo ese volumen conteniendo una cantidad conveniente de agua que en el proceso de secado (durante el fraguado) va evaporándose.

Hormigón

El Hormigón es el producto resultante de la mezcla de un Aglomerante; Arena, Grava o Piedra Machacada (denominados áridos) y Agua.

Antiguamente se empleó en Asia y en Egipto. En Grecia existieron acueductos y depósitos de agua hechos con este material, cuyos vestigios aún se conservan. Los romanos lo emplearon en sus grandes obras públicas, como el puerto de Nápoles, y lo extendieron por todo su imperio.

Antes del descubrimiento de los Cementos se emplearon como Aglomerantes la Cal Grasa, la Cal Hidráulica, y los Cementos Naturales. Desde mediados del S.XIX comenzó a utilizarse en obras marítimas, y a finales del mismo, asociado con el hierro en forma de Hormigón Armado, en puentes y depósitos, habiéndose extendido su empleo tanto en obras públicas como privadas.

Es un material de bajo precio respecto al Acero, de resistencia similar o mayor a la del Ladrillo, que brinda la posibilidad de construir elementos de casi cualquier forma.

También es buen aislante acústico y resistente al fuego.

La consistencia o fluidez del Hormigón dependerá del contenido de agua de la mezcla.

La plasticidad dependerá del contenido de Áridos finos de diámetro inferior a 0,1 mm., haciendo más fácil la colocación en obra.

Clasificación de Suelos

Clasificación de suelos
Con la granulometría y la plasticidad se pueden clasificar los suelos en cuanto a sus propiedades de
identificación.
Aunque existen varios sistemas de clasificación, dirigidos a determinados usos de los suelos (carreteras,
presas, etc.), el más general es el U.S.C.S. (Unified Soil Classification System), americano, basado en la propuesta
inicial de Casagrande. En la Tabla 1.2 se puede ver la citada clasificación, que asigna a cada suelo dos letras
según los criterios siguientes:
− Separación entre suelos gruesos (G, S) y finos (M, C, O):
En función de que el porcentaje de partículas gruesas (arenas y gravas, es decir, mayores de 0,074 mm,
tamiz 200 ASTM), sea mayor o menor del 50%.

− Para los suelos gruesos, separación entre gravas (G) y arenas (S):
En función de que, de la fracción retenida en el tamiz 200, resulte retenida por el tamiz 4 (4,76 mm) más del
50% (G) o menos (S).
− Tanto para gravas (G) como para arenas (S), separación entre suelos gruesos limpios o con finos:
En función del contenido de finos (fracción que pasa por el tamiz 200):
Suelos gruesos limpios (inferior al 5%)
Suelos gruesos intermedios (entre el 5 y el 12%)
Suelos gruesos con finos (superior al 12%)
− Para suelos gruesos limpios, separación entre suelos bien graduados (W) o pobremente graduados
(P):
En función de que se cumplan o no los dos requisitos de la curva granulométrica indicados en la Tabla 1.2,
se añade el símbolo W,P a la letra G,S.
− Para suelos gruesos con finos, separación entre limosos, arcillosos u orgánicos:
En función de las características de plasticidad de la fracción fina (carta de Casagrande), se añade el símbolo
C,M,O a la letra G,S (p.ej., GC).

 − Para suelos gruesos intermedios (finos entre el 5 y el 12%):
Se les asigna doble símbolo, considerándolos limpios y con finos (p.ej., GW-GC).
− Para suelos finos:
En función de las características de plasticidad (carta de Casagrande), se clasifican como CH, CL, MH, ML,
OH, OL.

Plasticidad. Limites de Atterberg

Plasticidad. Límites de Atterberg.
En un suelo granular seco, si se añade agua progresivamente, ésta va rellenando los poros hasta saturar
el suelo; a partir de este momento, el suelo no admite más agua, y si se sigue añadiendo, el suelo queda en el
fondo del recipiente y por encima de él, agua limpia.
En cambio, en arcillas, y en cierta medida en los limos, las partículas, merced a su actividad eléctrica,
admiten agua de forma progresiva, separándose unas de otras hasta llegar a formar una suspensión cada vez
más diluida. Presentan así todos los estados de consistencia, desde un sólido frágil, pasando por un sólido
plástico amasable, hasta un líquido

A esta propiedad se le denomina plasticidad, y se emplea para la identificación de suelos arcillosos y
limosos. Se cuantifica mediante los llamados límites de Atterberg, que se definen como la humedad (cociente
en tanto por ciento entre peso de agua y de suelo seco) para la cual la arcilla presenta una determinada
consistencia.
− Límite plástico (wP o LP):
Es la humedad para la cual el suelo pasa de ser un sólido frágil a plástico, es decir, que puede moldearse
sin agrietarse. Se determina mediante ensayo normalizado (Norma UNE-103104). Se amasa la arcilla entre la
palma de la mano y una superficie lisa, formando un pequeño cilindro hasta la aparición de grietas. Cuando el
agrietamiento comienza a producirse para un diámetro del cilindro de arcilla de unos 3 mm, se dice que la
arcilla tiene la humedad correspondiente al límite plástico

− Límite líquido (wL o LL):
Es la humedad para la cual el suelo pasa de ser un sólido plástico a un líquido viscoso.
Se determina mediante ensayo normalizado (Norma UNE-103103) con la cuchara de Casagrande
 En él se amasan unos 100 g de suelo con la humedad aproximada del límite líquido, y se rellena
con él la parte inferior del cuenco metálico (cuchara). Luego se hace un surco con un acanalador normalizado
y se dan golpes a la cuchara dejándola caer sobre la base desde una altura determinada (para esto el aparato
lleva un mecanismo regulador). Se dice que la arcilla tiene la humedad del límite líquido cuando, tras dar 25
golpes, el surco se cierra en una longitud aproximada de 12 mm (media pulgada).
Las definiciones anteriores de los límites son un tanto arbitrarias, y no responden a un cambio brusco
en la consistencia del suelo. Tienen sin embargo la virtud de ser utilizadas de forma universal, lo que permite
validar descripciones de suelo hechas por personas diferentes en lugares distintos del mundo.
Se han hecho numerosas determinaciones de la resistencia de los suelos amasados y se ha obtenido que
en general, la resistencia al corte para la humedad del límite líquido es del orden de 0,5-5 kPa (media de 1-2
kPa), y para el límite plástico unas 100 veces superior, es decir, de 50-500 kPa (media 100-200 kPa).

Índice de plasticidad (IP):
Es la diferencia entre las humedades de los límites líquido y plástico:
IP = LL − LP (1.11)
Indica el tamaño del rango de humedades en el que el suelo se comporta como un sólido plástico.

Granulometria

Granulometría 

Determinación experimental
Para las fracciones gruesas (tamaños de grava y arena), la granulometría se determina mediante el
ensayo de tamizado (Norma UNE-103101). Se hace pasar el suelo por una serie de tamices de finura
creciente, y se pesa la parte retenida en cada uno de ellos. El tamiz más fino que suele usarse es el 0,08 UNE (0,080 mm), o el aproximadamente equivalente nº 200 ASTM (0,074 mm). Este tamiz corresponde
precisamente a la separación entre arenas y limos.
Para los tamaños inferiores a éstos, es decir, para la fracción limosa, se hace el ensayo de
sedimentación. En él, se utiliza la propiedad de que, cuando una partícula cae en el seno de un fluido viscoso,
su velocidad de caída alcanza enseguida un valor límite constante, para el cual la fuerza másica (peso menos
empuje de Arquímedes) resulta equilibrada por la resistencia viscosa del agua a su alrededor. Si la partícula es
esférica de diámetro D, dicha velocidad es (ley de Stokes):

siendo γs y γw los pesos específicos de la partícula y del fluido, respectivamente, y η la viscosidad dinámica del
fluido.
La forma operativa del ensayo consiste en preparar una suspensión del suelo en agua, con una
concentración determinada, en un recipiente graduado. Se agita y se deja reposar. Las partículas van cayendo
y depositándose en el fondo. Con ello, la concentración de la suspensión va decreciendo al ir desapareciendo
de ella las partículas más gruesas. Se mide la variación con el tiempo de esta concentración en un punto determinado del recipiente (método de la pipeta), o de la densidad aparente (método del densímetro), y de
ello se puede deducir la proporción de partículas de cada tamaño. En España está normalizado el método del
densímetro (Norma UNE-103102).
Para la parte de arcilla, y en parte también para los limos, la granulometría no es significativa, por lo que
los ensayos de sedimentación no se hacen sistemáticamente, como los de tamizado. Para estos suelos, su
identificación se basa preferentemente en la plasticidad, que se estudia a continuación.

Tipos de Suelos

 TIPOS DE SUELOS
El tamaño de las partículas es el primer criterio de clasificación de los suelos. La denominación más
extendida para las partículas es en una escala basada en los dígitos 2 y 6 (es decir, con un factor de 3 entre
ellos)
De la Tabla anterior es importante destacar:
− Las gravas, arenas, limos y arcillas se designan con los símbolos G, S, M y C, respectivamente.
− El límite entre gravas y arenas es de 2 mm
− Para el límite entre arenas y limos hay ligeras variaciones: algunas normas lo sitúan en 0,06 mm, pero otras
toman 0,08 mm, y otras 0,074 mm (tamiz 200 de la serie ASTM).

   Tabla 1.1. Escala de tamaños de partículas de suelos

                          

Origen de los Suelos

 ORIGEN DE LOS SUELOS
Los suelos provienen de las rocas a través de procesos de erosión. El proceso formativo puede incluir
las siguientes fases:
− erosión
− transporte
− sedimentación
− procesos secundarios
 Erosión
Puede ser física o química.
− La erosión física consiste en la reducción de la roca a fragmentos progresivamente más pequeños, pero
sin alterar su composición química. Puede ser por acción del agua, aire, temperatura u otros factores, ya sea actuando solos o en combinación. Así se forman los suelos granulares (gravas, arenas, limos). Las
acciones entre partículas son puramente mecánicas.
− La erosión química consiste en procesos de hidratación, hidrólisis, oxidación o disolución, por los que se
forma un suelo cuya composición química difiere de la de la roca original. El proceso más importante es la
hidrólisis de los silicatos de las rocas para pasar a arcillas. Debido al proceso, las partículas tienen cargas
eléctricas no compensadas (o no uniformemente distribuidas), por lo que aparecen fuerzas eléctricas de
interacción entre sí y con el agua intersticial. Esto confiere a estos suelos propiedades particulares
(plasticidad).

Transporte y sedimentación
El suelo, una vez formado por la erosión, puede quedarse donde se formó o ser transportado y
sedimentado en otros lugares. En función de ello se habla de:
− Suelos residuales, o eluviales: no han sufrido transporte. Por ello, suelen conservar algunos restos de la
estructura de la roca a partir de la que se formaron (dirección de estratificación, anisotropía). Deere y
Patton (1971) presentan un perfil típico de suelos residuales. Es frecuente que la zona de transición suelo-roca (Deere y Patton, 1971) sea más permeable que la parte
superior, de suelo, y que la inferior, de roca, lo que da lugar a filtración preferente de agua en dicho
contacto.
− Suelos transportados y sedimentados. Puede ser mediante el agua de ríos (suelos aluviales), mar, lagos,
glaciares, o del viento (dunas, depósitos eólicos), o por gravedad en laderas (suelos coluviales).
El medio de transporte (que actúa a la vez como agente de erosión y medio de sedimentación), tiene una
gran influencia en las propiedades del suelo resultante: distribución de tamaños de partículas, y forma y
textura de las mismas. Así, los suelos eólicos suelen ser muy uniformes, mientras que los aluviales
presentan un mayor grado de mezcla de tamaños, y los glaciares aún más.

Suelos y Rocas

 SUELOS Y ROCAS
Una primera clasificación es la distinción entre suelos y rocas.
Suele considerarse que los suelos están constituidos por partículas sueltas, mientras que en las rocas los
granos están cementados o soldados. Sin embargo, esta separación no es tan clara: existen, por una parte,
suelos con algún grado de cementación entre sus partículas y, por otro, rocas en las que la cementación es
relativamente ligera. En algunos textos se considera la resistencia a compresión simple de 103 kN/m² (1 MPa)
como el límite de separación entre suelo y roca.
Desde el punto de vista práctico, en construcción es habitual considerar como suelos aquellos terrenos
que pueden excavarse sin necesidad de recurrir a explosivos, y así se define en algunos textos. Sin embargo,
en las últimas décadas la evolución de las técnicas de excavación (martillos picadores, rozadoras) permite la
excavación mecánica de rocas de resistencia media, lo que ha hecho más difuso este límite.
El Código Técnico de la Edificación establece la distinción en función de que la acción del agua sea capaz
de disgregar el material en partículas en poco tiempo o no (considerando “poco tiempo” el periodo de vida útil
de un edificio).

 De lo anterior se deduce que no hay una distinción clara entre suelos y rocas, sino una transición
continua. Los materiales de tránsito (suelos duros-rocas blandas) tienen características específicas y
presentan comportamientos a veces de más difícil estudio que los suelos y rocas típicos.

Geotecnia

La Geotecnia es la rama de la Ingeniería que se ocupa del estudio de la interacción de las construcciones
con el terreno. Se trata por tanto de una disciplina no sólo de la Ingeniería Civil, sino también de otras
actividades, como la Arquitectura y la Ingeniería Minera, que guardan relación directa con el terreno.
Los problemas geotécnicos básicos son:
− El terreno como cimiento: todas las obras deben apoyarse en el terreno; debe por tanto definirse la forma
de este apoyo, y la transmisión de cargas de la estructura al terreno, para lo que debe estudiarse la
deformabilidad y resistencia de éste.

El terreno como productor de cargas: en ocasiones, para crear un desnivel, o con otro motivo, se
construyen estructuras cuyo fin es contener el terreno (p. ej., muros de contención, revestimientos de
túneles); para su dimensionamiento, debe calcularse la magnitud y distribución de los empujes ejercidos
por el terreno.
− El terreno como propia estructura: otras veces, para crear un desnivel no se construye una estructura de
contención, sino que se deja al propio terreno en talud; debe en este caso estudiarse la inclinación que debe
darse a este talud para garantizar su estabilidad. 

− El terreno como material: en obras de tierra (rellenos, terraplenes, presas de materiales sueltos), el terreno
es el material de construcción, por lo que deben conocerse sus propiedades, y la influencia que en ellas
tiene el método de colocación (compactación).
Los terrenos sobre los que se construyen las obras son de naturaleza muy variada, desde un macizo
granítico sano hasta un fango de marisma en el que no es posible caminar. Las diferencias de comportamiento
obedecen a varias causas:
− Diferencias de naturaleza mineralógica de los componentes: silíceos, calcáreos, orgánicos, etc.
− Diferencias de tamaño de las partículas:
de milímetros o decímetros en gravas y bolos
de décimas de milímetro en arenas

de centésimas de mm (decenas de micras) en limos
inferiores a una micra en arcillas.
− Diferencias de la forma de contacto y unión entre granos; puede tratarse de:
una simple yuxtaposición, en el caso de una arena seca,
uniones por meniscos capilares entre granos si está húmeda,
fuerzas eléctricas entre partículas en el caso de arcillas,
soldadura entre granos o cristales en rocas.
− Diferencias del proceso de deposición y de tensiones a que está sometido: la compacidad o consistencia de
un elemento de terreno varía entre los casos:
recién sedimentado, a pequeña profundidad, y por tanto a pequeñas compresiones;
profundo y, por tanto, sometido a un gran peso de terreno situado por encima;
que haya estado a gran profundidad y luego por erosión se haya eliminado parte de la presión
(procesos de sobreconsolidación);
en rocas, por la fracturación producida por plegamiento y empujes tectónicos, o
con diferentes grados de meteorización por agentes atmosféricos.
Todo ello da lugar a la gran diversidad de terrenos señalada.