Ensayo Nº4 - Límite Líquido CAPITULO III - IDENTIFICACIÓN

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LÍMITE LÍQUIDO

NORMAS:

ASTM D 4318 (ASTM STANDARS. SECTION 4, vol. 4.08) IRAM 10501

OBJETIVO:

Determinar la cantidad de agua en forma estadística de la masa de suelo para el límite entre el estado líquido y plástico de la muestra. Es decir, que es un porcentaje de humedad del suelo, a partir del cual se comporta como un fluido viscoso, perdiendo su plasticidad (ver Figura 4-1). Figura 4-1 – Ubicación del límite plástico y límite líquido. (3)

Se estableció que este contenido de humedad es el que hace que la porción de suelo que la contiene, colocada en un recipiente estandarizado con forma de cazuela de bronce, separada en dos por una herramienta para hacer una ranura de dimensiones estándar, se una en su base una longitud de 12,7 mm (1/2 pulgada) luego de dejar caer el recipiente desde una altura de 1 cm, 25 veces a una velocidad de 2 golpes por segundo. SUELO A ENSAYAR:

Es el elemento a ensayar donde predomina la fracción fina; siendo el mismo limo o arcilla principalmente; secado al aire y pasante por el tamiz Nº 40.

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ELEMENTOS NECESARIOS PARA EL ENSAYO:

Aparato de Casagrande: Equipo que consiste en una cazoleta de bronce montada en un dispositivo que controla su caída sobre una base de goma dura. El levantamiento de la cazoleta y su posterior caída es operado en forma manual o mecánica a través de una manivela, que hace girar una leva que eleva la cazoleta hasta su punto máximo y la deja caer, generando así un golpe en la base. El dispositivo permite remover fácilmente la cazoleta para la preparación de la muestra y la limpieza de la misma.

Balanza: Equipo donde se pesará el suelo antes y después de ser colocado en la estufa. Debe tener una precisión de 0.1 gr.

Cazuela de porcelana: Útil para alojar el suelo y mezclarlo uniformemente con el agua, previo a ser alojado en el aparato de Casagrande.

Dosificador de agua: Elemento de dosificación de agua para aplicar a la muestra de suelo seco que se ensayará.

ESPÁTULA

CAZUELA

HERRAMIENTA RANURADORA

DOSIFICADOR DE AGUA

TAMIZ Nº 40APARATO DE CASAGRANDE

PESAFILTROS

CAZOLETA

BASE MANIVELA

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Espátula: Utensilio de metal en forma de paleta plana utilizado para mezclar el suelo. Podría ser una cuchilla de 2 cm de ancho y 10 cm de largo.

Estufa: Equipo que genera calor a través de resistencias eléctricas donde se secará el suelo. Debe mantener una temperatura estable de 110 +/- 5ºC.

Herramienta ranuradora: Útil para realizar la abertura central en la muestra colocada en la cazoleta. Pueden ser de dos tipos:

La herramienta plana de la ASTM (“Casagrande”): Realizada en plástico o de un metal resistente a la corrosión. Se recomienda para usos generales.

Herramienta de cuña: Posee forma de cuña con un mango cilíndrico. Es preferible su uso cuando la muestra de suelo es

predominantemente arenosa; siendo difícil realizar la abertura central sin desgarrar la

muestra de suelo. En este caso es conveniente cortar una parte de la ranura con la espátula y después terminar el corte con la herramienta de cuña.

Pesafiltro: Recinto para alojar el suelo. Debe ser de materiales

resistentes a la corrosión y no deben variar su masa con los repetidos usos, como el aluminio.

Tamiz Nº40: Elemento donde se separa por tamaño de partículas la fracción de suelo seco que se utilizará. PROCEDIMIENTO EN LABORATORIO:

1. Secar al aire una semana antes del ensayo la cantidad suficiente de suelo para obtener de 150 a 200 gr de material que pase el tamiz Nº40. Es factible el secado en estufa durante 15 hs como alternativa, a una temperatura de 110 +/- 5ºC.

2. Tamizar el suelo seco por el tamiz Nº 40 hasta obtener una cantidad suficiente de muestra representativa.

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3. Colocar el suelo seco y tamizado en una cazuela de porcelana, incorporar una pequeña cantidad de agua destilada y mezclar con la ayuda de una espátula hasta obtener una masa homogénea.

4. Colocar una cantidad de masa de suelo en la cazoleta del aparato de Casagrande, tal que, luego de repartirla y enrasarla uniformemente sobre la misma, la parte más profunda de la masa debe ser igual a la altura de la cabeza de la herramienta ranuradora.

5. Montar la cazoleta con el suelo en el aparato de Casagrande, ajustando firmemente el pasador en el alojamiento superior de la cazoleta.

6. Ejecutar con la herramienta ranuradora una abertura central en la masa de la probeta, evitando arrastrar el suelo al realizarla, quedando así una ranura que separa en dos partes iguales la muestra.

7. Girar la manivela logrando una velocidad de

dos golpes por segundo. Hasta que la base de la abertura central hecha en el suelo, se una 12,7 mm (1/2 pulgada). No olvidar registrar el número de golpes que fueron necesarios para que se cierre la abertura. Nota: Las muestras ensayadas con más de 40

golpes o menos de 10 golpes se descartan como probetas para conformar la estadística del ensayo propiamente dicho. Lo ideal es encontrar una probeta entre 10 y 20 golpes, otra entre 20 y 30 y la última entre 30 y 40. De aquí en más a estas probetas las llamaremos puntos.

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8. Con ayuda de la espátula cortar, juntar y colocar en un pesafiltro una muestra ensayada para el punto obtenido según un rango de golpes. En lo posible, elegir cortar desde la parte central del suelo ensayado.

9. Pesar el pesafiltro más el suelo húmedo. Anotar este valor en el respectivo lugar de la planilla, .

10. Repetir desde el paso 3 a 9 para los restantes puntos. Se podrá reutilizar la masa de suelo del primer punto en los siguientes. Nota: Como consejo general se recuerda que de haber obtenido un punto con

altos golpes se debería colocar agua a una masa de suelo reutilizada, esto permitirá lograr un punto que falta, de menos golpes, en un menor tiempo. De igual manera, de haber obtenido un punto de bajos golpes se debería adicionar suelo seco a la masa de suelo reutilizada.

11. Determinar el contenido de humedad en porcentaje, del suelo colocado en el pesafiltro, según el ensayo Nº 2 de Identificación.

CALCULOS

1. LÍMITE LÍQUIDO GRÁFICO:

Graficar la relación entre el contenido de humedad, , y el correspondiente número de golpes, , en un gráfico semilogarítmico. El contenido de humedad se ubica en ordenada (en escala aritmética), mientras que en abscisa, se ubica el número de golpes (en escala logarítmica). Interpolar los 3 puntos obtenidos con una recta.

Se determina el Límite Líquido gráfico proyectando una recta desde los 25 golpes hacia arriba hasta que corta la recta interpolada y su posterior intersección con las ordenadas (ver Figura 4-2).

Figura 4-2 – Calculo gráfico del Límite Líquido por tres o más puntos.

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2. LÍMITE LÍQUIDO ANALÍTICO:

El Límite Líquido para cada uno de los tres o más puntos se determina con la siguiente ecuación:

Donde: : Porcentaje de humedad correspondiente al Límite Líquido. : Número de golpes necesario para cerrar la abertura. : Contenido de humedad.

Simplificando su uso con una tabla:

Tabla 4-1 – Factor para obtener el Límite Líquido. (2)

(Número de golpes)

(Factor del límite líquido)

20 0.974 21 0.979 22 0.985 23 0.990 24 0.995 25 1.000 26 1.005 27 1.009 28 1.014 29 1.018 30 1.022

El Límite Líquido definitivo será en promedio de los tres o más puntos obtenidos luego de ser calculado por la fórmula (4-1).

(4-2)

(4-1)