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TÍTULO

CORRESPONDENCIA

OBSERVACIONES

ANTECEDENTES

normaespañola

UNE 103 101

ICS 93.020 Junio 1995

Análisis granulométrico de suelos por tamizado

Part icl e size analysis of a soil by screening.

Analyse granulometr ique de sols par tamisage.

Esta norma anula y sustituye a la Norma UNE 7-376 de fecha diciembre de 1975.

Esta norma Española ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 103Geotecnia cuya Secretaría desempeña MOPTMA

Editada e impresa por AENORDepósito legal: M 20664:1995

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LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:

Fernández de la Hoz, 52 Teléfono (91) 310 48 5128010 MADRID-España Telefax (91) 310 36 95

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Grupo 5

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma tiene por objeto especificar el método para determinar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo

y obtener la cantidad, expresada en tanto por ciento de éstas, que pasan por los distintos tamices de la serie empleadaen el ensayo, hasta el 0,080 mm Norma UNE 7 050-2.

Cuando interese conocer la distribución de tamaños de las partículas inferiores a la abertura de dicho tamiz, se debecompletar este procedimiento con el de sedimentación, según se especifica en la Norma UNE 103 102.

2 NORMAS PARA CONSULTA

UNE 7 050-2 – Tamices de ensayo. Telas metál icas, chapas perforadas y láminas electroformadas. Medidas nominales

de las aber turas.

UNE 103 100 – Preparación de muestr as para ensayos de suelos.

UNE 103 102 – Análisis granulométr ico de suelos fi nos por sedimentaci ón. Método del densímetr o.

UNE 103 300 – Determinación de la humedad de un suelo mediante secado en estufa.

3 APARATOS Y MATERIAL NECESARIO

– Una serie de tamices de malla cuadrada y tejido de alambre que cumplan con lo especificado en la NormaUNE 7 050-21). Una serie de tamices de uso frecuente podría ser la de abertura de malla en mm siguiente: 100; 80;63; 50; 40; 25; 20; 12,5; 10; 6,3; 5; 2; 1,25; 0,40; 0,160 y 0,080.

– Una balanza de unos 10 kg de capacidad que aprecie 1 g y otra de unos 200 g de capacidad y que aprecie 0,01 g.

– Un equipo, compuesto por un agitador mecánico o batidora, con un motor eléctrico capaz de suministrar a una varillaagitadora una velocidad superior a 10 000 r.p.m. (revoluciones por minuto), sin carga. La varilla agitadora debellevar en su extremo inferior una paleta o hélice reemplazable de metal, plástico o goma dura, con la forma ydimensiones que aparecen en la figura 1 (a). La longitud de la varilla de agitación debe ser tal que su extremoinferior esté entre 19 mm y 38 mm del fondo del vaso de agitación. Además debe disponer de un vaso especial deagitación, con el diseño que aparece en la figura 1 (b), donde se efectua la dispersión del suelo. También es posiblela utilización, en vez del equipo anterior, de un recipiente de cristal con tapón de goma y 1 l de capacidad.

– Secadores, con circulación de aire frío o caliente, con temperatura regulable hasta 60 °C.

– Una estufa de desecación, con temperatura regulable hasta 115 °C.

– Un mortero con manilla, que tenga la parte inferior de goma, y un mazo del mismo material para desmenuzar losterrones compuestos por las partículas del suelo.

– Un vaso de precipitados, de unos 600 ml de capacidad.

– Un cepillo y una brocha, para limpiar las mallas de los tamices.

– Material general de laboratorio (pesasustancias, probetas, varillas de vidrio, etc.).

– Agua destilada.

1) Es conveniente además, disponer de los tamices 20,0 mm, Norma UNE 7 050-2, 2,00 mm, Norma UNE 7 050-2 y 0,080 mm, NormaUNE 7 050-2, para dedicarlos sólo a la operación de lavado.

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– Solución de hexametafosfato sódico al 4%1).

– Cuarteadores de diferentes pasos.

– Opcionalmente, una tamizadora mecánica.

4 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA EL ENSAYO

Del suelo recibido se separa mediante cuarteo la cantidad necesaria hasta obtener una muestra representativa para larealización del ensayo. A continuación se dan unos valores que pueden servir de orientación de la cantidad de muestraa tomar en función del tamaño máximo de la partícula de suelo:

Tamaño máximo de la partículadel suelo en mm

Cantidad mínima de muestra que debe quedarretenida en el tamiz de 2,00 mm

102025405080

100

500 g1 000 g2 000 g3 000 g4 000 g5 000 g8 000 g

La muestra se seca al aire, en estufa o por medio de secadores con circulación de aire frío o caliente, pero siemprea menos de 60 °C, hasta que aquélla se pueda deshacer por medio del mortero o mazo de goma. Véase procedi-

miento operatorio descrito en la Norma UNE 103 100.Se determina su masa con una precisión de 1 g, y se anota en la casilla A del impreso del anexo A.

En la columna I del impreso se anota la designación UNE, en mm, de los tamices empleados en el ensayo, ensentido decreciente y de mayor a menor abertura. En el Bloque 1, se anota la serie superior al de 20 mm; en elBloque 2, de igual forma, la serie superior al de 2 mm; y finalmente, de modo análogo, en el Bloque 3, la serieentre el de 2 mm y el de 0,080 mm.

5 PROCEDIMIENTO OPERATORIO

La muestra así preparada se tamiza por el 20,0 mm Norma UNE 7 050-2, hasta que pasen todas las partículas que

realmente sean inferiores a la abertura del tamiz2).

En determinados casos es necesario lavar el material grueso retenido para que se separe el material fino adherido aéste. En tales circunstancias, y una vez lavado sobre ese tamiz, se recoge dicho material fino, se decanta y sedeseca en estufa hasta masa constante. Se deja que se enfrie en un desecador para que se equilibre su temperatura,y se agrega a la fracción que pasa por el tamiz 20,0 mm Norma UNE 7 050-2.

1) La solución de hexametafosfato sódico se altera con el tiempo, por lo que se debe renovar antes de que transcurra un mes desde su preparación.

2) Siempre que se efectue la operación de tamizado manualmente, se debe mover el tamiz o tamices de un lado para otro y recorriendo circun-

ferencias, de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla. Se debe comprobar al desmontar los tamices, que la operaciónha terminado. Para ello se procede con cada tamiz individualmente, no debiendo pasar más del 1% de la parte retenida al tamizar durante 1min. Si quedan partículas apresadas en la malla, se deben separar con un pincel o cepillo y reunirlas con lo retenido en el tamiz.

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Si se ha procedido al lavado, la fracción retenida se deseca en estufa hasta masa constante. Se deja que se enfrie,para que se equilibre la temperatura y se tamiza por la serie de tamices con malla superior a 20 mm, anotando lamasa de la cantidad retenida en cada uno de ellos, con precisión de 1 g, en la columna II, Bloque 1, del impreso

del anexo A.De la fracción que pasa por el tamiz 20,0 mm Norma UNE 7 050-2, se separa mediante cuarteo una porción deunos 2 kg. Se determina su masa con una precisión de 1 g, y se anota en la casilla C del impreso. En el caso enque la fracción que pasa por dicho tamiz tenga una masa próxima a 2 kg, no es necesaria la operación de cuarteo.

Se tamiza esta porción por el 2,00 mm Norma UNE 7 050-2, hasta obtener dos fracciones. La fracción retenida selava sobre este tamiz, recogiendo todo el material que pasa por él. Éste se decanta, se deseca en estufa, se deja quese enfrie para que se equilibre su temperatura, y se agrega a la fracción que pasa por dicho tamiz.

La fracción retenida se deseca en estufa hasta masa constante, se deja enfriar para que se equilibre su temperatura,y se tamiza por la serie elegida, entre el 20,0 mm Norma UNE 7 050-2 y el 2,00 mm Norma UNE 7 050-2. Sedetermina la masa de la porción retenida en cada uno de ellos con precisión de 1 g, y se anota en la casilla corres-

pondiente de la columna II, Bloque 2, del impreso.

La fracción inferior a 2 mm se cuartea, hasta obtener dos porciones de unos 150 g cada una, si se trata de suelosarenosos o de unos 80 g cada una, si son arcillosos o limosos. De una de las porciones se toman unos 20 g, conprecisión de 0,01 g, y se determina la humedad higroscópica, es decir la humedad que alcanza esa porción de sueloen equilibrio con la atmósfera del laboratorio, según el procedimiento operatorio descrito en la Norma UNE 103300. De la otra porción, se toman unos 100 g, en el caso de suelos arenosos y 50 g en el de arcillosos o limosos,determinando su masa con precisión de 0,01 g, y anotando el valor en la casilla G del impreso. Se pasan a un vasode precipitados y se añade lentamente, al mismo tiempo que se agita con una varilla de vidrio, unos 125 cm3 desolución de hexametafosfato sódico al 4%1). Se deja en reposo durante unas 18 h. Se pasa la suspensión al vaso deagitación o al recipiente de cristal. Se añade agua destilada hasta unos 5 cm del borde y se agita lentamente lasuspensión durante 1 min a no menos de 10 000 r.p.m. en el caso de disponer del agitador mecánico y duranteunos 5 min en el caso de emplear el recipiente de cristal.

NOTA – Si se va a realizar el análisis granulométrico completo es decir por tamizado y sedimentación se debe pasar la suspensión preparada a unaprobeta graduada de 1 l de capacidad y continuar con el procedimiento que se describe en el apartado correspondiente de la Norma UNE103 102.

Finalizado el análisis granulométrico por sedimentación se vierte el contenido de la probeta sobre el tamiz 0,080 mm Norma UNE 7 050-2y se sigue el procedimiento correspondiente.

Si únicamente se realiza el análisis granulométrico por tamizado, se vierte esta suspensión sobre el tamiz 0,080 mmNorma UNE 7 050-2 y se lava hasta que se elimine todo el material que sea inferior a 0,080 mm. Se traslada loretenido en el tamiz a una cápsula o bandeja y se deseca en estufa hasta masa constante2). Se deja enfriar hasta que seequilibre su temperatura y se tamiza por la serie elegida, entre el 2,00 mm Norma UNE 7 050-2 y el 0,080 mm NormaUNE 7 050-2. Se determina la masa de la cantidad retenida en cada tamiz con una precisión de 0,01 g y se anota en

la casilla correspondiente de la columna II, Bloque 3, del impreso del anexo A.

6 OBTENCIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS

Los métodos que se indican a continuación sobre la forma de obtener los resultados, se refieren a los respectivosimpresos que se adjuntan en los anexos.

1) Los suelos que por su naturaleza se dispersen fácilmente, se pueden lavar directamente sin adicción de hexametafosfato sódico.

2) No es aconsejable que la fracción retenida se seque sobre el mismo tamiz.

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6.1 Obtención de los resultados

Obtención de los resultados que figuran en el impreso del anexo A:

COLUMNAS II y III

La columna II se utiliza sólo en los casos en que se hayan separado por cuarteo, porciones de las fracciones inferioresa 20 mm y 2 mm.

– Se suman los valores de las masas anotadas en las casillas de la columna II I, Bloque 1, y se anota el resultado enla casilla B.

– Se suman los valores de las masas anotadas en las casillas de la columna II, Bloque 2, y se anota el resultado en lacasilla D.

– Se calcula, con cuatro cifras decimales, el factor de corrección, f 1, de la muestra comprendida entre 20 mm y 2 mm,de esta manera: f 1 = (A-B)/C.

– Se calculan los valores de las casillas de la columna III, Bloque 2, multiplicando el valor correspondiente de lacolumna II, por el factor f 1.

– Se calcula la masa de la muestra total comprendida entre 20 mm y 2 mm, multiplicando el valor anotado en la casillaD por f 1. Se anota el resultado obtenido en la casilla E.

– Se calcula la masa total retenida en el tamiz de abertura 2 mm, lavada y desecada, sumando para ello los valoresde las casillas B y E. Se anota el resultado obtenido en la casilla F.

– Se calcula la masa de la muestra ensayada inferior a 2 mm, seca, multiplicando el valor anotado en la casilla G por

el factor f. Se anota el resultado obtenido en la casilla H.

– Se calcula la masa de la muestra total, inferior a 2 mm, seca, multiplicando la diferencia de las casillas A y F, porel factor f. Se anota el resultado obtenido en la casilla J.

– Se calcula la masa total de la muestra seca, sumando los valores anotados en casillas F y J . Se anota el resultadoen la casilla K.

– Se calcula, con cuatro cifras decimales, el factor de corrección f 2, correspondiente a la muestra que es inferior a2 mm, dividiendo el valor anotado en la casilla J por el anotado en la casilla H.

– Se calculan los valores de las casillas de la columna III, Bloque 3, multiplicando el valor correspondiente de la

columna II, por el factor f 2.

COLUMNA IV

– Se anota en la casilla (1), la masa total de la muestra seca, K. Se resta de este valor el anotado en la casilla de lacolumna III correspondiente al primer tamiz que ha retenido material y se anota el valor resultante en la casillacontigua. Se resta de este último la masa de la fracción retenida en el siguiente tamiz que haya retenido material yse anota el resultado en la casilla contigua. Se opera de una manera análoga hasta el final.

COLUMNA V

– Se anota la cifra 100 en la casilla (2). Los valores de las restantes casillas se obtienen multiplicando los respectivosvalores de la columna IV por 100, y dividiendo por el valor anotado en la casilla (1).

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6.2 Expresión de los resultados

Se representan, en el impreso del anexo B, los valores correspondientes a las columnas I y V del impreso del anexo

A. Seguidamente se traza la curva que mejor se ajuste a los puntos así representados.

7 BIBLIOGRAFÍA

NLT 104/72 – Granulometría de suelos por tamizado.

A.S.T.M. D-422-63 (1972) – Method for par ticle-size analysis of soils.

Medidas en milímetros

Fig. 1 - Paleta y vaso agitador

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ANEXO A (Normativo)

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO. CÁLCULOS

A Muestra total seca al aire (g) Humedad higroscópica(fracción inferior a 2 mm)

BMasa total retenida sobre el tamiz de

20 mm, lavada y seca (g)

CPorción que pasa por el tamiz de 20 mm, seca al aire ensayada (g)

W = (a/s) x 100Humedad higroscópica

DMuestra retenida entre 20 mm y

2 mm, lavada y seca (g)––

Referencia tara

E = D x f f Muestra total entre 20 mm y 2 mm,

lavada y seca (g)a=(t+s+a)–(t+s)

Agua (g)

F = B + EMuestra total retenida en el tamiz de

2 mm lavada y seca (g)t + s + a

tara + suelo + agua(g)

G Muestra que pasa tamiz de 2 mmensayada secada al aire (g)

t + s tara + suelo (g)

H = G x f Muestra que pasa tamiz de 2 mm

ensayada y seca (g)t

tara (g)

J = (A-F) x f Muestra total que pasa por el tamiz

de 2 mm seca (g)s = (t+s) - t

suelo (g)

K = F + J Muestra total seca (g) f = 100/100+w Factor de corrección

f 1= (A-B)/C, es el factor de corrección de la muestra comprendida entre 20 mm y 2 mm.f 2 = J/H, es el factor de corrección de la muestra que pasa por el tamiz de abertura 2 mm.

Tamices UNE designa-

ción y abertura(mm)

Retenido

tamices parcial(g)

Retenido tamices

totales(g)

Pasa en muestra total

OBSERVACIONES(g) %

I II III IV V

B L O Q U E 1

(1) (2)

B L O Q U E 2

B L O Q U E 3

(1) y (2) Véase apartado 6.1.

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ANEXO B (Normativo)

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

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Dirección Fernández de la Hoz, 5228010 Madrid-España

Teléfono (91) 432 60 00 Telefax (91) 310 36 95 Telegrama AENOR

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