NORMA TCNICA NTC COLOMBIANA 947-1

PROYECTO DENORMA TCNICA COLOMBIANANTC 4630 (Primera actualizacin)DE 046/12

CONTENIDO

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1.INTRODUCCION

2.OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN

3.DOCUMENTOS DE REFERENCIA

4.TERMINOS Y DEFINICIONES

5.RESUMEN DE LOS MTODOS DE ENSAYO

5.1LMITE LQUIDO

5.2LMITE PLSTICO

5.3NDICE DE PLASTICIDAD

5.4LMITE DE CONTRACCIN

6.SIGNIFICADO Y USO

7.MUESTREO

8.PREPARACIN DE LOS ESPECMENES PARA EL ENSAYO

8.1PREPARACIN DEL ESPCIMEN PARA LOS ENSAYOS DE LMITE

LQUIDO Y LMITE PLSTICO

8.2PREPARACIN DEL ESPCIMEN PARA EL ENSAYO DE LMITE

DE CONTRACCIN

9.DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO. MTODO DE CASAGRANDE

9.1EQUIPO

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9.2REACTIVOS, MATERIALES Y PRECAUCIONES

9.3CALIBRACIN DEL APARATO

9.4PROCEDIMIENTO

10.DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO. MTODO DE VASSILIEF

10.1EQUIPO

10.2PROCEDIMIENTO

10.3CLCULOS Y EXPRESIN DE LOS RESULTADOS

11.INFORME

12.DETERMINACIN DEL LMITE DE CONTRACCIN

12.1EQUIPO

12.2MATERIALES

12.3PROCEDIMIENTO

12.4CLCULOS

12.5INFORME

12.6PRECISIN Y SESGO

13.DETERMINACIN DEL LMITE PLSTICO

13.1EQUIPOS

13.2PREPARACIN DEL ESPCIMEN PARA EL ENSAYO

13.3PROCEDIMIENTO

13.4CLCULOS

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14.INDICE DE PLASTICIDAD

14.1CLCULOS

14.2INFORME

15.PRECISIN Y SESGO

15.1PRECISIN

15.2SESGO

16.DESCRIPTORES

BIBLIOGRAFIA

ANEXO A.1

CALIBRACIN DEL RECIPIENTE DE CONTRACCIN

FIGURASFigura 1. Aparato manual para el ensayo de lmite lquido

Figura 2. Ranurador curvo

Figura 3. Calibracin de la altura de cada

Figura 4. Masa de suelo en el aparato de Lmite Lquido antes de ejecutar el ensayo

Figura 5. Masa de suelo despus de terminado el ensayo de Lmite Lquido

Figura 6. Penetrmetro de cono

Figura 7. Aspecto de una muestra de suelo arcilloso amasado hasta su Lmite Plstico

Tabla 2. Tabla de estimativos de precisin

PROCEDIMIENTOS PARA LA DETERMINACIN

DE LOS LMITES DE CONSISTENCIA

1.INTRODUCCION

Esta norma se basa en las normas ASTM D4318, Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils y BS 1377 Methods of Test for Soils for Civil Engineering Purposes. General Requirements and Sample Preparation y establece los mtodos de ensayo para determinar el lmite lquido por el mtodo casagrande y el mtodo penetrometro de cono o vassilief; el lmite plstico, el ndice de plasticidad y el lmite de contraccin de los suelos sometidos a ensayo.

2.OBJETO Y CAMPO DE APLICACINEste documento describe y regula los mtodos de ensayo para la determinacin del lmite lquido, lmite plstico, ndice de plasticidad y lmite de contraccin de los suelos cohesivos.

Se presentan dos mtodos para determinar el lmite lquido: el ensayo con el aparato de Casagrande y el ensayo con penetrmetro de cono El mtodo que se utilice debe ser especificado por la entidad que solicita el ensayo.Estn definidos dos procedimientos para preparar las muestras para la determinacin del lmite lquido, lmite plstico y el ndice de plasticidad: de preparacin hmeda, y el procedimiento de preparacin de muestras en estado seco. El procedimiento que se utilice debe ser especificado por la entidad que solicite el ensayo. Si no se especifica uno de ellos, se seguir el procedimiento de preparacin de muestra en estado hmedo.

El valor del lmite lquido puede variar, segn sea el procedimiento utilizado. En la Nota 10 se encuentran las relaciones que permiten comparar los resultados obtenidos con los diferentes procedimientos.

Usualmente, aunque no siempre, los valores del lmite lquido y del ndice de plasticidad derivados de muestras que tienen su contenido natural de humedad son iguales o mayores que los valores obtenidos de muestras similares de suelo seco. En el caso de los suelos finogranulares orgnicos hay una disminucin sustancial en la plasticidad debido al secado al horno.

Las muestras de suelos cohesivos que contengan montmorillonita, halloysita, o illita, cuyas propiedades fsicas y geotcnicas cambian irreversiblemente al secarse, deben ser preparados siguiendo el procedimiento de preparacin en estado hmedo. Los suelos derivados de cenizas volcnicas y las arcillas de alta plasticidad se encuentran en esta categora.

Los lmites lquido y plstico de muchos suelos que se dejan secar antes del ensayo, pueden ser considerablemente diferentes de los valores obtenidos sobre muestras sin secar. S el lmite lquido y el lmite plstico de los suelos son utilizados para correlacionar o estimar su comportamiento geotcnico en su estado de humedad natural, las muestras no se deben dejar secar antes del ensayo a menos que se desee especficamente informacin sobre las muestras secas.

Los datos obtenidos en el ensayo del lmite de contraccin pueden ser utilizados tambin para calcular la relacin de contraccin, la contraccin volumtrica y la contraccin lineal.

El lmite lquido y el lmite plstico de los suelos, conjuntamente con el lmite de contraccin, son conocidos comnmente como los lmites de Atterberg. Estos lmites distinguen varios estados de consistencia de los suelos plsticos.

La calidad de los resultados del ensayo de lmite lquido puede evaluarse con base en el coeficiente de correlacin de la regresin lineal entre los valores de contenido gravimtrico de agua y de nmero de golpes en el mtodo Casagrande o de la Norma ASTM D4318, o la penetracin en el mtodo de Vassilef o de la Norma BS1377. La composicin y concentracin de las sales solubles en un suelo afectan los valores de los lmites lquido y plstico. En consecuencia debe drsele especial consideracin a los suelos de ambientes marinos y de otras fuentes en las que puedan estar presentes altas concentraciones de sales solubles. Debe drsele una consideracin cuidadosa al grado en el que las sales presentes en estos suelos estn diluidas o concentradas.

Puesto que los ensayos descritos en esta norma se ejecutan slo sobre la porcin de suelo que pasa el tamiz # 40 (425 (m), la contribucin relativa de sta porcin del suelo a las propiedades de la muestra como un todo debe ser considerada cuando se usen estos ensayos para evaluar las propiedades del suelo.

3.DOCUMENTOS DE REFERENCIA

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicacin de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica nicamente la edicin citada. Para referencias no fechadas, se aplica la ltima edicin del documento normativo referenciado (incluida cualquier correccin).

NTC 32, Tejido de alambre y tamices para propsitos de ensayo, ASTM E11.

NTC 129, Ingeniera civil y arquitectura. Practica para la toma de muestras de agregados, ASTM D75.NTC 1495, Suelos. Ensayo para determinar el contenido de humedad de suelos y rocas, con base en la masa, ASTM D2216.NTC 3674, Ingeniera civil y arquitectura. Practica para la reduccin del tamao de las muestras de agregados, tomadas en campo, para la realizacin de ensayos, ASTM C702.

ASTM D420, Guide to Site Characterization for Engineering Design and Construction Purposes.ASTM D653, Terminology Relating to Soil, Rock, and Contained Fluids.

ASTM D2726, Standard Test Method for Bulk Specific Gravity and Density of Non-Absorptive Compacted Bituminous Mixtures.

ASTM D4318, Standard test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. Norma BS 1377, Methods of Test for Soils for Civil Engineering Purposes. General Requirements and Sample Preparation.

4.TERMINOS Y DEFINICIONES

Los trminos no incluidos en este numeral pueden ser consultados en la norma ASTM D653.4.1 Limites de consistencia (Lmites de Atterberg). Condiciones del suelo en las que este cambia de comportamiento mecnico por variaciones en su contenido gravimtrico de humedad. En el uso corriente en geotecnia, el trmino usualmente se refiere al lmite lquido, al lmite plstico, y en algunas referencias al lmite de contraccin.Originalmente, los lmites de consistencia de suelos finogranulares fueron definidos por Albert Atterberg: lmite superior del flujo viscoso, lmite lquido, lmite de adhesin, lmite de cohesin, lmite plstico y lmite de contraccin.

4.2 Consistencia. La facilidad relativa con la que un suelo puede ser deformado manualmente.

4.3 Lmite Lquido (LL). Es el estado de consistencia de un suelo cuya resistencia al cortante es aproximadamente 2 kPa (2(10-2 kg/cm2). El lmite lquido puede ser definido operacionalmente como el contenido gravimtrico de agua o humedad gravitacional de un suelo que se encuentra en el lmite, definido convencionalmente, entre los estados lquido y plstico. Dicho contenido gravimtrico de agua se determina con los mtodos descritos en esta norma.

4.4 Estado Lquido. Condicin del suelo en la que este se deforma por la sola accin de la gravedad, o bajo la accin de tensiones de cortante muy bajas, de manera que su comportamiento corresponde al de un fluido viscoso, y su resistencia al cortante es inferior a 2 kPa (2(10-2 kg/cm2).4.5 Estado Plstico. Condicin del suelo en la que este responde a los esfuerzos cortantes con deformaciones no recuperables; corresponde a una resistencia al cortante en el intervalo 2 kPa - 170 kPa.4.6 Lmite Plstico. Es el estado de consistencia de un suelo cuya resistencia al cortante es aproximadamente 170 kPa (1.7 kg/cm2). Corresponde al contenido gravimtrico de agua, expresado como un porcentaje, de un suelo en el lmite entre los estados plstico y frgil (comportamiento elstico, ruptura frgil). El contenido gravimtrico de agua en este lmite, es tal que el suelo no puede ser amasado para preparar cilindros de 3 mm de dimetro y 2 cm de longitud, sin que se desmorone.

4.7 Suelo plstico. Suelo que presenta un comportamiento plstico en un rango definido de contenido gravimtrico de humedad y que mantiene su forma al secarse.

4.8 ndice de plasticidad. Intervalo del valor del contenido gravimtrico de humedad en el que un suelo se comporta plsticamente. Numricamente es la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico.

4.9 ndice de liquidez. Relacin expresada como un porcentaje del contenido gravimtrico natural de agua de un suelo menos su lmite plstico respecto a su ndice de plasticidad.

4.10 ndice de actividad. Llamado tambin nmero de actividad: relacin del ndice de plasticidad de un suelo al porcentaje en peso de las partculas que tienen un dimetro equivalente menor que 2 (m.

4.11 Contenido gravimtrico de humedad w (%). relacin expresada como un porcentaje entre: a) la masa de agua contenida en los poros del suelo o de la roca, y b) la masa de las partculas slidas del suelo o de la roca. 4.12 Contenido volumtrico de humedad w (%). relacin expresada como un porcentaje entre (a) el volumen de agua contenida en los poros del suelo o de la roca, y (b) el volumen del suelo o de la roca.

5.RESUMEN DE LOS MTODOS DE ENSAYO

5.1LMITE LIQUIDO5.1.1Mtodo CasagrandeEl lmite lquido es determinado sobre un espcimen procesado para remover cualquier material retenido en el tamiz # 40 (425 (m) y mezclado con agua, que se extiende en un recipiente esfrico de bronce y se divide diametralmente en dos partes con un ranurador, y luego se le hace fluir hasta unirlas en una longitud aproximada de 13 mm, debido al efecto producido por los golpes de cada del recipiente, desde una altura de 10 mm, en un aparato mecnico normalizado. La determinacin del lmite lquido requiere tres o ms ensayos sobre un intervalo de contenido gravimtrico de humedad, que incluya el necesario para cerrar la ranura con 25 golpes. Con los datos del ensayo se prepara un grfico, o se calcula una funcin entre el logaritmo del nmero de golpes necesario para cerrar la ranura y la correspondiente humedad del suelo, y a partir all se determina el lmite lquido por interpolacin.5.1.2Mtodo Penetrometro de Cono o VassiliefEl lmite lquido es determinado sobre un espcimen procesado para remover cualquier material retenido en el tamiz # 40 (425 (m) y mezclado con agua. Una porcin del espcimen se introduce en un recipiente cilndrico, y luego se penetra con un cono con dimensiones y masa normalizadas bajo la accin de su propio peso. La determinacin de lmite lquido requiere tres o ms ensayos sobre un intervalo de contenido gravimtrico de humedad que incluya el necesario para conseguir una penetracin de 20mm. Con los datos del ensayo se prepara una grfica, o se calcula una funcin, entre la penetracin y el contenido gravimtrico de humedad correspondiente, a partir de la cual se determina el lmite lquido por interpolacin. 5.2LMITE PLSTICOEl lmite plstico se determina amasando y preparando manualmente rollos de 3 mm de dimetro hasta que el contenido gravimtrico de agua queda reducido a un punto en el cual el rollos o los rollos se desmoronan y no pueden ser amasados nuevamente y vueltos a enrollar. El contenido gravimtrico de agua en esta condicin se reporta como el lmite plstico.

5.3NDICE DE PLASTICIDADEl ndice de plasticidad se calcula como la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico.

5.4LMITE DE CONTRACCINEl lmite de contraccin se determina a partir de especmenes cuyo contenido gravimtrico de agua se encuentre por encima de su lmite lquido que se dejan secar hasta el momento en que cambian de color. El cambio de color en la superficie coincide con la condicin de mximo contenido gravimtrico de humedad para un volumen constante del suelo; a partir de este momento la reduccin de humedad da lugar a reduccin de volumen. El lmite de contraccin se expresa como el contenido gravimtrico de humedad volumtrica del suelo en esta condicin. El volumen del suelo puede determinarse aplicando el principio de Arqumedes y para ello se cubren los especmenes con parafina para prevenir que absorban agua.

6.SIGNIFICADO Y USO

Los lmites de consistencia hacen parte integral de varios sistemas de clasificacin en geotecnia para caracterizar la fraccin finogranular de los suelos y para especificar la fraccin finogranular de los materiales de construccin. El lmite lquido, el lmite plstico y el ndice de plasticidad de los suelos son utilizados tambin extensivamente en forma individual o colectiva con otras propiedades del suelo, para correlacionarlas con propiedades tales como compresibilidad, permeabilidad, caractersticas de compactacin, potencial de expansin y resistencia al corte.

Los lmites lquido y plstico de un suelo pueden ser utilizados con el contenido gravimtrico natural de agua del suelo para expresar su consistencia relativa o ndice de liquidez y pueden ser utilizados con el porcentaje menor que el tamao 2(m para determinar su ndice de Actividad.

Estos mtodos algunas veces son utilizados para evaluar las caractersticas de meteorizacin de las lutitas arcillosas. El lmite lquido de estos materiales tiende a aumentar cuando se someten a ciclos repetidos de humedecimiento y secado. El incremento en el lmite lquido en tales condiciones se considera como un indicador de la susceptibilidad de una lutita a la meteorizacin.

El lmite lquido de un suelo con alto contenido de materia orgnica decrece substancialmente cuando el suelo se seca en el horno antes del ensayo. La comparacin del lmite lquido de una muestra antes y despus de haber sido secada al horno, puede ser utilizada como un indicador del contenido de materia orgnica de un suelo.El lmite lquido y el ndice plstico presentan altas correlaciones con la capacidad de intercambio catinico del suelo y pueden utilizarse como estimadores apropiado de ste cuando no se cuenta con resultados de laboratorio.

El trmino lmite de contraccin, expresado como un contenido gravimtrico de agua en porcentaje, es la cantidad de agua necesaria para saturar un suelo cohesivo con la mnima relacin de vacos conseguida por secado al horno. El lmite de contraccin puede ser utilizado para evaluar la actividad de los suelos, manifestada en su potencial de expansin y contraccin, y en el potencial de agrietamiento.

Los lmites de consistencia de un suelo dependen en primera instancia de su composicin mineralgica, y viceversa, los valores de los lmites de consistencia llevados a la carta de plasticidad de Casagrande permite hacer una caracterizacin de la mineraloga predominante.

7.MUESTREO

Las muestras pueden ser tomadas de cualquier localizacin que satisfaga las necesidades de muestreo, sin embargo deben seguirse las normas apropiadas (NTC 3674, NTC 129 y ASTM D420) como guas para seleccionar y conservar las muestras de los diferentes tipos de operaciones de muestreo. Las muestras que sean preparadas utilizando el procedimiento en hmedo deben ser conservadas con su contenido gravimtrico de humedad natural antes de la preparacin.

Obtenga una porcin representativa de la muestra total suficiente para obtener 150 g a 200 g de material que pase el tamiz # 40 (425 (m). La muestra seca y triturada puede cuartearse o dividirse para obtener la cantidad de material necesaria para el ensayo. Las muestras hmedas se mezclarn completamente en un recipiente con una esptula o una cuchara y se retirar la porcin representativa con una cuchara retirando dos o ms cucharadas de la masa mezclada.

Si el suelo presenta estratificacin natural, los diferentes estratos deben ser conservados por separado en las operaciones de muestreo, y los ensayos se llevarn a cabo en el estrato particular de inters, cuidando minimizar la contaminacin desde los otros estratos. Cuando se vaya a utilizar una mezcla de materiales en la construccin, los componentes deben ser combinados en proporciones tales que la muestra resultante represente las condiciones reales del material de construccin.

Cuando los datos resultantes de este ensayo vayan a ser utilizados para la correlacin con otros datos de laboratorio o de campo, use el mismo material utilizado en estos ensayos en la medida de lo posible.

8.PREPARACIN DE LOS ESPECMENES PARA EL ENSAYO

8.1PREPARACIN DEL ESPCIMEN PARA LOS ENSAYOS DE LMITE LQUIDO Y LMITE PLSTICO8.1.1Preparacin en estado hmedoPrepare los especmenes para el ensayo como se describe en los prrafos siguientes a menos que se especifique la preparacin en estado seco.

8.1.1.1 Material que pasa el tamiz # 40 (425 (m)Cuando se puede determinar mediante procedimientos visuales y manuales que la muestra no tiene o tiene poco material que puede ser retenido en un tamiz # 40 (425 (m), prepare un espcimen de 150 g a 200 g mezclando el suelo completamente con agua destilada o desmineralizada sobre la placa de vidrio utilizando la esptula. Si lo desea, empape el suelo en un plato de almacenamiento con una pequea cantidad de agua para ablandar el suelo antes de comenzar a mezclarlo. Ajuste el contenido gravimtrico de agua del suelo para llevarlo a una consistencia que requiera de 25 a 35 golpes para cerrar la ranura en el aparato de Lmite Lquido.

Si durante el mezclado se encuentra un pequeo porcentaje de material que quedara retenido en el tamiz # 40 (425 (m), retire estas partculas con la mano si es posible. Si no es prctico retirar el material ms grueso manualmente, remueva pequeos porcentajes (menos de aproximadamente 15 %) del material ms grueso pasando el espcimen por una malla # 40 (425 (m), ayudndose con cualquier instrumento adecuado, siempre y cuando la operacin no distorsione el tamiz o degrade el material que sera retenido. Si se encuentra un porcentaje mayor material grueso durante la mezcla con agua o si no se considera prctico remover el material ms grueso por los mtodos descritos, seprelos por lavado sobre el tamiz # 40 (425 (m). Cuando las partculas gruesas encontradas durante el mezclado son concreciones, conchas u otras partculas frgiles, no triture estas partculas para forzarlas a pasar por el tamiz # 40 (425 (m); retrelas manualmente o por lavado.

Coloque la masa de suelo en el recipiente de almacenamiento, cbralo con una bolsa plstica para prevenir la prdida de humedad y djelo reposar por lo menos durante 16 horas. Despus del perodo de reposo e inmediatamente antes de comenzar el ensayo, mezcle nuevamente y de manera completa el suelo.

NOTA 1El tiempo necesario para mezclar adecuadamente un suelo vara dentro de lmites muy amplios dependiendo de la plasticidad y el contenido inicial de agua. Puede necesitarse un tiempo de mezclado inicial mayor de 30 minutos para arcillas plsticas.

8.1.1.2 Muestras que contienen material que puede ser retenido en un tamiz # 40 (425 (m)Seleccione una cantidad suficiente de suelo con su contenido gravimtrico natural de agua para obtener 150 g a 200 g de material que pase el tamiz de # 40 (425 (m). Colquelo en un recipiente y agregue suficiente agua hasta cubrir el suelo. Deje que se humedezca hasta que todos los terrones se hayan ablandado y las partculas finas no se adhieran a la superficie de las partculas gruesas.

NOTA 2En algunos casos los cationes de las sales presentes en el agua utilizada pueden intercambiarse con los cationes naturales del suelo y alterar significativamente los resultados si se utiliza agua corriente en las operaciones de humedecimiento y lavado. A menos que se sepa que tales cationes no se encuentran presentes en el agua corriente, debe utilizarse agua destilada o desmineralizada. Como una regla general, el agua que contenga ms de 100 mg/l de slidos disueltos, no debe ser utilizada en operaciones de lavado.

Cuando la muestra tenga un alto porcentaje de material que puede ser retenido en el tamiz # 40 (425 (m), lleve a cabo la operacin de lavado por partes, lavando no ms de 0,5 kg de material cada vez. Coloque el tamiz # 40 (425 (m) en el fondo del recipiente limpio. Coloque la mezcla de agua y suelo en el tamiz. Si se encuentran partculas de grava o de arena gruesa, enjuague tantas de ellas como sea posible con pequeas cantidades de agua de una botella de lavado y descrtelas. Alternativamente coloque la mezcla de suelo y agua sobre un tamiz de 2 mm, ajustados sobre el tamiz # 40 (425 (m), lave el material fino completamente y remueva el tamiz de 2 mm. Despus de lavar y remover tanto material grueso como sea posible, agregue agua suficiente al recipiente hasta que el nivel se encuentre aproximadamente 15 mm por encima de la superficie del tamiz #4 0 (425 (m). Remueva la mezcla con los dedos mientras levanta y baja el tamiz en el recipiente de tal manera que el material fino quede separado de las partculas gruesas. Desintegre los terrones pequeos de suelo que no se hayan desintegrado estregndolos suavemente sobre el tamiz con las puntas de los dedos. Complete la operacin de lavado, levantando el tamiz por encima de la superficie del agua y enjuagando el material retenido con una pequea cantidad de agua limpia. Descarte el material retenido en el tamiz # 40 (425 (m).

Reduzca el contenido gravimtrico de agua del material que pasa por el tamiz # 40 (425 (m) hasta que est prximo al lmite lquido. La reduccin del contenido gravimtrico de agua puede llevarse a cabo mediante uno de los siguientes mtodos o una combinacin de ellos: a. exponindolo a las corrientes de aire a la temperatura ambiente; b. exponindolo a las corrientes de aire caliente de una fuente, como un secador elctrico de cabello, o c. decantando el agua limpia de la superficie de la suspensin. Durante la evaporacin y el enfriamiento, agite la muestra frecuentemente para prevenir el sobresecado de las mrgenes y la formacin de salientes de suelo en la superficie de la mezcla. Para las muestras de suelo que contengan sales solubles, utilice un mtodo de reduccin del agua (a. o b.) que no elimine las sales solubles del espcimen con el ensayo.

Mezcle completamente el material que pasa el tamiz # 40 (425 (m) sobre la placa de vidrio utilizando la esptula. Ajuste el contenido gravimtrico de agua de la mezcla si es necesario, agregando pequeas cantidades de agua destilada o desmineralizada o permitiendo que la mezcla se seque a la temperatura ambiente mientras se amasa sobre la placa de vidrio. El suelo debe quedar con un contenido gravimtrico de agua que d lugar al cierre de la ranura con un nmero de golpes entre 25 y 35. Coloque la mezcla de suelo en un recipiente, cbralo para prevenir prdidas de humedad y djelo reposar durante 16 horas. Despus de este perodo de reposo, inmediatamente antes de iniciar el ensayo mezcle el suelo de nuevo completamente.

8.1.2Preparacin del espcimen en estado seco

Seleccione una cantidad de suelo suficiente para retirar 150 g a 200 g de material que pase por el tamiz # 40 (425 (m) despus de procesarlo. Seque la muestra a la temperatura ambiente o en un horno con una temperatura que no exceda los 60 C hasta que los terrones de suelo se pulvericen fcilmente. La desintegracin se agiliza si no se permite que la muestra se seque completamente. Sin embargo el suelo debe tener una apariencia seca cuando sea pulverizado.

NOTA 3 El secado en el horno entre 105 C y 110 C frecuentemente tiene un efecto sustancial en las propiedades del suelo; el secado en el horno a temperaturas menores, y aun el secado al aire a la temperatura ambiente del laboratorio, puede producir tambin cambios significativos en los limites liquido y plstico. Este efecto de la temperatura de secado sobre los lmites de consistencia es ms comn en suelos derivados de cenizas volcnicas y en arcillas esmectiticas.

Pulverice la muestra en un mortero con un pistilo con cubierta de caucho, o en cualquier otra forma que no de lugar a la rotura de granos individuales. Cuando las partculas gruesas encontradas durante la pulverizacin son concreciones, conchas u otras partculas frgiles no desintegre estas partculas para hacer que pasen el tamiz # 40 (425 (m); remuvalas manualmente o con cualquier otro medio adecuado como el lavado.

Separe la muestra sobre un tamiz # 40 (425 (m), agitando el tamiz manualmente para asegurar una completa separacin de la fraccin fina. Vuelva a colocar el material retenido en el tamiz # 40 (425 (m) en mortero y repita las operaciones de pulverizacin y tamizado tantas veces como sea necesario para asegurar que todo el material fino sea desintegrado y el material retenido en el tamiz # 40 (425 (m) consista solamente de granos individuales de arena o grava.

Coloque el material que queda sobre el tamiz # 40 (425 (m) despus de terminar las operaciones de pulverizado en un recipiente y humedzcalo en una pequea cantidad de agua. Agite la mezcla de agua y suelo y virtalo sobre un tamiz # 40 (425 (m) recogiendo el agua y las partculas finas suspendidas en un recipiente. Vierta esta suspensin en un recipiente que contenga el suelo previamente tamizado a travs del tamiz # 40 (425 (m). Descarte el material retenido en el tamiz # 40 (425 (m).

8.2PREPARACIN DEL ESPCIMEN PARA EL ENSAYO DE LMITE DE CONTRACCINPrepare el espcimen y ajuste el contenido gravimtrico de humedad de modo que el suelo quede con una consistencia tal que requiera aproximadamente 10 golpes en el aparato de lmite lquido para que la ranura cierre un tramo de 13 mm; la cantidad de agua necesaria puede exceder el lmite lquido en 10%.9.DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO. MTODO DE CASAGRANDE

9.1EQUIPOAparato mecnico compuesto de un recipiente esfrico de bronce suspendido de un bastidor diseado para controlar su cada sobre una base de caucho duro y un ranurador. La Figura 1 muestra las caractersticas bsicas y las dimensiones crticas del aparato. El aparato puede ser operado manualmente o con un motor elctrico.

9.1.1Base

Consiste en una base de caucho duro que tenga una resiliencia tal que una bola de acero pulido de 8 mm de dimetro rebota ms o menos el 80 %, pero no ms del 90 % cuando se deja caer desde una altura de 25 cm. Los ensayos de resiliencia deben llevarse a cabo sobre la base terminada con los soportes inferiores fijados a la base.

9.1.2Soportes de caucho

Diseados para proporcionar el aislamiento de la base de la superficie de trabajo. 9.1.3Recipiente metlico

Con forma de sector esfrico, y peso de 185 g a 215 g, incluida su fijacin al bastidor

9.1.4Leva

Diseada para levantar el recipiente de manera suave y continua hasta su mxima altura sobre un recorrido de por lo menos 180o de rotacin de la leva o botador sin desarrollar una velocidad ascendente o descendente del recipiente cuando el botador o el servidor de leva, abandona sta. (El movimiento de leva preferido es una curva de levantamiento o de elevacin uniformemente acelerada).

9.1.5Bastidor

Diseado de tal manera que el recipiente y el botador quede fijado al bastidor slo mediante un pin removible construido de forma tal que permita un ajuste conveniente pero seguro de la cada del recipiente desde una altura de 10 mm.

9.1.6Equipo motorizado (Opcional)

Como una alternativa para el manubrio mostrado en la Figura 1, el aparato puede estar equipado con un motor que gire la leva. Tal motor debe girar la leva a 2 rps y debe quedar aislado del resto del aparato mediante montajes de caucho o en cualquier forma que evite que la vibracin del motor sea transmitida al resto del aparato. Debe ser equipado con un interruptor de encendido y apagado como una forma conveniente de colocar la leva para los ajustes de altura de cada. Los resultados obtenidos al utilizar un aparato motorizado no deben diferir de los obtenidos manualmente.

9.1.7Ranurador

Herramienta hecha de plstico o de un metal inoxidable que tenga las dimensiones mostradas en la figura 2. El diseo de la herramienta puede variar siempre y cuando las dimensiones bsicas se conserven. En la herramienta se puede incorporar, aunque no necesariamente lo es, un calibrador para ajustar la altura de cada del aparato de Lmite Lquido. Este ranurador es el exigido por la norma.

NOTA 4Anteriormente se especificaba un ranurador curvo como parte del aparato para llevar a cabo el ensayo de lmite lquido. El ranurador curvo, Figura 2, no se considera tan preciso como el ranurador plano descrito, puesto que no controla la profundidad del suelo en el recipiente del lmite lquido. Hay algunos datos que indican que el resultado del ensayo de lmite lquido normalmente aumenta cuando se utiliza el ranurador plano en lugar del ranurador curvo. La diferencia entre los resultados obtenidos cuando se utiliza uno u otro ranurador aumenta a medida que aumenta el lmite lquido. La relacin de los resultados al utilizar uno u otro ranurador se encuentra en la Nota 10.

Los materiales de baja plasticidad normalmente presentan dificultad especial al utilizar el ranurador plano, en este caso puede utilizarse el ranurador curvo y recurrir a las relaciones expresadas en la Nota 10 para presentar los valores en trminos de los que se obtendran utilizando el ranurador plano.

Ranurador plano (El calibrador fijo en su extremo es opcional)

MediaA(B(C(D(E(F(GHJK(L(N

mm2 ( 0,111 ( 0,240 ( 0,58 ( 0,150 ( 0,52 ( 0,110 mnimo136010 ( 0,0560 DEG ( 1 DEG20

NOTA 5La dimensin A en un ranurador nuevo debe estar entre 1,9 mm - 2,0 mm y la dimensin B debe estar entre 8,0 mm - 8,1 mm para permitir una duracin adecuada

Tabla de medidas

Aparato de lmite lquido

Conjunto del recipiente metlicoBase

DimensionesABCNKLM

DescripcinRadio del recipienteEspesor del recipienteProfundidad del recipienteRecipiente desde la gua del elevador hasta la baseEspesorLargoAncho

Dimensin (mm)

Tolerancia (mm)54

22,0

0,127

147

1,550

5150

5125

5

NOTA 6:La platina (H) debe incluir un tornillo de seguridad (I).

Figura 1. Aparato manual para el ensayo de lmite lquido

NOTA 7La leva y su servidor de la Figura 1 estn diseadas para un movimiento uniformemente acelerado parablico despus del contacto y asegura que el recipiente se encuentre en reposo al iniciar la cada. Pueden ser utilizados otros diseos de leva tambin que cumplan esta condicin. Sin embargo s el patrn de levantamiento del servidor de leva no es conocido, debe asegurarse la velocidad cero al momento de iniciar la cada maquinando limando cuidadosamente la leva y el servidor, de tal manera que la altura del recipiente permanezca constante sobre los ltimos 20 a 45o de rotacin de la leva.

Tabla de medidas

Aparato de lmite lquido

Ranurdor

Extremo curvado

Dimensionesabc

DescripcinEspesorBorde cortanteAncho

Dimensin (mm)

Tolerancia ( mm)10,0

0,12,0

0,113,5

0,1

Figura 2. Ranurador curvo

9.1.8CalibradorUn calibrador de 10 mm para ajustar la altura de cada del recipiente. El diseo del calibrador puede variar con la condicin de que quede asegurado en la base sin que sea susceptible de balanceo y que el borde que hace contacto con el recipiente durante el ajuste, sea recto al menos 10 mm de ancho y sin bisel ni curvatura.

Figura 3. Calibracin de la altura de cada

9.1.9Taras

Pequeos recipientes resistentes a la corrosin con tapas ajustables para la determinacin del contenido gravimtrico de humedad. Son adecuados recipientes de aluminio o acero inoxidable de 5 cm de dimetro y 2,5 cm de altura.

9.1.10Balanza

Con capacidad de 400 gr, con precisin de 0,01 g, clase GP1. La balanza debe contar con un mecanismo que permita suspender el espcimen de suelo en agua desde el centro de la plataforma o del plato.

9.1.11Recipiente para almacenamiento

Recipiente con tapa para almacenar los especmenes de suelo preparado que no los contamine de manera alguna y que prevenga la prdida de humedad.

9.1.12Tamices

Tamices # 10 (2 mm) y # 40 (425 (m) que cumplan los requerimientos de la NTC 32 y con un borde de por lo menos 5 cm por encima de la malla.

9.1.13Botella de vidrio o un recipiente similar

Para agregar cantidades controladas de agua a la muestra de suelo y para lavar los finos de las partculas gruesas.

9.1.14Horno de secado

Con control termosttico, del tipo de tiro forzado, capaz de mantener constantemente una temperatura de 110 C ( 5 C en toda la cmara de secado.

9.1.15 Recipiente de lavado

De fondo plano de por lo menos 8 cm de profundidad y ligeramente ms ancho en el fondo que el tamiz # 40 (425 (m).

9.2REACTIVOS, MATERIALES Y PRECAUCIONES9.2.1Pureza del agua

En los puntos donde este mtodo de ensayo especifica agua destilada puede utilizarse agua destilada o desmineralizada.

9.3CALIBRACIN DEL APARATO9.3.1Revisin de desgaste, aparato de lmite lquido

Determine que el aparato de lmite Lquido est limpio y en buenas condiciones de trabajo. Verifique los siguientes puntos especficos:

9.3.1.2 Desgaste de la base

El punto en la base donde el recipiente hace contacto no debe estar gastado ms de 10 mm en dimetro. Si la zona de desgaste es mayor, la base debe ser maquinada para remover la superficie de desgaste siempre y cuando el maquinado no haga la base ms delgada de los especificado en la tabla de la Figura 1 y que se mantengan las otras relaciones dimensionales.

9.3.1.3 Desgaste del recipiente

Reemplace el recipiente cuando el ranurador haya producido una depresin en el fondo de una dcima de mm de profundidad o cuando el borde del recipiente haya sido reducido a la mitad de su espesor original. Verifique que el recipiente est firmemente fijado a su soporte.

9.3.1.4 Desgaste del soporte del recipienteVerifique que el pivote del soporte del recipiente no se doble y que no est gastado al punto que permita un movimiento mayor de 3 mm de lado a lado del punto ms bajo de su borde.

9.3.1.5 Desgaste de la leva

La leva no debe estar desgastada al punto que el recipiente caiga antes de que su soporte pierda contacto con la leva.

9.3.1.6 Desgaste del ranurador

Revise regularmente el ranurador para verificar su desgaste. La rapidez del desgaste depende del material con el que se haya fabricado el ranurador y los tipos de suelos que se analizan. Los suelos que contienen una alta proporcin de partculas de arena pueden causar un desgaste rpido del ranurador; en consecuencia, cuando se analicen este tipo de materiales el ranurador debe ser revisado ms frecuentemente que para otros suelos.

NOTA 8La anchura del extremo del ranurador (vase A en la Figura 1) se verifica adecuadamente con una lente de bolsillo calibrada, equipada con una escala milimtrica. Los lentes de este tipo se consiguen en la mayora de las compaas que suministran equipos de laboratorio. La altura del extremo triangular del ranurador (vase D en la Figura 1) se verifica utilizando calibradores micromtricos.

9.3.2Ajuste de la altura de cada

Ajuste la altura de cada del recipiente de tal manera que el punto del recipiente que quede en contacto con la base, suba hasta una altura de 10 mm ( 0,2 mm; observe la Figura 3 para apreciar la localizacin adecuada del calibrador en relacin con el recipiente durante el ajuste.

NOTA 9Un procedimiento adecuado para ajustar la altura de cada es el siguiente: coloque una pieza de cinta de enmascarar a travs del fondo exterior del recipiente paralelo con el eje del pivote del soporte del recipiente. El borde de la cinta opuesto al soporte del recipiente debe bisectar el rea del recipiente que hace contacto con la base. Para recipientes nuevos, coloque un trozo de papel carbn en la base y permita que el recipiente caiga varias veces para marcar el rea de contacto. Fije el recipiente al aparato y gire el manubrio hasta que el recipiente quede levantado hasta su altura mxima. Deslice el calibrador de altura bajo el recipiente desde el frente y observe si el calibrador hace contacto con el recipiente o la cinta; s el calibrador hace contacto con la cinta y el recipiente, la altura de cada es aproximadamente correcta, si no, ajuste el recipiente hasta que se haga un contacto simultneo. Verifique el ajuste girando el manubrio a 2 rps mientras mantiene el calibrador en posicin entre la tapa y el recipiente. S se siente un dbil sonido sin que el recipiente se levante del calibrador, el ajuste es correcto. Si no se siente ningn ruido, o si el recipiente se separa del calibrador, reajuste la altura de cada. Si el recipiente se balancea sobre el calibrador durante esta operacin de verificacin el pivote del soporte est excesivamente gastado, y las partes desgastadas deben ser reemplazadas. Retire siempre la cinta despus de que termine la operacin de ajuste.

Siga el procedimiento descrito en el Anexo A.1 para calibrar cada recipiente de contraccin que vaya a utilizar. Los recipientes pueden tener volmenes diferentes y en consecuencia, deben tener una identificacin permanente.

El agua, los aparatos y el ambiente del laboratorio deben permanecer a temperatura constante durante el ensayo.

9.4PROCEDIMIENTO9.4.1Coloque una porcin de suelo preparado en el recipiente del aparato de lmite lquido de modo que quede distribuido simtricamente sobre la proyeccin del punto donde el recipiente descansa sobre la base, y as alcance una profundidad de aproximadamente 10 mm en su punto ms grueso, y finalmente empareje la muestra con una esptula para formar una superficie aproximadamente horizontal. Tenga cuidado en eliminar las burbujas de aire de la masa del suelo pero conforme la pasta con el mnimo de pasadas posibles. Mantenga el suelo no utilizado en un recipiente cubierto con una toalla hmeda (o cualquier otro medio) para mantener la humedad de la muestra.

9.4.2Haga una ranura en la masa suelo con el ranurador, siguiendo una lnea que una los puntos ms bajo y ms alto en el borde del recipiente. Al hacer la ranura mantenga el ranurador perpendicular a la superficie del recipiente y en contacto con este, con un movimiento de adelante hacia atrs. Tenga cuidado para prevenir el deslizamiento del suelo respecto de la superficie del recipiente. La Figura 4 ilustra el aspecto que presenta la ranura en el espcimen de suelo.

Figura 4. Masa de suelo en el aparato de Lmite Lquido antes de ejecutar el ensayo

9.4.3En los suelos de baja plasticidad (IP 100

LLcc = 0,83 LLv para valores de LLv < 125

LLcc = 1,11 LLv para valores de LLv >125

10.1EQUIPO10.1.1PenetrmetroUn cono de acero inoxidable o duraluminio de 35 mm de longitud, con una superficie lisa y pulida y con un ngulo de 30 ( 1. La masa del cono conjuntamente con el eje deslizante debe ser de 80,0 ( 0,1 g (vase la Figura 6).

Para asegurar que la punta se mantiene suficientemente aguda para los objetivos del ensayo, el cono debe ser reemplazado si despus de un uso continuado la punta no se siente cuando se pasa el dedo al poner el cono a travs de un agujero de 1,5 mm ( 0,02 mm de dimetro, perforado a travs de una placa de metal de 1,75 mm ( 0,1 mm de espesor.

NOTA 12El efecto de la rugosidad de la superficie del penetrmetro es ms importante que pequeas variaciones en el ngulo del cono o que el abollamiento de la punta.

10.1.2Una pieza de vidrio plana10.1.3Esptulas10.1.4Recipientes metlicos de 55 mm de dimetro y 40 mm de profundidad con el borde paralelo a la base.

10.1.5Recipiente de evaporacin de 150 mm de dimetro.

10.1.6Equipo para la determinacin del contenido gravimtrico de humedad.

10.1.7Una botella de lavado con agua destilada.

10.1.8Un recipiente resistente a la corrosin.

10.1.9Regla de enrasar de 100 mm de longitud o una esptula de borde recto.

10.1.10 Cronmetro.

Figura 6. Penetrmetro de cono

10.2PROCEDIMIENTO10.2.1Tome una muestra de 300 g del suelo preparado para la determinacin del lmite lquido.

10.2.2Mezcle la pasta durante 10 min con la esptula. Si es necesario agregue agua destilada de manera que la primera lectura de penetracin sea aproximadamente 15 mm.

NOTA 13Algunos suelos, en particular las arcillas de alta plasticidad y los suelos residuales pueden requerir hasta 40 min de mezclado continuo inmediatamente antes del ensayo para obtener resultados confiables. En caso de duda lleve a cabo ensayos comparativos.

10.2.3Lleve una porcin de la muestra mezclada al recipiente con una esptula teniendo cuidado de no dejar aire atrapado. Retire el exceso del suelo con el enrasador hasta obtener una superficie lisa nivelada.

10.2.4Con el cono de penetracin bloqueado en la posicin superior baje el conjunto de soporte hasta que la punta del cono apenas toque la superficie del suelo. Cuando el cono se encuentra en la posicin correcta un ligero movimiento del recipiente dejar una marca en la superficie del suelo. Baje la espiga del comparador de cartula hasta hacer contacto con el eje del cono y registre su lectura con una precisin de 0,1 mm.

10.2.5Suelte el cono por un perodo de 5 s ( 1 s si el aparato no est provisto de un mecanismo automtico de bloqueo y desbloqueo tenga cuidado de no sostener el aparato durante esta operacin. Despus de bloquear el cono en su posicin baje la espiga del comparador de cartula hasta hacer contacto con el eje del cono y registre su lectura con una precisin de 0,1 mm. Registre la diferencia antes y despus de la penetracin del cono.

10.2.6Levante el cono y lmpielo cuidadosamente para evitar rayarlo.

10.2.7Agregue un poco ms de suelo hmedo al recipiente y, teniendo cuidado de no atrapar aire, nivele la superficie como se describe en el numeral 9.2.3 y repita las operaciones descritas en los numerales 9.2.4 al 9.2.6

10.2.8Si la diferencia entre las lecturas de la primera y segunda penetracin es menor de 0,5 mm registre el promedio de las dos penetraciones y contine el procedimiento de acuerdo con el numeral 9.2.2.

10.2.9Si la diferencia entre la primera y segunda penetracin se encuentra entre 0,5 y 1 mm lleve a cabo un tercer ensayo. Si el rango completo de lectura es entonces menor de 1 mm registre el promedio de las tres penetraciones y contine el procedimiento de acuerdo con el numeral 9.2.12.

10.2.10 Si el rango total de lecturas es mayor que 1 mm retire el suelo del recipiente, mzclelo nuevamente y repita el procedimiento de acuerdo con los numerales 13.3.3 al 13.3.8 hasta obtener resultados consistentes y proceda luego con el procedimiento de acuerdo con el numeral 9.2.12.

10.2.11 Tome una muestra de 10 g de suelo del rea de penetracin por el cono para determinar el contenido gravimtrico de humedad.

10.2.12 Repita el procedimiento descrito en los numerales 8.4.2.2.3 al 8.4.2.2.11 por lo menos tres veces ms utilizando la misma muestra de suelo a la que se le agrega agua destilada. Proceda desde una condicin ms seca a una ms hmeda del suelo. La cantidad de agua que se agregue al suelo debe ser tal que se consiga un rango de valores de penetracin, uniformemente distribuidos, entre 15 mm y 25 mm en los cuatro o ms ensayos que se ejecuten. Cada que se retire suelo del recipiente para la adicin de agua lvelo y squelo.

10.2.13 Cuando deba suspenderse el procedimiento durante algn tiempo, coloque el suelo sobre la placa de vidrio cubierto con el recipiente de evaporacin o un pao hmedo para prevenir su desecacin.

10.3CLCULOS Y EXPRESIN DE LOS RESULTADOS10.3.1Calcule el contenido gravimtrico de humedad de cada espcimen de ensayo.

10.3.2Prepare un grfico de la relacin entre el contenido gravimtrico de humedad y la penetracin del cono. El contenido gravimtrico de humedad, en las abscisas, y la penetracin en las ordenadas, ambos en escala aritmtica. Trace la lnea recta que mejor se ajuste a los puntos del grfico. Como alternativa prctica, calcule la regresin lineal entre los valores de humedad y penetracin.La calidad del ensayo se puede estimar a partir del coeficiente de correlacin, r2, de la regresin lineal correspondiente a la lnea trazada. Este coeficiente debe ser mayor que 0,95 para 3 puntos, o que 0,90 para cuatro puntos. 10.3.3Obtenga el contenido gravimtrico de humedad que corresponda a una penetracin de 20 mm por interpolacin grfica con una aproximacin de 0,1 %.

10.3.4Exprese el contenido gravimtrico de humedad correspondiente a la penetracin de 20 mm como un nmero entero y regstrelo como el lmite lquido de la muestra de suelo.

10.3.5Exprese el porcentaje de material que pasa el tamiz # 40 (425 (m) como un nmero entero.11.INFORME

-El informe debe contener la siguiente informacin:

-El mtodo utilizado.

-El valor del lmite lquido.

-El porcentaje de material que pasa el tamiz # 40 (425 (m)

-La historia del material, i.e.: si fue ensayado en su estado natural o despus de haber sido tamizado o sometido a cualquier otro proceso.

12.DETERMINACIN DEL LMITE DE CONTRACCIN

12.1EQUIPO12.1.1Recipiente de contraccin. Recipiente cilndrico de porcelana o metal porcelanizado de 40 mm a 45 mm de dimetro, 12 mm a 15 mm de altura.

12.1.2Enrasador12.1.3Calentador de parafina, con control de temperatura para evitar el sobrecalentamiento.

12.1.4Termmetro. Intervalo de lectura: 0 C - 50 C. Precisin 0,5 C (NTC 32).

12.1.5Placa de vidrio o de plstico transparente, utilizado para la calibracin del recipiente de contraccin. Dimensiones: 80 mm x 80 mm x 5 mm.

12.2MATERIALES

12.2.1Parafina microcristalina. La gravedad especfica de la parafina microcristalina debe ser conocida de antemano. Normalmente este dato puede ser dado por el fabricante; de no ser as, determnelo siguiendo el procedimiento de la norma ASTM D2726. En todo caso la gravedad especfica de la parafina debe verificarse peridicamente en el laboratorio.

NOTA 14La parafina caliente o el equipo para fundirla puede producir quemaduras en la piel y la parafina sobrecalentada puede incendiarse. Debe tenerse mucho cuidado al trabajar con la parafina caliente. No use un instrumento con llama libre para calentar la parafina.

12.2.2Hilo de coser12.2.3Agua destilada12.2.4Bao de agua12.2.5Lubricante. Utilizado para la calibracin del recipiente de contraccin.

12.3PROCEDIMIENTO

12.3.1Tome un recipiente de contraccin y registre su identificacin y su volumen. Cubra el interior del recipiente con una delgada capa de grasa.

NOTA 15El volumen del recipiente se utilizara como medida del volumen inicial de la masa de suelo.

12.3.2Determine la masa del recipiente engrasado y registre ese valor como la masa del recipiente vaco.

12.3.3Coloque en el centro del recipiente una cantidad de material equivalente a un tercio de su volumen y hgalo fluir hacia el permetro golpendolo sobre una superficie acolchada con un pao o un material similar, hasta que el suelo presente una superficie horizontal libre de burbujas. Repita la operacin hasta llenar el recipiente y el exceso de suelo se derrame por los bordes. Retire el exceso de material con un enrasador y limpie el suelo adherido al exterior del recipiente.

12.3.4Determine y registre la masa del recipiente con suelo inmediatamente despus de llenarlo.

12.3.5Calcule y registre la humedad del suelo en el momento de ser colocado en el recipiente.

12.3.6Deje secar el suelo al aire hasta que el color cambie de tono oscuro a claro. Seque la masa de suelo en el horno a 110 C 5 C hasta que la masa permanezca constante.

12.3.7Determine la masa del recipiente con el suelo seco.

NOTA 16El secado del suelo al aire en climas secos puede dar lugar a la formacin de grietas debido a la rpida prdida de humedad, y el proceso puede tomar varias semanas (los suelos activos, con un lmite de contraccin muy bajo pueden requerir tambin varias semanas para alcanzar un volumen constante).

12.3.8Calcule y registre la masa del suelo seco en el horno.

12.3.9Siga el procedimiento que se describe a continuacin para determinar el volumen de la masa de suelo seco.

12.3.9.1 Asegure un hilo alrededor de la masa de suelo.

12.3.9.2 Sumerja la masa de suelo en parafina fundida de modo que quede completamente cubierta. Si se presenta alguna burbuja, rmpala con un objeto agudo y rellene el hueco con parafina caliente.

NOTA 17Tenga cuidado con la parafina caliente y el equipo correspondiente para evitar quemaduras.

12.3.9.3 Retire la masa de suelo de la parafina fundida y deje enfriar la cubierta.

12.3.9.4 Determine y registre la masa del suelo con la cubierta de parafina.

12.3.9.5 Determine y registre el peso sumergido en agua de la masa de suelo cubierta de parafina. Asegrese de que no haya burbujas de aire adheridas a la cubierta de parafina o al hilo.

12.3.9.6 Calcule y registre el volumen de la masa de suelo seco, aplicando el principio de Arqumedes.

12.3.9.7 Calcule y registre el lmite de contraccin.

12.3.9.8 Calcule y registre la relacin de contraccin, la contraccin lineal y la contraccin volumtrica.

12.4CLCULOS

12.4.1Calcule la masa del suelo seco, ms.

ms = md - m

en dondemd =masa del recipiente y del suelo seco al horno

m =masa del recipiente.

12.4.2Calcule la humedad del suelo al ser colocado en el recipiente, (( = 100 * (m( - md)/ms

en donde

m( =masa del recipiente y del suelo hmedo.

12.4.3Calcule el volumen de la masa de suelo seco as:

12.4.3.1 Calcule el volumen de la masa de suelo seco y de la parafina, VdxVdx=( Psxa Psxw)/ ((en donde

Psxa = peso del suelo seco con la cubierta de parafina en el aire

Psxw = peso del suelo seco con la cubierta de parafina sumergida en agua

(( = Peso unitario del agua.

NOTA 18La densidad del agua puede ser tomada como igual a 1 g/cm3

12.4.3.2 Calcule la masa de la cubierta de parafina, mx

mx = msxa - msen donde

msxa = masa de la parafina con la cubierta de parafina.

12.4.3.3 Calcule el volumen de la cubierta de parafina, VxVx = mx Pxen donde

Gx = gravedad especfica de la parafina

12.4.3.4 Calcule el volumen de la masa de suelo seco al horno, Vd

12.4.4Calcule el lmite de contraccin, LC

en donde

V = Volumen del recipiente de contraccin.

12.4.5Calcule la relacin de contraccin, R:

12.4.6Calcule la contraccin volumtrica, Vs:

en donde

(1 = Humedad del suelo dada

12.4.7Calcule la contraccin lineal, CL

12.5INFORME

Registre en el informe:

-El nmero de identificacin de la muestra.

-El proceso de seleccin.

-El lmite de contraccin expresado como un nmero entero, sin el calificativo de porcentaje.

-La relacin de contraccin, contraccin lineal y contraccin volumtrica.

12.6PRECISIN Y SESGO

No ha sido definida an la precisin de este mtodo.

El valor del lmite de contraccin puede definirse solo en trminos del ensayo y en consecuencia no puede hacerse un enunciado sobre la exactitud del mismo.

13.DETERMINACIN DEL LMITE PLSTICO

13.1EQUIPOS

Placa de vidrio esmerilado de 30 cm de lado, de 1 cm de grueso para llevar a cabo el ensayo de lmite plstico.

Esptula. Una esptula o cuchillo con una cuchilla de aproximadamente 2 cm de ancho y 10 a 13 cm de longitud.13.2PREPARACIN DEL ESPCIMEN PARA EL ENSAYO

Seleccione una porcin de 20g de suelo del material preparado para el ensayo del lmite lquido, o despus de la segunda mezcla antes del ensayo, o del suelo que qued despus de terminar el ensayo. Reduzca el contenido gravimtrico de agua del suelo a una consistencia en la que pueda ser enrollado sin que se pegue a las manos extendindolo o mezclndolo continuamente sobre la lmina de vidrio o el recipiente de almacenamiento. El proceso de secado puede ser acelerado, exponiendo el suelo a una corriente de aire de un ventilador elctrico o secndolo con papel que no agregue ninguna fibra al suelo como un papel de toalla de superficie dura, o un papel de filtro de alta resistencia en hmedo.

13.3PROCEDIMIENTO

13.3.1Tome una porcin de 1,5 g de suelo de la masa de 20 g. Amase la muestra hasta darle una forma elipsoidal, con una consistencia tal que al deformarla aproximadamente 25 % por compresin presente un conjunto de grietas separadas entre s de 4 mm a 6 mm. Prepare un rollo con esta masa entre las palmas o los dedos y la placa de vidrio con la presin apenas suficiente para hacer un rollo de dimetro uniforme en toda su longitud (vase la Nota 19). El rollo de suelo se continuar amasando de manera que alcance un dimetro de 3 mm en no ms de 2 min (vase la Nota 20). La presin de la mano o de los dedos requerida variar de acuerdo con el tipo de suelo. Los suelos frgiles de baja plasticidad se enrollan mejor bajo el borde exterior de la palma o en la base del dedo pulgar.

NOTA 19Una velocidad normal de enrollado para la mayora de los suelos sera de 80 a 90 golpes por minuto contando un golpe o una pasada como un movimiento completo de la mano hacia adelante y hacia atrs de la posicin inicial, esta velocidad de amasado puede disminuir para suelos muy frgiles.

NOTA 20Una varilla de 3 mm es muy til para determinar cuando el rollo ha llegado a un dimetro adecuado.

13.3.2Cuando el dimetro del rollo llega a 3 mm rmpalo en varios pedazos. Junte los trozos, maselos entre el dedo pulgar y el dedo ndice de cada mano, maselo nuevamente en una masa elipsoidal y vuelva a preparar los cilindros. Contine esta operacin alternado hasta conseguir un cilindro de 3 mm de dimetro juntando, amasando y enrollando hasta que el cilindro se desmorone bajo la presin requerida para el enrollado y no pueda prepararse un rollo de 3 mm con el suelo (vase la Figura 6). No importa si el rollo se rompe en trozos de una longitud ms pequea. Tome cada uno de estos trozos ms pequeos y haga la misma operacin hasta llevarlo a los 3 mm de dimetro. El nico requerimiento para continuar el ensayo es que sean susceptibles de ser vueltos a amasar en una masa elipsoidal y enrollados nuevamente. El operador no tratar de ninguna manera producir una ruptura exactamente a los 3 mm, permitiendo que el cilindro alcance 3 mm reduciendo luego la velocidad de enrollado o la presin de la mano, o ambos, mientras contina el enrollado sin una deformacin adicional hasta que el cilindro se desintegre. Es permisible sin embargo, reducir la deformacin total para los suelos dbilmente plsticos haciendo que el dimetro inicial de la masa elipsoidal est cerca del dimetro final requerido de 3 mm. Si el desmoronamiento ocurre cuando el rollo de suelo tiene un dimetro mayor de 3 mm, entonces este ser considerado un punto final satisfactorio bajo la suposicin que el suelo ha sido enrollado previamente en un cilindro de 3 mm de dimetro. El desmoronamiento del cilindro de suelo se manifestar diferentemente con varios tipos de suelo. Algunos suelos se desintegran en numerosos agregados pequeos de partculas, otros pueden formar una capa tubular externa dura que comienza a separarse en ambos extremos. El desmoronamiento progresa hacia la mitad y finalmente el cilindro de suelo se desintegra en muchas partculas laminares pequeas. Los suelos arcillosos muy plsticos requieren mucha presin para deformar el cilindro de suelo, sobre todo a medida que se aproximan al lmite plstico. En estos suelos el rollo se rompe en una serie de segmentos en forma de barril de 3 mm a 10 mm de longitud aproximadamente.

La Figura 7 ilustra el aspecto de un suelo sometido al ensayo de lmite plstico.

Figura 7. Aspecto de una muestra de suelo arcilloso amasado hasta su Lmite Plstico

13.3.3Junte las porciones de cilindro desmoronado y colquelas en una tara, inmediatamente cubra el recipiente.

13.3.4Seleccione otra porcin de 1,5 g a 2,0 g de la muestra original de 20 g y repita las operaciones descritas en los numerales 12.3.1 al 12.3.3 hasta obtener al menos 6 g de suelo.

13.3.5Repita las operaciones de los numerales 12.3.1 hasta el 12.3.4 para conseguir al menos 6 g de adicionales suelo, que se llevarn a otra tara. Determine el contenido gravimtrico de humedad del suelo en los recipientes siguiendo el mtodo de ensayo de la NTC 1495.

13.4CLCULOS

12.4.1Calcule el promedio de los dos contenidos gravimtricos de humedad. Repita el ensayo si la diferencia entre los dos contenidos gravimtricos de humedad es mayor que el rango aceptable para los dos resultados dados en la Tabla 2 para la precisin de un operador individual. El lmite plstico es el promedio de los dos contenidos gravimtricos de agua.

Tabla 2. Tabla de estimativos de precisinTipo de ndiceDesviacin estndarIntervalo de valores aceptables de dos resultados

Precisin operador individual

Lmite Lquido0,82,4

Lmite Plstico0,92,6

Precisin multilaboratorio

Lmite Lquido3,59,9

Lmite Plstico3,710,6

Las cifras dadas en la columna 2 son las desviaciones estndar que se ha encontrado como apropiadas para los resultados del ensayo descritos en la columna 1. Las cifras dadas en la columna 3 son los lmites que no deben ser excedidos por la diferencia entre dos ensayos llevados a cabo correctamente.14.INDICE DE PLASTICIDAD

14.1CLCULOS

14.1.1Calcule el ndice de plasticidad a partir de los lmites lquido y plstico, as:

IP = LL-LP

en donde

LL =lmite lquido

LP =lmite plstico

Tanto el Lmite Lquido como el Lmite Plstico son nmeros enteros. Si el lmite lquido o el lmite plstico no pueden ser determinados o si el Lmite Plstico es igual o mayor que el lmite lquido, registre el suelo como no plstico, NP.

14.2INFORME

Presente la siguiente informacin:

-La identificacin de la muestra.

-Cualquier proceso de seleccin especial de la muestra utilizado como la remocin de lentes de arena de la muestra intacta.

-Reporte la muestra como seca al aire si la muestra fue secada al aire antes o durante la preparacin.

-El lmite lquido, el lmite plstico y el ndice de plasticidad aproximado a nmeros enteros omitiendo el trmino porcentaje. Si no se pueden llevar a cabo los ensayos de lmite lquido o lmite plstico, o si el lmite plstico es mayor o igual que el lmite lquido reporte el suelo como no plstico.

-El estimativo del porcentaje de la muestra retenido en el tamiz # 40 (425 (m).

-El procedimiento de acuerdo con el cual fue determinado el lmite lquido.

15.PRECISIN Y SESGO

15.1PRECISIN

Los criterios para juzgar la aceptabilidad de los resultados de los ensayos de Lmite Lquido y Lmite Plstico obtenidos mediante este mtodo de ensayo sobre el material estn dados en la Tabla 2. Los estimativos de precisin se basan en los resultados de un estudio interlaboratorios que incluy 11 laboratorios que llevaron a cabo el mtodo multipunto (Mtodo A) sobre tres rplicas de muestras de suelo con un lmite lquido de 6 y un lmite plstico de 22.

15.2SESGO

No hay un valor de referencia aceptable para este mtodo, en consecuencia no puede ser determinado el sesgo.

16.DESCRIPTORES

Actividad, ndice de plasticidad, lmites de Atterberg, lmite lquido, lmite plstico.

ANEXO A.1

CALIBRACIN DEL RECIPIENTE DE CONTRACCIN

A.1.1Alcance

A.1.1.1 Este anexo describe el procedimiento para calibrar el recipiente de contraccin.

A.1.1.2 La calibracin consiste en determinar el volumen del recipiente de contraccin.A.1.2Preparacin del equipo

A.1.2.1 Todo el equipo y los materiales para la calibracin deben encontrarse a temperatura ambiente.

A.1.3Procedimiento

A.1.3.1 Cubra el interior del recipiente y el vidrio con una delgada pelcula de grasa. La placa de vidrio se engrasa para asegurar un sello estanco del recipiente mientras se lleva a la balanza.

A.1.3.2 Determine y registre la masa del recipiente y de la placa de vidrio.

A.1.3.3 Llene el recipiente de agua hasta rebosarlo.

A.1.3.4 Retire el exceso de agua presionando la placa de vidrio encima del recipiente. Asegrese que no quede aire en el recipiente y seque el exterior del recipiente y de la placa.

A.1.3.5 Determine y registre la masa del recipiente con agua y de la placa

A.1.3.6 Calcule y registre el volumen del recipiente.

A.1.3.7 Calcule y registre el volumen del recipiente.

A.1.3.8 Limpie el recipiente y la placa y repita el procedimiento.

A.1.3.9 Si la diferencia entre las dos determinaciones es mayor que 3 x 10-2 cm3, repita el procedimiento hasta conseguir dos resultados que difieran menos de esa cantidad. Tome y registre el promedio de tales resultados.

A.1.4Clculos

A.1.4.1 Calcule la masa de agua, m as:

m = m1 - m2en donde

m1 = masa del recipiente con agua y cubierto con la placa de vidrio.

m2 = masa del recipiente con la placa de vidrio.

A.1.4.2 Calcule el volumen del recipiente, VV = m /(en donde

( =densidad del agua (1 g/cm3)

BIBLIOGRAFIA

ASTM D4318, Standard Test Methods For Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils.

BS 1377, Methods of Test for Soils for Civil Engineering Purposes. General Requirements and Sample Preparation.

PREPARADO POR: ____________________________

ERIKA MILENA GMEZrrc.

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