REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

DE LA FUERZA ARMADA UNEFA

SABANETA BARINAS

Prof. INTEGRANTES:

SECCION: “B”

TURNO: Nocturno

SEMESTRE: V

Sabaneta, febrero del 2013

DETERMINACIÓN DE LIMITE LÍQUIDO Y LIMETE PLÁSTICO

Objetivos

Aplicar los métodos de tres puntos de humedad y el de un punto de

humedad en la determinación del límite líquido de la porción de suelo que

el tamiz N° 40.

Determinar el límite plástico de la porción de un suelo que pasa el tamiz N°

40.

Obtener los índices asociados: índice plástico, índice de consistencia e

índice de actividad de la arcilla.

Límite Líquido.

Es el contenido de humedad, expresado en porciento del peso del suelo seco,

existente en un suelo en el límite entre el estado plástico y el estado líquido del

mismo. Este límite se define arbitrariamente como el contenido de humedad

necesario para que las dos mitades de una pasta de suelo de 1 cm. de espesor fluyan y

se unan en una longitud de 12 mm., aproximadamente, en el fondo de la muesca que

separa las dos mitades, cuando la cápsula que la contiene golpea 25 veces desde una

altura de 1 cm., a la velocidad de 2 golpes por segundo.

Limite Plástico.

Es el contenido de humedad, expresado en porciento del peso del suelo seco,

existente en un suelo en el límite entre el estado plástico y el estado semi-sólido del

mismo.

Este límite se define arbitrariamente como el más bajo contenido de humedad con

el cual el suelo, al ser moldeado en barritas cilíndricas de menor diámetro cada

vez, comienza a agrietarse cuando las barritas alcanzan a tener 3 mm. de diámetro.

Las propiedades físicas de las partículas de un suelo, tales como el limo y arcilla,

difieren grandemente de acuerdo a su contenido de agua. De esta forma un suelo se

puede comportar entre ciertos límites como un sólido, en que el volumen del suelo no

varía con el secado; entre otros límites, como un material plástico, en el que el suelo

se comporta plásticamente y finalmente como un material semilíquido, con las

propiedades de un suelo viscoso.

Estos límites son denominados límites de consistencia y se expresa en términos de

humedad del suelo. También, estos límites son llamados límites de ATTERBERG, en

honor al científico sueco que los estableció en 1911, los cuales han quedado

normalizados como: limites líquidos, limites plásticos e índice de plasticidad.

Por consistencia se entiende el grado de cohesión de las partículas de un suelo y su

resistencia a aquellas fuerzas exteriores que tienden a deformar o destruir su

estructura.

EQUIPOS

Taza de Casagrande.

Balanza.

Pipeta.

Secador de Cabello.

Recipientes.

Muestra del suelo preparada.

Espátula.

Cuchara.

Horno Eléctrico.

Tela para cubrir la Muestra.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Se toma por cuarteo, una muestra representativa del suelo previamente secado al

aire y se hace pasar por el tamiz Nº 40. De la muestra tamizada se toma una porción

aproximada de 200grs y se coloca en la tasa de porcelana, se le agrega con el frasco

lavador, agua destilada o desmineralizada, y con la espátula se mezcla hasta formar

una pasta suave y espesa.

La muestra humedecida se coloca en un envase de plástico y se guarda por un

tiempo no menor de 18 horas para que la humedad se distribuya uniformemente en

todas las partículas del suelo.

CALIBRACIÓN DE LA MÁQUINA DE CASA GRANDE

La calibración de la máquina de Casagrande consiste en verificar de que la altura

de caída de la taza sea de un centímetro. Exactamente. Esta distancia se mide con la

parte posterior del acanalador, que posee dicho espesor. La calibración se lleva a

efecto en el centro de la huella que se forma en la base a golpearla con la taza.

Se gira la manivela hasta que la taza se eleve a su mayor altura y tomando como

referencia el centro de la huella antes mencionada, se verifica con el acanalador y la

placa de ajuste, la distancia entre la taza y la base. Cuando la taza este tangente al

acanalador, la placa de ajuste se asegura apretando los tornillos.

Casagrande (1932) concluyo, para el límite líquido, que cada golpe aplicado el

dispositivo estándar corresponde a una resistencia al esfuerzo cortante del suelo de

aproximadamente 1grs/cm² (0.1KN/mt²). Por consiguiente el limite liquido de un

suelo de grano fino da el contenido del agua para el cual la resistencia al esfuerzo

cortante del suelo es aproximadamente es de 25grs/cm² (2.5KN/mt²).

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

Método de tres puntos de humedad:

La muestra de material húmedo, se vuelve a mezclar hasta que quede una masa

homogénea, si está muy seca se le agrega agua. La masa de suelo deberá permanecer

en un solo sector y no esparcida en la taza de porcelana.

Con la espátula se coloca una porción de material en la taza de Casagrande. El

acomodo del material con la espátula, se ejecuta con movimientos en semicírculos; de

modo que, siendo la superficie superior plana, su espesor máximo sea del orden de un

centímetro.

La superficie superior de la masa de suelo, colocada en la taza de Casagrande,

debe ser paralela a la base de la máquina, esto se verifica colocando una espátula

horizontalmente desde el borde anterior de la taza hasta el borde posterior de la masa

de suelo.

Colocando el ranurador en la superficie de la muestra, se abre una ranura

perpendicular a la superficie de la tasa. Se hunde el ranurador hasta la mitad de su

espesor y se lleva hasta la parte posterior del borde de la muestra, luego se introduce

todo el ranurador terminando con la punta en el borde anterior de la taza.

La ranura debe quedar bien definida, o sea, a lo largo del eje de simetría de la

muestra en la taza.

Uniformemente se gira la manivela, a razón de dos golpes por segundo, contando

el número de golpes requeridos hasta que se cierre el fondo de la ranura a una

distancia de un centímetro. Y el número de golpes se anotan en la hoja de registro.

Con la espátula se toma parte de la muestra, abarcando ambos lados por donde

cerro la ranura. Y se coloca en el envase de aluminio, para luego determinar la

humedad. Todos los datos de humedad se anotan en la hoja de registro.

Se repiten las operaciones, limpiando y secando previamente la taza,

disminuyendo el contenido de humedad de la muestra hasta obtener tres ensayos, en

los cuales el número de golpes necesarios para el cierre de la ranura este en los rangos

de 18-24, 24-30 y 30-36, respectivamente. Ver en la hoja de registro.

Nota: es de advertir que por ninguna circunstancia se debe aumentar la humedad

de la muestra al realizar el ensayo del límite por el método de los tres puntos de

humedad, así como tampoco de disminuir la humedad por adición de suelo seco.

Para acelerar el secado de la muestra puede usarse el secador eléctrico, mezclando

continuamente la pasta de suelo con la espátula para evitar que la muestra se caliente.

PREPARACIÓN DE LA CURVA DE FLUJO

En un papel semilogarítmico, se dibujará una curva de flujo, representando la

relación entre contenidos de humedad y numero de golpes correspondientes, con los

contenidos de humedad como abscisas en escala aritmética y los golpes como

ordenadas en escala logarítmica.

El contenido de humedad correspondiente a la intersección de la curva de flujo con

la ordenada de 25 golpes será tomado como límite líquido (WL) del suelo ensayado.

Casagrande (1932) concluyó para el límite líquido, que cada golpe aplicado en un

dispositivo estándar corresponde a una resistencia al cortante del suelo de

aproximadamente de 1grs/cm² (0.1KN/mt²). Por consiguiente el límite liquido de un

suelo de grano fino da el contenido de agua para el cual la resistencia al cortante del

suelo es aproximadamente de 25grs/cm ² (2.5KN/mt²).

AN

EX

OS

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR EL MÉTODO DEL

HIDRÓMETRO

OBJETIVO GENERAL

Método de taza de Casagrande

Analizar una masa de suelo por medio del método granulométrico y por el

método del hidrómetro.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar la cantidad en % de diversos tamaños que constituyen el suelo, en

cuanto al total de la muestra utilizada.

Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.

Completar la información granulométrica obtenida en el tamizado.

Conocer la utilización de los instrumentos del laboratorio.

ASPECTOS GENERALES

El análisis granulométrico pretende determinar cuantitativamente la distribución

de los diferentes tamaños de las partículas presentes en una muestra de suelo. Como

físicamente es imposible determinar el tamaño real de cada partícula,

independientemente del tipo de suelo, la práctica agrupa los materiales por rangos de

tamaños.

Dependiendo del tamaño de los granos del suelo el análisis puede ser por

tamizado, por sedimentación o una combinación de ambos métodos cuando el suelo

ensayado así lo requiera.

El capítulo presenta el procedimiento para realizar el análisis granulométrico por

tamizado, a partir del cual se obtendrá información de la distribución de las partículas

mayores a 0.074mm. Esto se logra haciendo pasar el suelo a través de tamices con

diferentes tamaños de aberturas, ordenados de mayor a menor.

Las partículas más grandes quedan retenidas en la malla del tamiz y las más

pequeñas pasan para quedar retenidas luego en los tamices con aberturas más

pequeñas.

Es evidente que el material retenido en cada tamiz contiene partículas de muchos

tamaños, todos los cuales son menores al de la malla por la que pasaron, pero

mayores que el tamaño de la malla del tamiz que lo retiene.

La información obtenida del análisis granulométrico se presenta tanto tabulada,

como gráficamente en forma de curva, para visualizar más fácilmente la distribución

de tamaños de los granos presentes.

Para obtener un espaciamiento uniforme de los puntos de la curva granulométrica

se suele usar tamices cuyas aberturas sean aproximadamente la mitad del tamiz

anterior.

ASPECTOS TEÓRICO

MÉTODO GRANULOMETRICO

El análisis granulométrico permite determinar la cantidad respectiva de los

diferentes elementos (Gravas, Arenas, Limones, Arcillas) que constituyen la materia

prima. Los resultados del análisis se representan gráficamente bajo la forma de una

curva granulométrica "trazada sobre un diagrama especial".

Este diagrama granulométrico comporta en abscisa el grosor de los granos y

en ordenada el porcentaje de tamizados acumulados.

Este porcentaje indica la proporción, en peso, en relación al peso de la

muestra en seco, de granos en los que el grosor es inferior al grosor que aparece en la

abscisa.

BASADO EN ASTM D 422 – 63

Este método cubre la determinación cuantitativa de la distribución del tamaño

de las partículas presentes en una muestra de suelo.

La distribución de las partículas mayores que 0.075 mm (retenido tamiz Nº

200) es determinada por tamizado, y la más fina es determinada por procesos de

sedimentación usando un hidrómetro.

La muestra es separada por un proceso de cuarteo o por cualquier otro método

que permita una adecuada selección de la fracción representativa de la muestra a

estudiar.

La fracción seleccionada se divide en dos porciones: una contiene sólo las

partículas retenidas en el tamiz Nº 10 y la otra porción contiene las que pasan el tamiz

Nº 10, la cantidad seleccionada debe ser tal que compense el peso de las fracciones

más finas o más gruesas de la muestra a estudiar.

EQUIPOS

Horno eléctrico.

Balanza.

Tamizadora mecánica.

Vaso de precipitado.

Agitador de vidrio.

Frasco lavador.

Espátula.

Recipientes.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

La muestra para el ensayo granulométrico se selecciona por cuarteo y la cantidad

está dada en función del tamaño máximo nominal de sus partículas, para lo cual se

toma como guía la tabla XI.

Tabla XI. Cantidad mínima de muestra de ensayador por tamizado, de acuerdo al

tamaño máximo nominal de sus partículas.

TAMAÑO MAXIMO NOMINAL PESO MINIMO DE LA MUESTRA

(grs.)

3” 6500

2” 6000

1½” 5000

1” 4000

¾” 3000

3/8” 1000

N° 4” 500

< N° 4” > 100

Una vez seleccionada la muestra, se seca al horno. Debe tenerse presente que para

el secado de suelos orgánicos y suelos arcillosos muy plásticos se recomienda

mantener la temperatura del horno en 60 °C durante un mínimo de 36 horas.

PROCEDIMIENTO

La muestra seca es pesada en la balanza. Este peso se registra como peso total (T).

Luego se divide en dos porciones usando el tamiz N°10 las partículas retenidas en el

tamiz conforman la fracción granular gruesa y las que pasan por las aberturas de la

malla son conocidas como fracción granular fina.

El material se coloca con cuidado en la parte superior de la torre de tamices y se

tapa.

Mecánica o manualmente se sacude la torre con movimientos bamboleantes, de

golpeteo sobre la mesa de trabajo que producen importante vibración del conjunto.

Luego de unos 5mimutos, se retira la tapa, se pesa y registra el material retenido

por cada malla, incluido en contenido en el fondo de la torre (PTNº200).

Se confecciona la curva de granulometría.

Para agregado grueso (piedra y gravilla)

a) Seleccione el material de diferentes partes de la pila, esto es, del tope, del

centro, de los lados y de la parte de abajo, recoja tres bandejas grandes

(aproximadamente cuatro veces la cantidad que necesita) y mezcle bien, luego separe

la mezcla en cuatro partes iguales, mezcle dos de las partes opuestas y descarte las

otras dos como se muestra en la Figura 1.

Luego de mezclar nuevamente repita el procedimiento anterior y utilice el sobrante

(cabe en una bandeja grande). Esta debe ser una muestra representativa del agregado.

Figura 1: Selección del agregado de manera que la muestra sea representativa de la

pila

b) Pese su muestra, ésta debe ser alrededor de 25 lbs. de piedra y 10 lbs. de

gravilla.

c) Asegúrese de que los tamices estén limpios antes de la prueba. Acomode los

tamices en el vibrador en el siguiente orden, 1- ½", 1", ¾", ½", 3/8", #4, #8 y bandeja.

Asegúrelos.

d) Coloque la cantidad de agregado pesado en la parte superior de los tamices

previamente ordenados, tápelos. Solicite la autorización del instructor o del técnico

del laboratorio para encender el vibrador por espacio de un minuto aproximadamente.

e) Pese el material retenido en cada tamiz y el que se quedó en la bandeja, anote

esto en la hoja de datos. La suma de estas cantidades debe tener una diferencia no

mayor de l%, si es mayor, el procedimiento se debe repetir. Guarde el material

sobrante. Nota: Utilice la misma balanza para pesar los agregados antes y después de

pasarlos por los tamices de manera que se disminuyan los errores de instrumentación.

f) Calcule el por ciento retenido, por ciento retenido acumulado y el por ciento

pasando en cada tamiz como se demostró en la tabla anterior. Anote estos resultados

en la hoja de datos.

Para agregado fino (arena de playa y arena de río)

a) Recoja una bandeja grande llena (cuatro veces la cantidad que necesita para la

prueba, del tope, centro, lados y parte de abajo de la pila), pásela por el separador de

arenas dos veces (Solicite instrucciones al instructor o técnico), esto dividirá la

muestra en dos cada vez que la pase por el separador, descarte una mitad cada vez

que la pase por el separador y utilice la última.

b) Pese su muestra, ésta debe ser alrededor de 300 gramos de arena de playa, y 500

gramos de arena de río.

c) Ordene los tamices en el orden siguiente: #4, #8, #16, #30, #50, #100, #200,

bandeja.

d) Siga el mismo procedimiento que para agregado grueso en pasos (d), (e) y (f)

además compute el módulo de finura para cada tipo de arena.

CALCULOS

Peso total de la muestra (T)=5734.0 gr.

Peso de la fracción granular gruesa (A)=3771.0 gr.

Peso de la fracción granular fina (Ba)=1963 gr.

Peso Bb=153.1 gr.

Ejemplo:

Tamiz= Ba/Bb X peso ret

Tamiz N°- 10 = (1963gr/28.5)X28.5 = 365.4 gr.

Tamiz N°- 40 = (1963gr/28.5)X 70.1 = 898.8 gr.

Tamiz N°- 60 = (1963gr/28.5)X 14.3 = 183.4 gr.

Tamiz N°- 200 = (1963gr/28.5)X 31.1 = 398.7 gr.

Pasa N°- 200 = (1963gr/28.5)X 9.1 = 116.7 gr.

Ret Parcial

Tamiz X = (100/T) X Peso Ret

Tamiz N°- 1 1/2 “ = (100/5734.0) X 116 = 2.0

Tamiz N°- 1” = (100/5734.0) X 1109.0 = 19.3

Tamiz N°- ¾” = (100/5734.0) X 12.9 = 12.9

Tamiz N°- 3/8” =(100/5734.0) X12570.0 = 21.9

Porcentaje de muestra

Grava

3” < Grava > N° 4 { 100% - 34.3% = 65.7%

Grava Gruesa

3” < Grava > N° ¾” { 100% - 65.8% = 34.2%

Grava Fina

3/4” < Grava > N° 4” { 65.8% - 34.3% = 31.5%

Arena

N° 4 < Arena > N° 200” { 34.3% - 2.1% = 32.2%

Arena Gruesa

N° 4 < Arena Gruesa > N° 10” { 34.3% - 29.9% = 6.4%

Arena Media

N° 10 < Arena Media > N° 40” { 27.9% - 12.3% = 15.6%

Arena Fina

N° 40 < Arena Fina > N° 200” { 12.3% - 2.1% = 32.2%

Finos: Limo, Arcilla, Caloides = 2.1%

IDENTIFICACIÓN

Grava: 65.7% - Grava arenosa con poco finos.

Arena: 32.2% - Grava de fina a gruesa arenosa

Finos:2.1% - Media con poco finos no plástico, de canto rodado,

(Suelo transportado de rio).

AN

EX

OS

Tipos de Tamices

Peso del material Análisis granulométrico de la muestra

Por Tamizado

CURVA GRANULOMÉTRICA