Norma ASTM D423 Limite liquido Norma ASTM D423 Límite plástico

Referencia:

Norma ASTM D423 Limite liquido Norma ASTM D423 Límite plástico

Objetivos:

  



Determinar el límite líquido de un suelo. Determinar el límite plástico de un suelo. Hallar el índice de plasticidad de ambas muestra de suelo y luego ubicarlos en la carta de plasticidad. Clasificar el suelo en estudio con la clasificación SUCS.

Introducción:

Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólidos, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg

Marco Teórico:

LIMITES DE ATTERBERG 



Limite Liquido: Es el contenido de humedad por debajo del cuales el suelo se comporta como un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso. Limite plástico: Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plástico.

La propiedad del suelo de ser moldeado se llama plasticidad .Segun el contenido de humedad, adopta una consistencia determinada. Los limites líquido y platico se utilizan para clasificar e identificar los suelos El límite de contracción se aplica en varias áreas geográficas donde el suelo suelo sufre grandes cambios de volumen entre el estado seco u el esto húmedo.

El límite líquido se puede utilizarse para estimar asentamientos en problemas de consolidación. 

La consistencia: Es la relativa facilidad con la que puede ser deformado y depende de un contenido de humedad determinado. Para los suelos cohesivos se definen cuatro estados de consistencia. Solido Semisólido Plástico Liquido    

La frontera entre tales estados son los llamados límites de Atterberg.

Solido   Semisolido   Plastico   Liquido

Limite de contraccion

Limite plastico

Limite liquido

LIMITE LÍQUIDO (wl): Esta propiedad se pide en el laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la cuchara de Casagrande y se golpea consecutivamente contra la base de la máquina, haciendo girar la manivela, hasta que la zanja que previamente se ha recortado, se cierra e una longitud de 12mm (1/2”). Si el número de golpes para que se cierre la zanja es 25, la humedad del

suelo corresponde al límite líquido. Dado que no siempre es posible que la zaja se cierre en la longitud de 12mm exactamente con 25 golpes, se grafica el número de golpes en coordenadas logarítmicas, contra el contenido de humedad correspondiente, en coordenadas normales, y se interpola para la humedad correspondiente a 25 golpes, que será el limite líquido. Casagrande concluyo que cada golpe en un dispositivo estándar para limite liquido corresponde a una resistencia contante del suelo de aproximadamente 1g/cm3. Por consiguiente, el límite de un suelo de grano fino da el contenido de agua para el cual la resistencia cortante del suelo es aproximadamente de 25g/cm3

LIMITE PLASTICO (wp): Es el contenido de agua, en porcentaje con el cual el suelo al se enrollado en rollitos de 3.0mm de diámetro, se desmorona. Para esto se realiza una mezcla de agua y suelo, la cual se amasa entre los dedos o entre el dedo índice y una superficie inerte (vidrio), hasta conseguir un cilindro de 3.0mm de diámetro y si se vuelve el suelo quebradizo, el contenido de humedad es el límite plástico. Se recomienda realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de interpretación o medición.

INDICE DE PLASTICIDAD (Ip): Atterberg definió el índice de plasticidad para describir el rango de contenido de humedad natural sobre el cual el suelo era plástico. Por tanto el índice de plasticidad, es la diferencia entre el límite liquido el límite plástico de un suelo.  I p



wl  wp

INDICE DE FLUJO (If): Es la pendiente de la recta que representa el contenido de humedad, expresada en porcentaje contra el logaritmo de numero de golpes en la determinación del wl. w  ( I  f   ) log(# golpes )  C  

CARTA DE PLASTICIDAD DE CASA GRANDE: Los líquidos y plásticos son determinados por medio de pruebas de laboratorio relativamente simples que proporcionan información sobre la saturación de los suelos cohesivos. Las pruebas son usadas ampliamente por ingenieros para correlacionar varios parámetros físicos del suelo así como para la identificación del mismo. Casagrande estudio la relación del índice plástico (Ip) respecto al límite líquido de una amplia variedad de suelos naturales. Con base en los resultados de pruebas, propuso una carta de plasticidad, cuya característica importante es la línea A empírica dad por la ecuación:  I  p   0.73( wl   20) .

La línea A separa las arcillas inorgánicas de los limos inorgánicos. Las gráficas de los índices de plasticidad contra límite líquido para las arcillas inorgánicas se encuentran arriba de la línea A y aquellas para limos inorgánicos se hallan debajo de la línea A. Además el wl es una medida de compresibilidad de un suelo, por ello Casagrande definió una segunda línea vertical, cuya ecuación es: wl   50  que separa los suelos de baja compresibilidad de los suelos finos de alta compresibilidad Existe sin embargo una zona cuyas características plásticas no están bien definidas y que fue determinada por Casagrande como un trapecio formado por las siguientes líneas  I pc



4

I pc



7 wl



10 I pc



0.73(wl   20)  este trapecio corresponde a un suelo

mixto o duado, es decir a una arcilla limosa o un limo arcilloso. También ha una llamada U que se encuentra arriba de la línea A. La línea U es aproximadamente el límite superior de la relación del índice de plasticidad respecto líquido para cualquier suelo encontrado hasta ahora, su ecuación es: I pc



0.9( wl   8)

     

CL: arcilla de baja compresibilidad CH: Arcilla de alta compresibilidad ML: Limo de baja compresibilidad MH: Limo de alta compresibilidad OL: Orgánico de baja compresibilidad OH :Orgánico de alta compresibilidad

Materiales y herramientas Utilizadas:

BALANZA

COPA DE CASAGRANDE

LATAS

TAMIZ

BANDEJA

VIDRIO

REGLA METALICA MUESTRA

RANURADOR

AGUA DESTILADA

 Procedimientos:

LIMITE LIQUIDO 1. Se toma 50 0 60 gramos de muestra obtenidad deacuerdo al punto de porcedencia en este caso Formacion Camana y se cola en una capsula especificad. 2. Se humedece con agua destilada, dejandose reposar por lo menos unos minutos.

3. Posteriormente se continua agregando agua en pequeñas cantidades, mezclando cidadosamente con la espatula despues de cada agregado, porcurando obtener una distribucion homogenea de la humedad y teniendo especial cuidado de deshacer todos los grumos que se vayan formando.

4. Cuando la pasta adquiere una consistencia tal que, al ser dividida en dos porciones, estas comiensen a fluir cuando se golpea la capsula contra la palma de la mano; se transfiere una porcion de la mism a la capsula de bonce del aparto, se la amasa bien y sale la distribucion de manera que el espesor en el centro sea aproximadamente de 1 cm 5. Con el acanalador se hace una muesca de forma tal que se quede limpio el fondo de la capsula en un ancho de 2mm; el corte debe seguir una direccion normal al eje de la rotacion en su punto medio. 6. Se acciona la manivela a razon de 2 vueltas por segundo, y se cuenta el numero de golpes necesarios par auqe, por fluencia, se cierren los bordes inferiores de la abertura, en una lonfitud de aproximadente 12mmm

7. Verificar si la union es por fluencia y no por corriemiento de toda la masa. Para esto se procura separar con la espatula los bordes unidos. Si ha abido corrimiento de toda la masa, la separacion se logra facilmente, quedando limpio el fondo de la capsula. En cambio si ha habido fluencia, la espatula mueve unicamente la parte que ataca y el resto queda adherido al fondo de la capsula.

8. Se retira la porsion de pasta, de peso mas o menos 10g de la parte en que se produjo la union y se coloca en la balanza previamente tarado. Se pesa y se anota en la plantilla. Tambiens e anota el peso de las latitas en donde se encuentra la muestra se enumera. 9. Se repite la operación 4 veces mas, con contenidos variados de humedad . 10. Desppues de tener todas las muestras se procede ponerlos en una bandeja para llevarlos al honro a una temperatura aproximadamente entre 105 y 110°C.

LIMITE PLASTICO 1. Se toma 15 o 20 gramos del material obtenido de acuerdo al punto de preparacion en este caso la Formacion Camana y se colocan en un capsula. 2. Se humedece con agua destilada, dejandose reposar por lo menos unos minutos. 3. Posteriormente se continua agregando agua en pequeñas cantidades, mezclando cidadosamente con la espatula despues de cada agregado, porcurando obtener una distribucion homogenea de la humedad y teniendo especial cuidado de deshacer todos los grumos que se vayan formando. 4. Se continua mezclando hasta obetener que la pasta presente una consistencia plastica que permita moldear pequeñas esferas sin adherencia a las manos del operador. 5. Una porcion de la parte asi preparada se hace rodar con la palma de la mano sobre la lamina de vidrio dando la forma de pequeños cilindros 6. La presion aplicada para hacer rodar la pasta debe ser suficiente para obetener que las barritas cilindricas mantegan un diametro uniforme en toda la longitud

7. La velocidad con que se manipula la pasta haciendola rodar debe ser tal que obtener 60 0 70 impulsos por segundo entendiendo como un impuls un movimietno completo de la mano hacia adelante y atrás.

8. Si el diametro de los cilindros es menor de 3mm y no presentan fisuras o signos de desmenuzamiento, se unen trozos y se amasan nuevamente tantas veces como sea necesario. La operación tambien se repite si las barritas cilindricas se fisuran y agrietan antes de llegar al diametro 3mm. En este caso se reunen los trozos y se amasan nuevamente 9. El ensayo se da por finilizado cuando as barritas cilindricas comienzan a fisurarse y agriearse al alcanzar los 3mm de diametro, punto que resulta facil de establecer comparandolas con los trozos de almbre 10. Las barritas cilindiracas colocadas en las latitas y se pesan seguidamente se lleva al horno.

DATOS:

Plastico Liquida

Plastico

ENSAYO 1 2 1 2 3 4 5 3

MUESTRA B-9 B-10 B-11 B-12 B-13 B-14 B-15 X-2

Wc 21.55 26.50 11.27 21.18 23.26 24.26 10.75 20.05

Wc+sh 23.69 28.17 23.56 31.57 32.61 34.74 23.75 21.76

Cálculos y Resultados:

LIMITE LIQUIDO: La humedad porcentual de cada punto se calcula con la fórmula:  H  

Wc

Dónde: W c



sh

Peso de la capsula más suelo húmedo

W c



ss

 Peso de la capsula más suelo sueco



sh 

Wc



W c

ss 



W c

ss

Wc+ss 23.06 27.65 18.41 27.46 28.89 30.57 28.66 21.26

# Golpes 15 17 29 20 24 -

W c Peso de la capsula

Sobre un sistema de coordenadas rectangulares se toma, en abscisas escala logarítmica el número de golpes, y en ordenadas el porcentaje de humedad. Se ubican los puntos obtenidos los que estarán sensiblemente alineados. Se traza la línea recta que mejor ligue a esos puntos y sobre el eje de las ordenadas, en el punto correspondiente a aquel en que esta recta corta a la perpendicular trazada a las abscisas por el punto N°25, se lee el valor del Limite Liquido. ENSAYO

MUESTRA

1 2 3 4 5

B-11 B-12 B-13 B-14 B-15

Wc

Wc+sh

Wc+ss

11.27 21.18 23.26 24.26 10.75

23.56 31.57 32.61 34.74 23.75

18.41 27.46 28.89 30.57 28.66

Contenido Humedad 72.12 69.31 65.39 66.09 65.44

LÍMITE LÍQUIDO

# Golpes 15 17 29 20 24

y = -23.164log(x) + 98.021

74 72 70 68 66 64 62 60 14

16

18

20

22

24

Se usa la fórmula para el número de golpes igual a 25

 y  23.164log(x)  98.021  y  23.164 log(25)  98.021  y  Ll   65.64% LIMITE PLASTICO:

26

28

30

La humedad porcentual correspondiente al Limite Plástico de un suelo se calcula con la fórmula:  LP  

Wc



sh 

Wc



W c

ss 



ss

W c

Dónde: W c



sh

Peso de la capsula más suelo húmedo

W c



ss

 Peso de la capsula más suelo sueco

W c Peso de la capsula

El índice de plasticidad de un suelo es la diferencia numérica entre los valores del límite líquido y el límite plástico del mismo. Es decir:  I p

Plastico

ENSAYO 1 2 3

MUESTRA B-9 B-10 X-2



Ll  Lp

Wc 21.55 26.50 20.05

Wc+sh 23.69 28.17 21.76

Para hallar el límite plástico se toma el promedio:

 Lp  42.75% Para hallar el índice de plasticidad tenemos:  I  p



65.64  42.75

 I  p



22.89

Clasificación SUCS:  I pc



0.73( wl   20)

 I  pc



0.73(65.64  20)

 I  pc



33.32

Wc+ss 23.06 27.65 21.26

Lp 41.72 45.21 41.32

Conclusiones:  Para la muestra de suelo dad por el jefe de practica se tiene los siguientes resultados:

 Ll   65.64  Lp   42.75  I  p



22.89



Recomendaciones:  Se recomienda que la muestra de suelo repose una hora con el agua destilada.  Verificar si la union es por fluencia y no por corriemiento de toda la masa. Para esto se procura separar con la espatula los bordes unidos. Si ha abido corrimiento de toda la masa, la separacion se logra facilmente, quedando limpio el fondo de la capsula. En cambio si ha habido fluencia, la espatula mueve unicamente la parte que ataca y el resto queda adherido al fondo de la capsula.  Limpiar todas las herramientas a utilizar.  Pulverizar la muestra para eliminar los gruesos.  Para ambos ensayos trabajar con mucho cuidado y limpieza, ya que de esto depende mucho si los resultados son correctos  Para el ensayo de wl se recomienda echar para agua que el número de golpes sea alto y este número tiene que estar entre 40 y 8 golpes