P-40 Metodo de prueba estandar para limite liquido limite plastico e

METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 1 de 17
1. Propósito
Este método corresponde a una traducción significativa equivalente de la norma ASTM D 4318 por lo cual no se
valida, se realiza una confirmación del método y establece las pautas para la debida realización del Método de
Prueba Estándar para Limite Liquido, Limite Plástico e Índice de Plasticidad.
2. Alcance
Este método de prueba abarca la determinación del límite líquido, limite plástico e índice de plasticidad de suelos.
Dos métodos para la preparación de especímenes de ensayo se proveen a continuación: método de preparación
húmeda, como se describe en 8.1. Método de preparación seca como se describe en 8.2. El método a usar será
especificado por el cliente que solicita el ensayo. Si no se especifica ningún método, use el método de preparación
húmeda.
El límite líquido y plástico de muchos suelos que se han dejado secar antes del ensayo pueden ser considerablemente
diferentes de los valores obtenidos en las muestras no secadas. Si el límite plástico y líquido de los suelos es usado
para correlacionar o estimar el comportamiento ingenieril de los suelos en su estado húmedo natural, las muestras no
deberían secarse antes del ensayo a menos que se deseen datos de muestras secas específicamente.
Dos métodos para determinar el limite liquido son provistos a continuación: Método A, ensayo multipunto como se
describe en la sección 8.3 y 9.1. Método B, ensayo de un punto como se describe en las secciones 8.4 y 9.2. El
método a usar será especificado por el cliente que solicita el ensayo. Si no se especifica ningún método, use el
método A.
El método de limite multipunto es generalmente más preciso que el método de un punto. Se recomienda que el
método multipunto se use en casos donde los resultados de ensayo pueden ser objeto de controversia, o donde se
requiere una mayor precisión.
Porque el método de un punto requiere el operador para juzgar cuando el espécimen está aproximadamente en su
límite líquido, particularmente no se recomienda su uso en operadores inexpertos.
La correlación en la que se basan los cálculos del método de un punto puede que no sean válidas para algunos
suelos, tales como suelos orgánicos o suelos de un ambiente marino. Se recomienda encarecidamente que el límite
líquido de estos suelos sea determinado por el método multipunto.
El límite plástico es realizado en material preparado para el ensayo de límite líquido.
El limite líquido y limite plástico de los suelos (junto con el límite de contracción) a menudo son referidos como los
límites de Atterberg. Estos límites distinguen los límites de los diversos estados de consistencia de los suelos
plásticos.
La composición y concentración de sales solubles en un suelo afecta los valores del límite plástico, así como los
valores de contenido de agua de los suelos. A tal efecto se le prestará atención especial a los suelos de un ambiente
marino u otras fuentes donde altas concentraciones de sales solubles pueden estar presentes. El grado en que las
sales presentes en estos suelos están diluidas o concentradas será estudiado con detenimiento.
Los métodos aquí descritos se llevan cabo solo en esa porción de suelo que pasa el tamiz de 425 սm. Por lo tanto, la
contribución relativa de esta porción del suelo a las propiedades de la muestra como un todo será considerada
cuando se utilicen estos ensayos para evaluar las propiedades de un suelo.
Los valores indicados en unidades SI serán considerados como el estándar excepto como se indica a continuación.
Los valores dados en paréntesis son sólo para información.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 2 de 17
El espécimen es procesado para remover cualquier material retenido en la malla de 425 μm. El límite líquido es
determinado realizando pruebas en las cuales una porción del espécimen es extendido en una copa de bronce (latón
u otro metal), que se divide en dos mediante una herramienta para arrasar y luego se le permite fluir hasta juntarse,
producto de los golpes causados por la caída repetitiva de la copa en un dispositivo mecánico estándar.
3. Documento de Referencia
“Reporte trabajo no conforme F-15-00-01”
“Recibo de Material F-17-00-01”
“Resumen de Control” F-17-00-03”
“Informe de Ensayo F-17-00-02”
“Identificación de material madre” F-17-00-04”
“Identificación de material hijo” F-17-00-05”
“Determinación de Contenido de Agua en Suelo y Roca P-18”
“Cálculo de Incertidumbre de las Mediciones de Ensayos P-24”
“Limites de Atterberg y Granulometría F-40-00-01”
“Cálculo de la Incertidumbre F-24-00-01”
ASTM D4318 Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils
4. Responsabilidades
Los Asistentes de Laboratorio encargados de realizar dichos ensayos son responsables de actuar según lo establecido,
acudiendo en caso de duda a su superior inmediato.
El Jefe de Laboratorio es responsable de planificar, controlar y monitorear el cumplimiento de los lineamientos
operacionales y administrativos aplicables a los ensayos.
El Inspector de Calidad es responsable de velar por la trazabilidad e integridad de los ensayos, muestras y especímenes
5. Resumen del método
5.1. El espécimen es procesado para remover cualquier material retenido en la malla de 425 μm. El límite líquido
es determinado al hacer ensayos en donde se esparce una porción del material en una copa de bronce o
latón, dividida en dos con una herramienta de ranurado y luego se deja que las mitades se junten por medio
choques producidos por caídas repetidas de la copa mediante un aparato mecánico estándar. El limite liquido
multipunto, método A, requiere tres o más ensayos sobre una gama de contenidos en agua sean realizados y
de los datos de los ensayos trazados o calculados hacer una relación a partir de la cual el límite líquido sea
determinado. El límite líquido de un punto o unipunto, Método B, utiliza los datos de dos ensayos a un
contenido de agua multiplicado por un factor de corrección para determinar el límite líquido.
5.2. El límite plástico es determinado al alternar en una acción de presión y enrollado, de una muestra pequeña de
suelo plástico con el propósito de alcanzar un hilo de aproximadamente 3,2 mm hasta que el contenido de
agua se reduzca a un punto en el cual el hilo se desmorona y no puede juntarse o enrollarse. El contenido del
agua suelo en este punto es reportado como el límite plástico.
5.3. El índice de plasticidad es calculado como la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 3 de 17
6. Equipo
6.1 Dispositivo de Límite Líquido: Dispositivo mecánico que consiste en una copa de bronce o latón suspendida de
un soporte diseñado para controlar su caída sobre la superficie de goma dura. La Figura 1 muestra las
características esenciales y dimensiones críticas del dispositivo. El dispositivo puede ser operado mediante el
arrancado con manija o bien por medio de un motor eléctrico.
6.2.1.1.
Copa: cazuela de latón o bronce con una masa, incluyendo el colgador de la copa, de 185 g a 215 g.
6.2.1.2.
Ajuste de la altura de caída de la copa: Diseñado para levantar la copa suave y continuamente a su
altura máxima, sobre una distancia de al menos 180º de rotación del ajuste aproximadamente, sin
desarrollar una velocidad de ascenso o descenso de la copa cuando el seguidor del golpe deja el
ajuste.
6.2.1.3.
Soporte: Construido de una manera que permitan un ajuste conveniente y seguro de la altura de caída
de la copa a 10 mm y que el montaje de la copa y del colgador de la copa, este solo ligado al soporte
por medio de un pin removible. Ver Figura 2 para la definición y determinación de la altura de caída de
la copa.
6.2.1.4.
Unidad de motor (opcional): Como alternativa para el arranque con manija mostrado en al Figura 1, el
dispositivo puede equiparse con un motor para girar el ajuste. Tal motor debe girar la leva a 2 ± 0,1
revoluciones por segundo y aislado del resto del dispositivo mediante monturas de goma o bien
cualquier otra forma que prevenga que la vibración del motor se transmita al resto del equipo.
Equipado con un interruptor de Encendido-Apagado y con un medio para el correcto posicionamiento
del ajuste para el ajuste de las alturas de caída. Los resultados obtenidos utilizando un dispositivo de
motor no deben diferir de aquellos obtenidos utilizando un dispositivo de operación manual.
6.2.1.5.
Herramienta ranurada: Una herramienta hecha de plástico o metal que no se corroa y que tenga las
dimensiones mostradas en la Figura 3a y 3b. El diseño de la herramienta puede variar mientras las
dimensiones esenciales se mantengan. La herramienta puede, pero no tiene que, incorporar el
indicador para ajustar la altura de caída del dispositivo de límite líquido.
6.2.1.6.
Calibrador (Figura 4): Bloque calibrador de metal para ajustar la caída de la copa.
6.2.1.7.
Indicador: Un bloque de metal indicador para ajustar la altura de caída de la copa, que contenga las
dimensiones mostradas en al Figura 4. El diseño de la herramienta puede variar, al proveer el indicador
se le restará seguridad en la base (sin ser susceptible al balanceo) y el borde que está en contacto con
la copa durante el ajuste es recto, de al menos 10 mm de ancho y sin radio o borde (arista).
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 4 de 17
A
B
C
E
F
G
H
J
K
L
M
N
P
R
T
U
V
W
Z
54 ±0.5
2±0.1
27±0.5
56±2.0
32
10
16
60±1.0
50±2.0
150±2.0
125±2.0
24
28
24
45
47±1.0
3.8
13
6.5
Dimensiones esenciales (Todas las medidas están dadas en mm)
Figura 1 Dispositivo Manual para Límite Líquido
6.2.1.8. Contenedores de especímenes - Pequeños contenedores resistentes a la corrosión con tapas de ajuste
apropiado para los especímenes con contenido de agua. Contenedores de aluminio o acero inoxidable
de 2,5 cm de alto por 5 cm de diámetro sería lo apropiado.
6.2.1.9. Balanza: Legibilidad de 0,01 g.
6.2.1.10. Contenedor para el mezclado y almacenamiento: Un contenedor para mezclar el espécimen de suelo
(material) y almacenar el material preparado. Durante el mezclado y almacenamiento, el contenedor no
debe contaminar el material de ninguna forma y prevenir la perdida de humedad durante su
almacenamiento. Un plato de porcelana, vidrio o plástico con un diámetro de al menos 11,4 cm y con
una bolsa plástica suficientemente grande para guardar el plato y plegarse adecuadamente.
6.2 Limite Plástico
6.2.1 Placa o plato de vidrio – Superficie lisa que puede ser vidrio esmerilado para obtener el límite plástico.
6.2.2 Espátula: con una hoja de 1 cm a 2 cm de ancho y de aproximadamente 10 cm a 13 cm de largo.
6.2.3 Malla(s) de tamizado: Una malla de tamizado de 2,00 mm de diámetro, 425 μm y que contenga una
corona de al menos 5 cm sobre la malla. Una malla de 2,00 mm que cumpla con los mismos
requerimientos también puede ser utilizada.
6.2.4 Botella de lavado o gotero plástico: contenedor para adicionar cantidades de agua controladas al suelo.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 5 de 17
Figura 2 Verificación para el Alto de la Caída
Dimensiones
Letra
A*
B*
C*
D*
E*
F*
mm
2 +/- 0,1
11 + / - 0,2
40 + / - 0,5
8 + / - 0,1
50 + / - 0,5
2 + / - 0,2
Letra
G*
H*
J*
K*
N
mm
10 mínimo
13
60
10+ / - 0,05
L*
60
grados
+ /-1 grados
* Dimensiones esenciales
Figura 3a. Herramienta de Ranurado
20
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 6 de 17
Figura 3b. Herramienta de Ranurado
6.1.1 Horno de secado: controlado termostáticamente, capaz de mantener continuamente una temperatura de 110 ºC ± 5
ºC en toda la cámara de secado.
Figura 4 Altura de Caída de la Calibración
7. Muestreo y especímenes
7.1
Las muestras pueden tomarse de cualquier ubicación que satisfaga los requerimientos y necesidades de la prueba.
Sin embargo, las prácticas P-51 “Practica de la reducción de muestras de agregado para ensayo” y P-53 “Practica
estándar para el muestreo de agregados” serán utilizadas como guías para seleccionar y preservar muestras de
varios tipos de operaciones de muestreos. Muestras en las que los especímenes sean preparados utilizando el
método de preparación húmeda del punto 8.1 se mantendrán con la condición de humedad con la que se
muestrearon antes de la preparación.
7.2 Donde operaciones de muestreo hayan preservado la estratificación natural de una muestra, la variedad de
estratos se mantendrán separados y las pruebas se realizarán en un estrato de interés particular con la menor
contaminación posible provenientes de los otros estratos. Cuando se va a utilizar una mezcla de materiales en
construcción, combinar varios componentes en proporciones tales que la muestra resultante represente el caso de
construcción actual.
7.3
Donde la información de estos métodos de prueba es utilizada para una correlación con otro laboratorio o campo
de información de la prueba, utilizar el mismo material en todas las pruebas que sea posible.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
7.4
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 7 de 17
Espécimen: Obtener una porción representativa del muestreo total suficiente para proveer preferiblemente 150 g
a 200 g de material, y si fuese necesario, tamícelo por la malla 425 μm. Muestras de flujo libre (materiales)
pueden ser reducidos por métodos de cuarteo o división. Materiales que no son de flujos libres o cohesivos se
mezclarán a fondo en una bandeja con una espátula o cuchara y una porción representativa tomada de la masa
total al hacer una o más inserciones con la cuchara a través de la masa mezclada.
8. Preparación del Espécimen de Prueba
8.1 Método de preparación húmeda: excepto donde el método de preparación del espécimen es especificado (8.2),
prepare los especímenes para el ensayo como se describe a continuación:
8.1.1 Material pasado por la Malla 425 μm
8.1.1.1 Determinar por medio de métodos visuales y manuales que el espécimen mencionado en la sección 7.4
tiene poco o no tiene material retenido en la malla de 425 μm. Si este es el caso, prepare 150 g a 200 g de
material mezclándolo minuciosamente con agua destilada o desmineralizada en el plato de vidrio o plato de
mezclado utilizando la espátula. Si se desea, remoje el material en un plato para mezclado/almacenado con
una pequeña cantidad de agua para suavizar el material antes de empezar con el mezclado. Si utiliza el
Método A, ajuste el contenido de agua del material para lograr obtener una consistencia que requerirá de
25 a 35 golpes del dispositivo de límite líquido para cerrar la ranura. (ver nota 1) Para el Método B, el
número de golpes estará entre 20 a 30 golpes.
8.1.1.2 Si se encuentra, durante el mezclado, que un pequeño porcentaje de material se retiene en una malla
de 425 μm, remover esas particular manualmente (si es posible). Si no es práctico remover el material
grueso con la mano, remover pequeños porcentajes (menores de un 15 %) del grueso trabajando el
material a través de una malla de 425 μm. Durante este proceso, utilice un pedazo de lámina de goma, un
tapón de goma o cualquier otro dispositivo conveniente siempre y cuando este proceso, no distorsione la
malla o degrade el material que puede quedar retenido si se utiliza el método de lavado descrito en la
sección 8.1.2. Si porcentajes mas grandes de material grueso son encontrados durante el mezclado o si se
considera no práctico remover este material por medio de los métodos descritos anteriormente, lave la
muestra como se describe en el apartado 8.1.2. Cuando las partículas gruesas encontradas durante el
proceso de mezclado son aglomeraciones, conchas u otras partículas frágiles, no quiebre estas partículas
para hacerlas pasar por la malla de 425μm, remuévalas a mano o por medio del lavado.
8.1.1.3 Coloque el material preparado en el recipiente de mezclado/almacenado, verifique su consistencia (ajuste
si es necesario), cubra el material para prevenir la pérdida de humedad y permita que repose (cure) al
menos 16 horas (por la noche). Después de este periodo de reposo e inmediatamente antes de empezar el
ensayo, vuelva a mezclar minuciosamente el suelo.
Nota 1:
El tiempo para mezclar adecuadamente el suelo variará dependiendo de la plasticidad del
material y el contenido inicial de agua. Tiempos iniciales de mezcla de más de 30 minutos pueden ser
requeridos para arcillas consistentes y gruesas.
8.1.2
Material que contiene partículas retenidas en una malla 425 μm:
8.1.2.1 Colocar el espécimen (ver 7.4) en el recipiente mezclado y agregue suficiente agua para cubrir el material.
Permita que el material se remoje antes que todos los trozos hayan suavizado y los finos no se adhieran
más a las superficies de las partículas gruesas (Ver Nota 2).
Nota 2: En algunos casos, las partículas de sal presentes en el agua corriente (de tubo) se intercambiarán
con las partículas naturales del suelo y se alterarán significativamente los resultados de la prueba si se
utiliza agua corriente para las operaciones de remojo y lavado. A menos que se sepa que tales partículas
no están presentes en el agua corriente, utilizar agua destilada o desmineralizada.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 8 de 17
8.1.2.2 Cuando el material contiene un alto porcentaje de partículas retenidas en la malla 425 μm, realizar la
siguiente operación de lavado en incrementos, lavando no más de 0,5 kg de material por cada vez. Situé la
malla limpia de 425 μm en el fondo del recipiente. Transfiriera, sin ninguna pérdida de material, la mezcla
de suelo-agua en la malla. Si grava o partículas gruesas de arena están presentes, enjuagar la mayor
cantidad de veces posible con pequeñas cantidades de agua de la botella de lavado y descarte.
Alternativamente, transfiera la mezcla de suelo-agua a una malla de 2,00 mm anidada por encima de la
malla 425 μm, enjuague el material fino a través de la malla y remueve la malla 2,00 mm. Después de
lavar y remover la mayor cantidad posible del material grueso, agregue suficiente agua recipiente para
traer el nivel alrededor de 13 mm sobre la superficie de la malla 425μm. Agitar el fluido por agitación con
los dedos mientras se levanta o baja la malla y revolviendo en forma espiral la suspensión de manera que
el material fino sea lavado de las partículas gruesas. Desagregue acumulaciones finas de suelo que no se
han deshecho, frotándolas suavemente sobre la malla con la punta de los dedos. Complete la operación de
lavado levantando la malla sobre la superficie del agua y enjuagando el material retenido con una pequeña
cantidad de agua limpia. Descarte el material retenido en la malla 425 μm.
8.1.2.3 Reduzca el contenido de agua del material pasando la malla 425 μm hasta que se acerque el límite líquido.
La reducción del contenido de agua puede ser complementada por uno o la combinación de los siguientes
métodos: (a) exposición a corrientes de aire a temperatura ambiente, (b) exposición a corrientes calientes
de aire desde una fuente como una secadora de pelo eléctrica, (c) decantar agua clara de la superficie de
suspensión, entre otros procesos. Durante la evaporación y enfriamiento, revolver el material
frecuentemente, para así prevenir el exceso de secado de los bordes y sobre la superficie de la mezcla.
Para materiales que contienen sales solubles, use un método de reducción use el método de reducción de
agua A o B que no eliminan las sales solubles de los especímenes de ensayo.
8.1.2.4 Mezcle a fondo la mezcla utilizando una espátula. Ajuste el contenido de agua de la mezcla, si es
necesario, adicionando pequeños incrementos de agua desmineralizada y destilada o permitiendo que la
mezcla seque a temperatura ambiente mientras se mezcla en el recipiente de mezclado. Si se utiliza el
Método A, el material debe estar a un contenido de agua que requiera alrededor de 25 a 35 golpes con el
dispositivo de límite líquido para cerrar la ranura. Para el Método B, el número de golpes estará entre 20 y
30. Poner, si es necesario, el material mezclado en el recipiente de almacenamiento, cubrir para prevenir la
pérdida de humedad y permita que repose (cure) al menos 16 horas. Después de este periodo de tiempo e
inmediatamente antes de empezar la prueba, mezcle el espécimen de nuevo cuidadosamente.
8.2
Método de preparación seca
8.2.1 Seque el espécimen que se menciona en la sección 7.4 a temperatura ambiente o en un horno a una
temperatura que no exceda los 60 ºC hasta que los terrones de suelo se pulvericen fácilmente. La
desintegración es más fácil si no se permite que el material se seque por completo. Sin embargo, el material
debe tener una apariencia seca cuando se pulveriza.
8.2.2 Pulverice el material en un mortero con un triturador con punta de goma o utilizando otro método que no
cause el rompimiento de partículas individuales. Cuando las partículas gruesas encontradas durante
pulverización son aglomeraciones, conchas u otras partículas frágiles, no quiebre dichas partículas para
hacerlas pasar por la malla 425μm, pero remuévalas con la mano o por medio de otros métodos apropiados,
como el lavado. Si el método de lavado es utilizado, seguir los métodos presentados de la sección 8.1.2.1 y
8.1.2.4.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 9 de 17
8.2.3 Separe el material en una malla 425 μm, moviendo la malla con la mano para asegurar la separación de la
fracción más fina. Devuelva el material retenido en la malla 425 μm al aparato de pulverización y repita las
operaciones de pulverizado y tamizado. Detenga este proceso, cuando la mayor parte del material fino haya
sido separado y el material retenido en la malla 425 μm consista de partículas individuales.
8.2.4 Coloque el material retenido en la malla 425 μm desde de la operación de pulverización, en el recipiente y
enjuague en una pequeña cantidad de agua. Remueva esta mezcla y transfiérala a una malla 425 μm,
atrapando el agua y/o cualquier fino suspendido en el recipiente de lavado. Ponga esta suspensión en un plato
que contenga el suelo seco previamente tamizado a través de la malla 425 μm. Descarte el material retenido
en la malla 425 μm.
8.2.5 Proceda de acuerdo a lo estipulado de la sección 8.1.2.3 y 8.1.2.4.
8.3 Límite Líquido Multipunto – Método A
8.3.1 Métodos
8.3.1.1 Mezcle cuidadosamente el espécimen (suelo) en la copa de mezclado, y si es necesario, ajuste su
contenido líquido antes de que la consistencia requiera de 25 a 35 golpes, por parte del dispositivo de
límite líquido, para cerrar la ranura. Usando una espátula, coloque una porción(es) de suelo preparado en
la copa del dispositivo de límite líquido al punto donde la copa descansa sobre la base, exprímala hasta
abajo y difúndela en la copa para procurar a una profundidad de al menos 10 mm a su punto más
profundo, disminuirla gradualmente hasta obtener una superficie horizontal aproximada. Cuidar que se
eliminen las burbujas de aire dentro de la porción de suelo, pero la porción de suelo se debe formar con
los menos golpes posibles. Mantenga el suelo que no ha sido utilizado en el recipiente de
mezclado/almacenamiento. Cubra el plato con una toalla mojada (o bien utilice otros medios) para
retener la humedad en el suelo.
8.3.1.2 Forme una ranura en la porción de suelo dibujando la herramienta de borde biselado hacia delante, a
través del suelo en una línea uniendo el punto más alto al punto más bajo en el borde de la copa.
Cuando corte la ranura, sostenga la herramienta para hacer la ranura contra la superficie de la copa y
dibuje en forma de arco, manteniendo la herramienta perpendicularmente a la superficie de la copa
durante su movimiento. Ver la Figura 5. En suelos donde la ranura no se puede hacer en un corte sin
correr el suelo, realice la ranura con varios cortes de la herramienta de ranurado. Alternativamente,
corte la ranura ligeramente menos que las dimensiones requeridas, con una espátula y utilice la
herramienta de ranurado para lograr darle a la ranura las dimensiones finales. Tener extremo cuidado
para prevenir el deslizamiento de la porción de suelo preparado respecto a la superficie de la copa.
8.3.1.3 Verifique que ninguna pequeña porción de suelo esté presente en la base o en la parte inferior de la
copa. Levante y deje caer la copa girando la manija o manivela a un rango aproximado de 2 caídas por
segundo hasta que las dos mitades de la porción de suelo entren en contacto con el fondo de la ranura a
una distancia aproximada de 13 mm. (Ver nota 3). Ver Figura 6 y figura 7. La base de la máquina no
debe estar sujeta con la mano o las manos, mientras se realiza la operación de golpeo en la copa.
Nota 3: El uso de una regla se recomienda para verificar que la ranura ha cerrado 13 mm.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 10 de 17
Figura 5 Ejemplo de herramienta de ranurado colocada en una porción de suelo bien ranurada.
Figura 6 Porción de suelo ranurado en el
dispositivo de límite líquido
Figura 7 Porción de suelo después de
que la ranura se ha cerrado
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 11 de 17
8.3.1.4 Verifique que una burbuja de aire no cause un cierre prematuro de la ranura observando que ambos
lados de la ranura hayan fluido conjuntamente con aproximadamente la misma forma. Si una burbuja ha
causado un cierre prematuro de la ranura, reforme el suelo en la copa, adicionando una pequeña
cantidad de suelo para recompensar la perdida en la operación de cortado y repita los métodos, de
8.3.1.1 al 8.3.1.3. Si el suelo se desplaza sobre la superficie de la copa repita los métodos de 8.3.1.1 al
8.3.1.3 a un contenido de agua mayor. Si después de varios intentos a altos contenidos de agua
sucesivos, la porción de suelo sigue desplazándose en la copa o si el número e de golpes requeridos para
cerrar la ranura es siempre menor que 25, registre que el límite plástico no se puede determinar y
reporte el suelo como no plástico sin desarrollar la prueba de limite plástico.
8.3.1.5 Registre el número de caídas, N, requeridas para cerrar la ranura. Remover una porción de suelo de
aproximadamente el ancho de la espátula, extendiendo de borde a borde del suelo a ángulos rectos a la
ranura e incluyendo esa porción de la ranura en la cual el suelo fluye, coloque en un contenedor de masa
conocida y cubra.
8.3.1.6 Regrese el sobrante de suelo de la copa al recipiente. Lave y seque la copa y la herramienta para hacer
la ranura para la preparación de la próxima prueba.
8.3.1.7 Vuelva a mezclar el espécimen de suelo en su totalidad en el recipiente adicionando agua destilada para
aumentar el contenido de agua del suelo y disminuir el número de golpes requeridos para cerrar la
ranura. Repita los puntos del 8.3.1.1 al 8.3.1.6 para al menos dos pruebas adicionales produciendo el
menor número de golpes sucesivos para cerrar la ranura. Una de las pruebas será para el cierre
requiriendo de 25 a 35 golpes, uno para un cierre entre los 20 y 30 golpes y una prueba para un cierre
que requiera de 15 a 25 golpes.
8.3.1.8 Determine el contenido de agua, % W, del espécimen de suelo de cada prueba de acuerdo a lo
estipulado en el método P-18 “Determinación de Contenido de Agua en Suelo y Roca”.
8.3.1.9 Determinación de las masas iniciales (contenedor más suelo húmedo) realizarse inmediatamente después
de que se termina esta prueba. Si la prueba se va a interrumpir por más de 15 minutos, determine la
masa de los especímenes de contendido de agua previamente obtenidos en el momento de la
interrupción.
8.4 Límite Líquido Unipunto – Método B
8.4.1
8.4.2
Proceda como se describe en 8.3.1.1 a 8.3.1.5, excepto que el número de golpes necesarios para cerrar la
ranura debe ser de 20 a 30. Sí menos de 20 o más de 30 golpes son requeridos, ajuste el contenido de
agua del suelo y repita el procedimiento.
Inmediatamente después de tomar la muestra de contenido de humedad como se describe en 8.3.1.5,
reforme el suelo en la copa, añada una pequeña cantidad de suelo para compensar la que perdió en el
ranurado y en el proceso de toma de muestra para contenido de humedad.
8.4.2.1 Como una alternativa a la reforma del suelo en la copa, después de tomar la muestra de contenido de
humedad, retire el suelo restante de la copa y mézclelo con el suelo sobrante del recipiente de
mezclado, una vez que ye haya mezclado homogéneamente coloque un nuevo espécimen en la copa
como se describe en 8.3.1.1.
8.4.3
Repita 8.3.1.2 a 8.3.1.5.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
8.4.4
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 12 de 17
Si el segundo cierre de la ranura requiere el mismo número de golpes o no más de 2 golpes de diferencia,
tome otra muestra de contenido de humedad. Si la diferencia del número de golpes entre los primero y
segundo cierre de la ranura es mayor que dos, remezclar toda la muestra y repetir el procedimiento, a
partir de 8.4.1, hasta que dos cierres sucesivos que tengan el mismo número de golpes o no más de dos
golpes de diferencia sean obtenidos.
Nota 4: Secado excesivo o mezclado inadecuado podría causar que el número de golpes varié
8.4.5
Determine el contenido de agua de los dos especímenes de acuerdo con 8.3.1.8.
N
(Número de golpes)
K
(Factor para límite líquido)
20
0,973
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
Tabla 1 Factores para obtener el límite líquido del contenido de
agua y el número de caídas que causan el cierre de la ranura.
8.5 Límite Plástico
8.5.1 Preparación del espécimen de prueba
8.5.1.1 Seleccione 20 g o más porción de suelo del material preparado para la prueba de límite líquido; ya sea,
después del segundo mezclado antes de la prueba, o del sobrante de suelo que queda después de la
prueba de límite líquido. Reduzca el contenido de agua del suelo a una consistencia a la cual se puede
enrollar sin que se pegue a las manos por la difusión o mezcla continua sobre el plato de vidrio o en un
plato para mezclado/almacenado. El proceso de secado puede acelerarse por la exposición del suelo a las
corrientes de aire de un ventilador, o por medio del secado con un papel que no agregue ningún tipo de
fibra al material. Papel como un papel toalla de superficie dura, papel filtro de alta resistencia a la
humedad, o papel periódico, es adecuado.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 13 de 17
8.5.2 Método
8.5.2.1 De este espécimen de límite plástico, seleccione una porción de 1,5 g a 2,0 g. Forme la poción
seleccionada en una masa elipsoidal.
8.5.2.2 Método manual: Enrolle la masa entre la palma de la mano o los dedos y la placa de vidrio con la
suficiente presión para enrollar la masa en un hilo de diámetro uniforme en todo su largo. (Ver Nota 5).
El hilo será deformado en cada carrera entre el vidrio y la mano de manera que su diámetro alcance 3.2
mm aproximadamente, requiriendo no más de 2 minutos. (Ver nota 6) La cantidad de presión requerida
con la mano o dedo, variará mucho de acuerdo al suelo que se va a probar, la presión requerida
normalmente aumenta con el incremento de la plasticidad. Suelos frágiles de baja plasticidad se enrolla
mejor bajo el borde exterior de la palma o en la base del pulgar.
Nota 5: Una tasa normal de enrollamiento para la mayoría de los suelos estaría entre 50 y 90 carreras del
material entre el vidrio y la mano por minuto, cuente una carrera como un movimiento completo de la
mano hacia delante y hacia atrás a la posición inicial. Esta tasa de enrollamiento, puede que tenga que
ser disminuida para materiales muy frágiles.
Nota 6: Una varilla o tubo con un diámetro 3.2 mm es útil para la comparación frecuente con el hilo de
suelo para determinar el momento en que el hilo alcanza el diámetro apropiado.
8.5.2.3 Cuando el diámetro alcance los 3,2 mm, rompa el hilo en varias piezas. Junte y apriete las piezas, amase
entre el pulgar y el primer dedo de cada mano, reforme la masa elipsoidal, y enrolle otra vez. Continúe
este enrollado alterno hasta lograr un hilo de 3,2 mm de diámetro, juntando, amasando y enrollando,
antes de que el hilo se rompa bajo la presión de enrollamiento y el suelo no podrá enrollarse nuevamente
en un hilo de diámetro de 3,2 mm (Ver Figura 8). No tiene importancia si el hilo se quiebra en hilos más
cortos. Enrolle cada uno de estos hilos más cortos a 3,2 mm de diámetro. El único requerimiento para
continuar la prueba es que estos hilos puedan re-formarse en una masa elipsoidal y enrollarse otra vez.
El operador en ningún momento deberá de tratar de que el hilo se rompa exactamente a 3,2 mm de
diámetro, luego reduzca el rango de enrollado o la presión de la mano o ambos, mientras se continúa
con el enrollado sin causar mucha deformación antes de que el hilo se desmorone. Es permisible, sin
embargo, reducir la cantidad total de deformación para suelos plásticos débiles haciendo que el diámetro
inicial de la masa elipsoidal esté lo más cerca al diámetro final requerido de 3,2 mm. Si el desmoronado
ocurre cuando el hilo tiene un diámetro mayor a los 3,2 mm, esto debe considerarse como un punto final
satisfactorio, siempre que el suelo haya sido previamente enrollado en hilos de 3,2 mm de diámetro. Al
desboronar el hilo, esto se manifestará de diferentes formas dependiendo del tipo de suelo. Algunos
suelos se desmoronan en numerosas pequeñas agregaciones de partículas, otras pueden formar una
capa tubular externa que empieza a separarse en ambos extremos. El proceso de separación hacia el
centro, y finalmente, el hilo se desmorona en muchas partículas pequeñas laminares. Suelos de arcilla de
alta plasticidad requieren de mayor presión para deformar el hilo, particularmente mientras llegan al
límite plástico. Con este tipo de suelos, los hilos se quiebran en una serie de segmentos en forma de
barras de 3,2 mm a 9,5 mm de longitud.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 14 de 17
Figura 8 Límite plástico de un suelo arcilloso
8.5.2.4 Reúna las porciones fracturadas o desmoronadas del hilo, júntelas y colóquelas en un contenedor de
masa conocida. Inmediatamente cubra el envase.
8.5.2.5 Seleccione otra porción de suelo de 1,5 g a 2,0 g del espécimen de límite plástico y repita las operaciones
descritas en la sección 8.5.2.1 y 8.5.2.2 hasta que el contenedor tenga al menos 6 g de suelo.
8.5.2.6 Repita las secciones 8.5.2.1 a 8.5.2.5 para hacer otro contenedor que contenga al menos 6 g se suelo.
Determine el contenido de agua del suelo que se encuentra dentro del suelo de los contenedores de
acuerdo al método P-18 “Determinación de Contenido de Agua en Suelo y Roca”.
9. Cálculo
9.1 Límite líquido
9.1.1 Método A
9.1.1.1 Grafique la relación entre el contenido de agua o humedad y el número correspondiente de caídas de cada
punto de límite realizado, de la copa, en un gráfico semi-logarítmico con el contenido de agua como
ordenas en la escala aritmética y del número de caídas como abscisas en la escala logarítmica. Dibuje la
recta de mejor ajuste a través de 3 o más puntos trazados.
9.1.1.2 Tome el contenido de agua correspondiente a la intersección de la línea con la abscisa de 25 caídas como
el límite líquido del suelo, redondeado al número entero más cercano.
9.2 Límite líquido
9.2.1 Método B
9.2.1.1 Determine el límite líquido para cada muestra de contenido de agua usando una de las siguientes
ecuaciones:
O
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 15 de 17
Donde:
Lln = Un punto de límite líquido del ensayo dado, %
N = Número de golpes necesarios para cerrar la ranura del ensayo dado.
Wn = Contenido de agua para el ensayo dado, %
K = Factor dado en tabla 1.
9.2.1.2 El límite líquido es el promedio de dos valores de ensayo de límite líquido, al número entero más cercano
(sin la designación de porcentaje).
9.3 Límite plástico
Calcule el promedio de los dos contenidos de agua (ensayos de límite plástico) y redondee al número entero más
cercano. Repita el ensayo si la diferencia entre dos ensayos de límite plástico es mayor a 3 cifras significativas.
9.4 Cálculo del índice plástico:
9.4.1
Calcule el índice plástico como sigue:
Ip  Ll  Lp
Donde:
Ip = Índice plástico.
Ll= limite líquido.
Lp= Limite plástico.
9.4.2
El límite líquido y el límite plástico son números enteros. Si el límite líquido o el límite plástico no pueden ser
determinados, o si el límite plástico es igual o mayor que el límite líquido, reporte el suelo como no plástico,
NP. La clasificación del suelo será dada por el porcentaje de límite líquido y el porcentaje de índice plástico.
9.5 Calculo de humedad:
9.5.1
Realice el cálculo de humedad como sigue:
9.5.2
Los valores utilizados para trazar los puntos de límite líquido y calcular el límite plástico son los que salen del
cálculo de porcentaje humedad de cada uno de los puntos de límite.
W %  Ww  Wc)  (Ws  Wc / Ws  Wc  Wcx100  W / Ws x100
Donde:
W%
Ww+wc
Ws+Wc
Wc
W
=
=
=
=
=
contenido de humedad, %
masa del recipiente y el espécimen húmedo, g.
masa del recipiente y espécimen secado al horno, g.
masa del recipiente, g.
masa de agua ( W  (Ww  Wc)  (Ws  Wc) ), g, y
Ws
= masa del espécimen secado al horno ( Ws
 Ws  Wc  Wc ), g.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 16 de 17
10. Reporte
Límites e Atterberg y granulometría F-40-00-01
11. Precisión e incertidumbre
11.1
Precisión. El criterio para juzgar la aceptabilidad de los resultados de ensayo obtenidos en un rango de
tipos de suelo, está dado en la Tabla 2 y 3. En la realización de estos métodos de ensayo se usaron el
Método A y el Método de Preparación Húmeda (excepto que el suelo estaba seco al aire).
11.1.1
Estos estimados de precisión son basados en los resultados del programa de interlaboratorios
conducido por el Programa de Ensayo y Referencia de Suelos de la ASTM. En este programa, algunos
laboratorios realizaron tres réplicas de ensayo por tipo de suelo, mientras que otros laboratorios
realizaron un único ensayo por tipo de suelo. Una descripción de los suelos ensayados se da en
11.1.5. Los estimados de precisión varían con el tipo de suelo y método usado. Se necesita un buen
juicio cuando se aplican estos estimados a otros tipos de suelo y métodos.
11.1.2
La información mostrada en la Tabla 2 es basada en tres réplicas de ensayo realizadas por los
laboratorios en cada tipo suelo. Resultados de dos ensayos conducidos apropiadamente por el mismo
operador sobre el mismo material, usando el mismo equipo y en el período práctico más corto no
diferirán por más de los límites 2ds para un único operador mostrados en la Tabla 2, Columna 5. Para
la definición de 2ds véase el pie de nota C mostrado en la Tabla 2. Resultados de dos ensayos
conducidos apropiadamente por distintos operadores y en días diferentes no deben diferir por más
que los límites 2ds mostrados en la Tabla 2, columna 5.
11.1.3
En el Programa de Ensayo y Referencia de Suelos de la ASTM, muchos de los laboratorios realizaron
únicamente un ensayo en cada tipo de suelo. Esto es práctica común en la industria de diseño y
construcción. La información para cada tipo de suelo en la Tabla 3 están basados en los primeros
resultados de ensayos réplicas triples de los laboratorios y de los ensayos únicos de otros
laboratorios. Resultados de dos ensayos propiamente conducidos por dos diferentes laboratorios con
diferentes operadores usando equipos distintos en días diferentes no deben variar por más que los
límites 2ds mostrados en la Tabla 3, columna 5. Los resultados en la Tabla 2 y Tabla 3 son distintos
porque los conjuntos de datos son diferentes.
11.1.4
La Tabla 2 presenta una interpretación rigurosa de información de ensayos réplica. La Tabla 3 es
derivada de información de ensayos que representan la práctica común.
11.1.5
Tipos de Suelos. Se muestran resultados de varios ensayos de laboratorio.
CH-Arcilla de alta plasticidad, CH, 99 % de finos, LL=60, IP=39, material café grisáceo, el suelo ha sido
pulverizado y secado al aire.
CL-Arcilla de baja plasticidad, CL, 99 % de finos, LL=27, IP=4, material gris, el suelo ha sido pulverizado
y secado al aire.
ML-Limo, ML, 99 % de finos, LL=27, IP=4, material café claro, el suelo ha sido pulverizado y secado al
aire.
11.2
Incertidumbre. No hay un valor aceptable de referencia para estos métodos, por lo tanto, la incertidumbre
no se puede determinar.
METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LIMITE LIQUIDO,
LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
Laboratorio de Ensayos INSUMA
Aprobado por:
Gestor de Calidad
Código: P-40
Versión: 3.4
F.E:03/06/10
F.R:13/04/15
Página: 17 de 17
12. Palabras clave
12.1
Actividad, límites de Atterberg, límite líquido, índice plástico, límite plástico.
Tabla 2. Resumen de tríos de ensayos réplicas de laboratorio (Límites de Atterberg)
A
El número de cifras significativas y posiciones decimales son representativos de los datos de entrada.
A esta desviación estándar se le conoce como el límite 1s.
C
Al rango aceptable de 2 resultados se le conoce como límite 2ds. Y se calcula com. La diferencia entre dos ensayos
conducidos apropiadamente no debería exceder este límite. El número de cifras significativas/posiciones decimales es
igual al prescrito para por este ensayo. Además, el valor presentado puede tener el mismo número de posiciones
decimales que el de la desviación estándar, aún si el resultado tiene más cifras significativas que la desviación estándar.
D
Para el suelo ML, 2 de 14 trío de ensayo réplica de laboratorio se reportaron como no plástico.
B
Tabla 3. Resumen de resultados de ensayo únicos de cada laboratorio (Límites de Atterberg) A
A
B
Para pies de nota de las columnas ver Tabla 3.
Para suelo ML, 6 de 24 ensayos de laboratorio se reportaron como no plástico.
Elaborado por: Esteban Saborio C
Firma:_________________________________
Aprobado por: Ing. Gastón Laporte
Firma:_________________________________