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Es un pdf sobre ensayos de laboratorio acerca de granulometría

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  1. 1. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO (UNE103 101).1) OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.Este ensayo se realiza en base a la Norma UNE 103 101, la cual especifica el método paradeterminar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo y obtener de esta manera lacantidad de éstas, expresada en tanto por ciento, que pasan por los distintos tamices de laserie empleada en el ensayo, hasta el tamiz 0.080 mm Norma UNE 7 050-2.Cuando interese conocer la distribución de tamaños de las partículas inferiores a la aberturade este tamiz se empleará el método de sedimentación que especifica la Norma UNE 103 102.2) NORMAS PARA CONSULTA.UNE 7 050-2 – Tamices de ensayo. Telas metálicas, chapas perforadas y láminaselectroformadas. Medidas nominales de las aberturas.UNE 103 100 – Preparación de muestras para ensayos de suelos.UNE 103 102 – Análisis granulométrico de suelos finos por sedimentación. Método deldensímetro.UNE 103 300 – Determinación de la humedad de un suelo mediante secado en estufa.3) APARATOS Y MATERIAL NECESARIO.- Serie de tamices de malla cuadrada y tejido de alambre de abertura de malla en mmsiguiente: 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 12.5, 10, 6.3, 5, 2, 1.6, 1.25, 0.63, 0.40, 0.32, 0.16, y0.080.- Una balanza de unos 10 kg de capacidad que aprecie 1 g y otra de unos 200 g de capacidad yque aprecie 0.01 g.- Agitador mecánico o batidora con motor eléctrico que sea capaz de suministrar a una varillaagitadora una velocidad superior a 10 000 revoluciones por minuto sin carga, la varillaagitadora debe llevar en su extremo una paleta o hélice reemplazable de metal, plástico ogoma dura, con la forma y dimensiones que aparecen en la figura 1(a) . La longitud de la varillade agitación debe ser tal que su extremo inferior esté entre 19 mm y 38 mm del fondo del vasode agitación. Además debe disponer de un vaso especial con el diseño que aparece en lafigura 1(b). En vez del equipo anterior se puede utilizar un recipiente de cristal con tapón degoma y 1 l de capacidad.- Secadores, con circulación de aire frío o caliente, con temperatura regulable hasta 60ºC- Estufa de desecación, con temperatura regulable hasta 115 ºC.
  2. 2. - Un mortero con manilla, que tenga la parte inferior de goma, y un mazo del mismo materialpara desmenuzar los terrones compuestos por las partículas del suelo.- Un vaso de precipitados de unos 600 ml de capacidad.- Un cepillo y una brocha para limpiar las mallas de los tamices.- Material general de laboratorio (pesasustancias, probetas, varillas de vidrio, etc.).- Agua destilada.- Solución de hexametafosfato sódico al 4 %.- Cuarteadores de diferentes pasos.- Opcionalmente, una tamizadora mecánica.4) PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA EL ENSAYO.Una vez se ha recibido el suelo se procede a separar mediante cuarteo la cantidad necesariahasta obtener una muestra representativa para la realización del ensayo. La cantidad demuestra que se toma está en función de tamaño máximo de la partícula de suelo y viene dadaen la siguiente tabla:Tamaño máximo de la partícula del suelo en Cantidad mínima de muestra que debe mm quedar retenida en el tamiz de 2.00 mm 10 500 g 20 1000 g 25 2000 g 40 3000 g 50 4000 g 80 5000 g 100 8000 gLa muestra obtenida de esta manera se seca al aire, en estufa o por medio de secadores concirculación de aire frío o caliente, pero siempre a menos de 60 ºC, hasta que aquella se puedadeshacer por medio del mortero o mazo de goma.Se pesa con una precisión de 1 g y se anota en la casilla A del impreso del anexo A.En la columna I del impreso se anota la designación UNE, en mm, de los tamices empleados enel ensayo, en sentido decreciente y de mayor a menor abertura. En el Bloque 1, se anota laserie superior al de 20.0 mm; en el Bloque 2, la serie superior al de 2 mm; y finalmente en elBloque 3 la serie entre el de 2 mm y el de 0.080 mm.
  3. 3. 5) PROCEDIMIENTO OPERATORIO.Una vez preparada la muestra se tamiza por el tamiz de 20 mm hasta que pasen todas laspartículas que sean inferiores a la abertura del tamiz.En determinados casos es necesario lavar el material grueso retenido para que se separe elmaterial fino adherido a éste, en este caso se recoge dicho material fino, se decanta y sedeseca en estufa hasta masa constante. Se deja que se enfríe en un desecador para que seequilibre su temperatura, y se agrega a la fracción que pasa por el tamiz 20.0 mm.La fracción retenida en el tamiz 20.0 mm se deseca en estufa hasta masa constante, se dejaenfriar y se tamiza por la serie de tamices de malla superior a 20.0 mm, anotando la masaretenida en cada uno de ellos, con precisión de 1 g, en la columna II, Bloque 1, del impreso delanexo A.De la fracción que pasa por el tamiz 20.0 mm se separa mediante cuarteo una porción de unos2 kg, se determina su masa con una precisión de 1 g, y se anota en la casilla C del impreso. Enel caso de que la fracción que pasa por dicho tamiz tenga una masa próxima a 2 kg, no esnecesaria la operación de cuarteo.Se tamiza esta porción por el tamiz 2.00 mm, la fracción retenida se lava sobre este tamiz,recogiendo todo el material que pasa por él. Éste se decanta, se deseca en estufa, se deja quese enfríe y se agrega a la fracción que pasa por dicho tamiz.La fracción retenida se deseca en estufa hasta masa constante, se deja enfriar y se tamiza porla serie de tamices entre el 20.0 mm y el 2.00 mm. Se determina la masa de las porcionesretenidas en cada tamiz con precisión de 1 g y se anota en la casilla correspondiente de lacolumna II, Bloque 2, del impreso.La fracción inferior a 2.00 mm se cuartea, hasta obtener dos porciones de unos 150 g cadauna, si se trata de suelos arenosos o de unos 80 g cada una si se trata de suelos limosos oarcillosos. De una de las porciones se toman unos 20 g, con precisión de 0.01 g, y se determinala humedad higroscópica, es decir, la humedad que alcanza esa porción de suelo en equilibriocon la atmósfera del laboratorio.De la otra porción se toman unos 100 g, en el caso de suelos arenosos y 50 g en el caso desuelos arcillosos o limosos, determinando su masa con una pre cisión de 0.01 g, y anotando elvalor en la casilla G del impreso. Se pasan a un vaso de precipitados y se añade lentamente, almismo tiempo que se agita con una varilla de vidrio, unos 125 cm 3 de solución dehexametafosfato sódico al 4%. Se deja en reposo durante unas 18 h. Se pasa la suspensión alvaso de agitación o al recipiente de cristal. Se añade agua destilada hasta unos 5 cm del bordey se agita la suspensión durante 1 min a no menos de 10 000 r.p.m. en el caso de disponer delagitador mecánico y durante unos 5 min en el caso de emplear el recipiente de cristal. Enaquellos casos que tengamos suelos que por su naturaleza se dispersan fácilmente, se puedenlavar directamente sin la adición de hexametafosfato sódico.
  4. 4. Seguidamente se vierte la suspensión obtenida sobre el tamiz de 0.080 mm y se lava hastaeliminar el material que sea inferior a dicha abertura, esto puede verse porque el agua delavado sale transparente. Se traslada lo retenido en el tamiz a una bandeja y se deseca en estufa hasta masa constante.Se deja enfriar y se tamiza por la serie de tamices entre 2.00 mm y 0.080 mm. Se determina lamasa de la cantidad retenida en cada tamiz con una precisión de 0.01 g y se anota en la casillacorrespondiente de la columna II, Bloque 3, del impreso del anexo A.6) OBTENCIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS.6.1 Obtención de los resultados.Los resultados que figuran en el impreso del anexo A se obtienen de la siguiente manera:COLUMNAS II Y IIILa columna II se utiliza sólo en los casos en los que se hayan separado por cuarteo, porcionesde las fracciones inferiores a 20 mm y 2 mm.-Se suman los valores de las masas anotadas en las casillas de la columna III, Bloque 1, y seanota el resultado en la casilla B.-Se suman los valores de las masas anotadas en las casillas de la columna II, Bloque 2, y seanota el resultado en la casilla D.-Se calcula, con cuatro cifras decimales, el factor de corrección, f 1, de la muestra comprendidaentre 20 mm y 2 mm, de esta manera: f 1=(A-B)/C.-Se calculan los valores de las casillas de la columna III, Bloque 2, multiplicando el valorcorrespondiente de la columna II, por el factor f 1.-Se calcula la masa de la muestra total comprendida entre 20 mm y 2 mm, multiplicando elvalor anotado en la casilla D por f 1. Se anota el resultado obtenido en la casilla E.-Se calcula la masa total retenida en el tamiz de abertura 2 mm, lavada y desecada, sumandopara ello los valores de las casillas B y E. Se anota el resultado obtenido en la casilla F.-Se calcula la masa de la muestra ensayada inferior a 2 mm, seca, multiplicando el valoranotado en la casilla G por el factor f (factor de corrección que se obtiene al calcular lahumedad higroscópica, el cual multiplicado por la masa de una muestra húmeda nosproporciona la masa seca). Se anota el resultado obtenido en la casilla H.-Se calcula la masa de la muestra total, inferior a 2 mm, seca, multiplicando la diferencia de lascasillas A y F, por el factor f. Se anota el resultado obtenido en la casilla J.-Se calcula la masa total de la muestra seca, sumando los valores anotados en casillas F y J. Seanota el resultado en la casilla K.
  5. 5. -Se calcula, con cuatro cifras decimales, el factor de corrección f2, correspondiente a lamuestra que es inferior a 2 mm, dividiendo el valor anotado en la casilla J por el anotado en lacasilla H.-Se calculan los valores de las casillas de la columna III, Bloque 3, multiplicando el valorcorrespondiente de la columna II, por el factor f 2.COLUMNA IV-Se anota en la casilla (1), la masa total de la muestra seca, K. Se resta de este valor el anotadoen la casilla de la columna III correspondiente al primer tamiz que ha retenido material y seanota el valor resultante en la casilla contigua. Se resta de este último la masa de la fracciónretenida en el siguiente tamiz que haya retenido material y se anota el resultado en la casillacontigua. Se opera de una manera análoga hasta el final.COLUMNA V-Se anota la cifra 100 en la casilla (2). Los valores de las restantes casillas se obtienenmultiplicando los respectivos valores de la columna IV por 100, y dividiendo por el valoranotado en la casilla (1).6.2 Expresión de los resultadosSe representan, en el impreso del anexo B, los valores correspondientes a las columnas I y Vdel impreso del anexo A. Seguidamente se traza la curva que mejor se ajuste a los puntos asírepresentados.7) CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMASEsta norma se relaciona con:NLT 104/72 - Granulometría de suelos por tamizado.ASTM D-422-63 (1972) - Method for particle-size analysis of soils.
  6. 6. Ilustración 1: Vista de la batería de tamicesutilizados en el ensayo de análisis granulométrico,la batería de tamices pequeños situados a laizquierda corresponde a los utilizados en el análisisde la fracción fina menor de 2 mm. Ilustración 4: Determinación del tamaño máximo de partícula, en base a este tamaño tomaremos la cantidad mínima de muestra que nos indica la norma para realizar el ensayo.Ilustración 2: Vista de los cuarteadores utilizadospara dividir las muestras en fracciones menores. Ilustración 5: Cuarteado de la muestra, esto es necesario para dividir la nuestra en partes iguales y representativas y así tomar la cantidad adecuada para realizar el ensayo.Ilustración 3: Vista de la muestra a su llegada allaboratorio. Ilustración 6: Otro aspecto de la muestra cuarteada, tomaremos uno cualquiera de los dos cajones.
  7. 7. Ilustración 7: Muestra extendida secándose al aire. Ilustración 10: Tamizado de la muestra por el tamiz de 20,0 mm.Ilustración 8: Determinación de la masa de lamuestra. Ilustración 11: Vista de la fracción mayor de 20,0 mm y de la fracción menor de 20,0 mm.Ilustración 9: Detalle de la lectura de la balanza, lamasa de la muestra tomada para el ensayo es de11938,5 gramos, este valor se anota e n la casilla Adel impreso del anexo A. El tamaño máximo departícula que hemos determinado en nuestramuestra es de 100 mm, la tabla de la norma nosdice que para este tamaño la cantidad mínima demuestra que debe quedar retenida en el tamiz de Ilustración 12: La fracción menor de 20 ,0 mm se2,00 mm es de 8000 gramos. embolsa y se guarda para que no pierda humedad a la espera de que lavemos la fracción mayor de 20,0 mm y recuperemos el material fino adherido para así añadírselo.
  8. 8. Ilustración 15: Tamizado de la fracción mayor deIlustración 13: Lavado de la fracción mayor de 20,0 20,0 mm a través de la batería de tamices.mm por el tamiz de 20,0 mm, obsérvese que debajodel tamiz está colocado un recipiente para recogerel material más fino que se encuentra adherido aesta fracción. Ilustración 16: Después de dejar decantar el material fino procedente del lavado, éste se recupera y se deseca en estufa hasta masa constante.Ilustración 14: Vista de la fracci ón mayor de 20,0mm ya lavada y del material fino recuperado en elrecipiente. A continuación la fracción mayor de 20,0mm se seca en estufa hasta masa constante, se dejaenfriar y se tamiza por la serie de tamices de mallasuperior a 20,0 mm, anotando la masa de lacantidad retenida en cada uno de ellos en lacolumna II, Bloque 1, del impreso del anexo A. Ilustración 17: Material fino procedente del lavado una vez seco.
  9. 9. Ilustración 18: Añadido del material fino(procedente del lavado de la fracción mayor de 20,0mm a través del tamiz de 20,0 mm) a la fracciónmenor de 20,0 mm que habíamos separado yembolsado anteriormente. Ilustración 20: Determinación de la masa de la porción menor de 20,0 mm obtenida por cuarteo.Ilustración 19: Cuarteado de la fracción menor de20,0 mm para así obtener una porción de unos 2 kg. Ilustración 21: Detalle de la lectura de la balanza, tomamos 2148,0 gramos, anotaremos este valor en la casilla C del impreso del anexo A.
  10. 10. Ilustración 22: A continuación se tamiza la porción Ilustración 25: Lavado de la fracción comprendidamenor de 20,0 mm a través del tamiz de 2,00 mm. entre 20,0 mm y 2,00 mm a través del tamiz de 2,00 mm con recuperación del material fino que pasa a su través.Ilustración 23: Vista de las fracciones obtenidas altamizar por el tamiz de 20,0 mm. Ilustración 26: Aspecto de la porción retenida en el tamiz de 2,00 mm una vez lavada, a continuación se seca en estufa hasta masa constante, se enfría y se procede a tamizarla por la batería de tamices entre 20,0 mm y 2,00 mm, determinando la masa retenida en cada uno de ellos y anotándolas en la casilla correspondiente de la colum na II, Bloque 2 del Impreso del anexo A.Ilustración 24: Separamos y embolsamos la fracciónque pasa a través del tamiz de 2,00 mm a la esperade que lavemos y recuperemos el material finoadherido a la fracción mayor de 20,0 mm.
  11. 11. Ilustración 27: Tamizado de la fracción Ilustración 30: Adicionado del material recuperadocomprendida entre 20,0 mm y 2,00 mm a través de ya seco a la fracción que pasa por el tamiz de 2,00la batería de tamices. mm y que habíamos separado y embolsado anteriormente.Ilustración 28: Aspecto del material fino recuperadoprocedente del lavado de la fracción comprendida Ilustración 31: Cuarteado de la fracción menor deentre 20,0 mm y 2,00 mm, a continuación se seca 2,00 mm para obtener así dos fracciones, de una deen estufa hasta masa constante, se deja enfriar y se ellas tomaremos una porción para determinar laadiciona a la fracción que pasa a través del tamiz de humedad y de la otra fracción tomaremos una2,00 mm que habíamos separado y embolsado. porción para efectuar el análisis granulométrico de los finos. Ilustración 32: Porción utilizada para la determinación de la humedad higroscópica, losIlustración 29: As pecto del material recuperado una datos se anotan en el Impreso que se encuentra envez seco. el anexo A.
  12. 12. Ilustración 35: A continuación la suspensión se vierte sobre el tamiz de 0,080 mm y se lava con agua hasta que se elimine el material que sea inferior a este tamaño, esto se consigue cuando el agua de lavado sale transparente.Ilustración 33: Porción utilizada para el análisisgranulométrico de tamaños inferiores a 2,00 mm,en nuestro caso utilizamos 111,50 g queanotaremos en la casilla G del Impreso del anexo A. Ilustración 36: Operación de lavado.Ilustración 34: La porción para efectuar el análisisgranulométrico de los tamaños inferiores a 2,00 3mm se trata con 125 cm de solución dehexametafosfato sódico al 4 %, se deja en reposodurante unas 18 horas en el vaso de precipitado yseguidamente se pasa al frasco de agitación dondese agita manualmente durante unos 5 minutos. Ilustración 37: Vista de la fracción menor de 2,00 mm lavada.
  13. 13. Ilustración 38: Una vez lavada se lleva a la estufadonde se seca hasta masa constante, se deja enfriary se tamiza por la serie de tamices entre 2,00 mm y0,080 mm, se determina la masa de la cantidadretenida en cada tamiz con una precisión de 0,01gramos y se anotan en las casillas de la columna II,Bloque 3, del impres o del anexo A.Ilustración 39: Tamizado de la fracción fina a travésde la batería de tamices comprendidos entre 2,00 y0,080 mm.
  14. 14. EJEMPLO PRÁCTICO DE ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO.Primeramente se anota en la casilla A del impreso la masa de la muestra seca al aire quevamos a tomar, en nuestro caso son 11938,5 gramos.Esta muestra se tamiza primero por el tamiz de 20,0 mm, obteniendo una fracción retenidaque se lava, se seca y se tamiza por la batería de tamices del Bloque 1, como no hemoscuarteado esta fracción retenida no anotamos las masas retenidas por cada tamiz en lacolumna II, sino en la columna III.La fracción que pasa a través del tamiz de 20,0 mm va a ser cuarteada ya que es bastantecantidad, tomamos una porción de 2148,0 gramos que anotamos en la casilla C del impreso,esta porción es tamizada a través del tamiz de 2,00 mm, lavada, secada en estufa y tamizada através de la batería de tamices del Bloque 2, como en este caso hemos cuarteado anotaremoslas masas retenidas en cada tamiz en la columna II, Bloque 2 del Impreso.La fracción inferior 2,00 mm se cuartea para obtener dos fracciones, de una de ellasdeterminaremos la humedad higroscópica, de la otra fracción tomamos 111,50 g queanotaremos en la casilla G, esta fracción se trata con solución de hexametafosfato sódico, selava por el tamiz de 0,080 mm, se seca en estufa, se enfría y se tamiza por la serie de tamice sdel Bloque 3, anotando las masas retenidas en cada tamiz, con una precisión de 0,01 g, en lacolumna II del Impreso ya que hemos cuarteado esta fracción.Hasta este momento nuestro Impreso queda de la manera siguiente:A Muestra total seca al aire (g) 11938,5B Masa total retenida sobre el tamiz de 20 mm, lavada y seca (g)C Porción que pasa por el tamiz de 20 mm, 2148,0 seca al aire ensayada (g)D Muestra retenida entre 20 mm y 2 mm, lavada y seca (g)E = D x ff Muestra total entre 20 mm y 2 mm lavada y seca (g)F=B +E Muestra total retenida en el tamiz de 2 mm lavada y seca (g)G Muestra que pasa tamiz de 2 mm 111,50 ensayada secada al aire (g)H=Gx f Muestra que pasa tamiz de 2 mm ensayada y seca (g)J = (A - F) x f Muestra total que pasa por el tamiz de 2 mm seca (g)K=F+ J Muestra total seca (g)f1 = (A-B)/C, es el factor de corrección de la muestra comprendida entre 20 mm y 2 mm, esdebido a que hemos cuarteado la muestra.f2 = J/H, es el factor de corrección de la muestra que pasa por el tamiz de abertura 2 mm, esdebido a que hemos cuarteado la muestra.
  15. 15. Humedad higroscópica(fracción inferior a 2 mm)W = (a/s) x 100 Humedad higroscópica 9,90 Referencia tara a = (t+s+a)-(t+s) Agua (g) 1,92 t+s+a tara + suelo + agua (g) 66,42 t+s tara + suelo (g) 64,50 t tara (g) 45,11 s = (t+s)-t suelo 19,39 f = 100/(100+w) Factor de corrección 0,91 Tamices UNE Retenido Retenido Pasa en muestra total OBSERVACIONES designación y tamices tamices abertura mm parcial totales (g) (g) (g) % I II III IV V (1) (2) 100 80 63 907,5BLOQUE 1 50 505,0 40 951,5 32 611,0 25 799,5 20 597,5 12,5 225,5BLOQUE 2 10 121,0 6,3 255,0 5 103,0 2 314,0 1,60 6,58 1,25 6,58 0,63 18,18BLOQUE 3 0,40 9,91 0,32 6,91 0,25 4,20 0,20 4,35 0,16 3,78 0,080 9,93Veamos los pasos a seguir para completar el Impreso:- Se suman los valores de las masas anotadas en las casillas de la columna III, Bloque 1, y seanota el resultado en la casilla B (907,5 + 505,0 + 951,5 + 611,0 + 799,5 + 597,5 = 4372,0).- Se suman los valores de las masas anotadas en las casillas de la columna II, Bloque 2, y seanota el resultado en la casilla D (225,5 + 121,0 + 255,0 + 103,0 + 314,0 = 1018,5).- Se calcula, con cuatro cifras decimales, el factor de corrección, f 1, de la muestra comprendidaentre 20 mm y 2 mm, de esta manera: f 1 = (A-B)/C = (11938,5 – 4372,0)/2148,0 = 3,5226.
  16. 16. - Se calculan los valores de las casillas de la columna III, Bloque 2, multiplicando el valorcorrespondiente de la columna II por el factor f1.- Se calcula la masa de la muestra total comprendida entre 20 mm y 2 mm, multiplicando elvalor anotado en la casilla D por f 1. Se anota el resultado obtenido en la casilla E.E = D x f 1 = 1018,5 x 3,5226 = 3588,0- Se calcula la masa total retenida en el tamiz de abertura 2 mm, lavada y desecada, sumandopara ello los valores de las casillas B y E. Se anota el resultado obtenido en la casilla F.F = 4372,0 + 3588,0 = 7960,0Nuestros impresos quedan de la forma:A Muestra total seca al aire (g) 11938,5B Masa total retenida sobre el tamiz de 20 4372,0 mm, lavada y seca (g)C Porción que pasa por el tamiz de 20 mm, 2148,0 seca al aire ensayada (g)D Muestra retenida entre 20 mm y 2 mm, 1018,5 lavada y seca (g)E = D x f1 Muestra total entre 20 mm y 2 mm lavada 3588,0 y seca (g)F=B +E Muestra total retenida en el tamiz de 2 7960,0 mm lavada y seca (g)G Muestra que pasa tamiz de 2 mm 111,50 ensayada secada al aire (g)H=Gx f Muestra que pasa tamiz de 2 mm ensayada y seca (g)J = (A - F) x f Muestra total que pasa por el tamiz de 2 mm seca (g)K=F+ J Muestra total seca (g)
  17. 17. Tamices UNE Retenido Retenido Pasa en muestra total OBSERVACIONES designación y tamices tamices abertura mm parcial totales (g) (g) (g) % I II III IV V (1) (2) 100 80 63 907,5BLOQUE 1 50 505,0 40 951,5 32 611,0 25 799,5 20 597,5 12,5 225,5 794,5BLOQUE 2 10 121,0 426,0 6,3 255,0 898,5 5 103,0 363,0 2 314,0 1106,0 1,60 6,58 1,25 6,58 0,63 18,18BLOQUE 3 0,40 9,91 0,32 6,91 0,25 4,20 0,20 4,35 0,16 3,78 0,080 9,93- Se calcula la masa de la muestra ensayada inferior a 2 mm, seca, multiplicando el valoranotado en la casilla G por el factor higroscópico f. Se anota el resultado obtenido en la casillaH.H = 111,50 x 0,91 = 101,46- Se calcula la masa de la muestra total, inferior a 2 mm, seca, multiplicando la diferencia de lascasillas A y F, por el factor higroscópico f. Se anota el resultado obtenido en la casilla J.J = (A – F) x f = (11938,5 – 7960,0) x 0,91 = 3620,5- Se calcula la masa total de la muestra seca, sumando los valores anotados en las casillas F y J.se anota el resultado en la casilla K.K = F + J = 7960,0 + 3620,5 = 11580,5- Se calcula con cuatro cifras decimales, el factor de corrección f 2, correspondiente a lamuestra que es inferior a 2 mm, dividiendo el valor anotado en la casilla J por el anotado en lacasilla H.f2 = J/H = 3620,5/101,46 = 35,6840- Se calculan los valores de las casillas de la columna III, Bloque 3, multiplicando el valorcorrespondiente de la columna II, por el factor f 2.
  18. 18. Nuestros impresos quedan entonces:A Muestra total seca al aire (g) 11938,5B Masa total retenida sobre el tamiz de 20 4372,0 mm, lavada y seca (g)C Porción que pasa por el tamiz de 20 mm, 2148,0 seca al aire ensayada (g)D Muestra retenida entre 20 mm y 2 mm, 1018,5 lavada y seca (g)E = D x f1 Muestra total entre 20 mm y 2 mm lavada 3588,0 y seca (g)F=B +E Muestra total retenida en el tamiz de 2 7960,0 mm lavada y seca (g)G Muestra que pasa tamiz de 2 mm 111,50 ensayada secada al aire (g)H=Gx f Muestra que pasa tamiz de 2 mm 101,46 ensayada y seca (g)J = (A - F) x f Muestra total que pasa por el tamiz de 2 3620,5 mm seca (g)K=F+ J Muestra total seca (g) 11580,5 Tamices UNE Retenido Retenido Pasa en muestra total OBSERVACIONES designación y tamices tamices abertura mm parcial totales (g) (g) (g) % I II III IV V (1) (2) 100 80 63 907,5BLOQUE 1 50 505,0 40 951,5 32 611,0 25 799,5 20 597,5 12,5 225,5 794,5BLOQUE 2 10 121,0 426,0 6,3 255,0 898,5 5 103,0 363,0 2 314,0 1106,0 1,60 6,58 235,0 1,25 6,58 235,0 0,63 18,18 649,0BLOQUE 3 0,40 9,91 353,5 0,32 6,91 246,5 0,25 4,20 150,0 0,20 4,35 155,0 0,16 3,78 135,0 0,080 9,93 354,0- Se anota en la casilla (1), la masa total de la muestra seca, K. Se resta de este valor el anotadoen la casilla de la columna III correspondiente al primer tamiz que ha retenido material y seanota el valor resultante en la casilla contigua. Se resta de e ste último la masa de la fracción
  19. 19. retenida en el siguiente tamiz que haya retenido material y se anota el resultado en la casillacontigua. Se opera de una manera análoga hasta el final.- Se anota la cifra 100 en la casilla (2). Los valores de las restantes casillas se obtienenmultiplicando los respectivos valores de la columna IV por 100, y dividiendo por el valoranotado en la casilla (1).La tabla nos queda como sigue: Tamices UNE Retenido Retenido Pasa en muestra total OBSERVACIONES designación y tamices tamices abertura mm parcial totales (g) (g) (g) % I II III IV V 11580,5 100 100 11580,5 100 80 11580,5 100 63 907,5 10673,0 92,16BLOQUE 1 50 505,0 10168,0 87,80 40 951,5 9216,5 79,59 32 611,0 8605,5 74,31 25 799,5 7806,0 67,41 20 597,5 7208,5 62,25 12,5 225,5 794,5 6414,0 53,39BLOQUE 2 10 121,0 426,0 5988,0 51,71 6,3 255,0 898,5 5089,5 43,95 5 103,0 363,0 4726,5 40,81 2 314,0 1106,0 3620,5 31,26 1,60 6,58 235,0 3385,5 29,23 1,25 6,58 235,0 3150,5 27,21 0,63 18,18 649,0 2501,5 21,60BLOQUE 3 0,40 9,91 353,5 2148,0 18,55 0,32 6,91 246,5 1901,5 16,42 0,25 4,20 150,0 1751,5 15,12 0,20 4,35 155,0 1596,5 13,79 0,16 3,78 135,0 1461,5 12,62 0,080 9,93 354,0 1107,5 9,56Seguidamente se representan los valores de la columna V frente a los valores de la columna I. Curva granulométrica 100 80 % que pasa 60 40 20 Curva granulométrica 0 80 40 32 10 63 50 25 20 12.5 0.32 0.16 1.25 0.63 0.25 0.08 100 2 5 1.6 0.4 6.3 0.2 mm
  20. 20. MÉTODO SIMPLIFICADO PARA HACER EL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO.En este método tomaremos la misma cantidad de muestra que en el caso anterior, respetandosiempre la exigencia de que la cantidad que tomemos va a estar en función del tamañomáximo de partícula que haya en la muestra y que viene dada por la tabla que se encuentra enla norma UNE 103 101, a continuación tamizaremos esta muestra a través del tamiz de 2,00mm, la porción retenida la lavaremos a través del tamiz de 2,00 mm sin recuperar el materialque es arrastrado por el agua. Seguidamente esta porción lavada se deseca en estufa hastamasa constante, se deja enfriar y se tamiza a través de la batería de tamices entre 100,0 mm y2,00 mm, anotando la masa retenida en cada uno de ellos.De la fracción que pasa a través del tamiz de 2,00 mm tomaremos una porción paradeterminar la humedad higroscópica y otra fracción para hacer el análisis granulométrico,lavando esta última a través del tamiz de 0,080 mm hasta que el agua de lavado salgatransparente, seguidamente se deseca en estufa hasta masa constante, se deja enfriar y setamiza a través de la batería de tamices entre 2,00 mm y 0,080 mm.Los datos obtenidos en este procedimiento simplificado son: Humedad higroscópica (fracción inferior a 2 mm) W = (a/s) x 100 Humedad higroscópica 14,30 Referencia tara a = (t+s+a)-(t+s) Agua (g) 53 t+s+a tara + suelo + agua (g) 958,0 t+s tara + suelo (g) 905,0 t tara (g) 534,5 s = (t+s)-t suelo 370,5 f = 100/(100+w) Factor de corrección 0,87f2 = J/H =3461.5/120.49 = 28,7285 (factor de corrección para la fracción menor de 2,00 mm)A Muestra total seca al aire (g) 11938,5B Masa total retenida sobre el tamiz de 20 mm, lavada y seca (g)C Porción que pasa por el tamiz de 20 mm, seca al aire ensayada (g)D Muestra retenida entre 20 mm y 2 mm, lavada y seca (g)E = D x f1 Muestra total entre 20 mm y 2 mm lavada y seca (g)F Muestra total retenida en el tamiz de 2 7959,5 mm lavada y seca (g)G Muestra que pasa tamiz de 2 mm 138,50 ensayada secada al aire (g)H=Gx f Muestra que pasa tamiz de 2 mm 120,49 ensayada y seca (g)J = (A - F) x f Muestra total que pasa por el tamiz de 2 3461,5 mm seca (g)K=F+ J Muestra total seca (g) 11421,0
  21. 21. Tamices UNE Retenido Retenido Pasa en muestra total OBSERVACIONES designación y tamices tamices abertura mm parcial totales (g) (g) (g) % I II III IV V (1) (2) 100 11421,0 100 80 11421,0 100 63 907,5 10513,5 92,05BLOQUE 1 50 505,0 10008,5 87,63 40 951,5 9057 79,30 32 611,0 8446 73,95 25 799,5 7646,5 66,95 20 597,5 7049 61,72 12,5 794,0 6255 54,77BLOQUE 2 10 426,0 5829 51,04 6,3 898,5 4930,5 43,17 5 363,0 4567,5 39,99 2 1106,0 3461,5 30,31 1,60 5.50 158,0 3303,5 28,92 1,25 8,00 230,0 3073,5 26,91 0,63 23,00 661,0 2412,5 21,12BLOQUE 3 0,40 13,50 388,0 2024,5 17,73 0,32 8,50 277,0 1747,5 15,30 0,25 5,00 143,5 1604 14,04 0,20 5,50 158,0 1446 12,66 0,16 5,50 158,0 1288 11,28 0,080 11,00 316,0 972 8,51 100 90 Curva granulométrica 80 70 % que pasa 60 50 40 metodo simplificado 30 metodo sin simplificar 20 10 0 100 63 40 25 12.5 6.3 2 1.25 0.4 0.25 0.16 mmCon el método simplificado nos ahorramos el tener que recuperar el material que quedaadherido a la fracción mayor de 20,0 mm y que es eliminado en el lavado, este materialhabíamos visto que se recuperaba colocando un recipiente debajo del tamiz, después habíaque dejar que se decantara y entonces trasvasarlo a una bandeja para secarlo en estufa,
  22. 22. seguidamente se dejaba enfriar y se adicionaba a la fracción menor de 20,0 mm, con lo cual eltiempo necesario para efectuar el ensayo se alarga bastante.Lo mismo ocurre cuando tratamos la fracción entre 20,0 mm y 2,00 mm.-
  23. 23. DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO DE UN SUELO POR ELMÉTODO DEL APARATO DE CASAGRANDE (UNE 103-103-94).1) OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.Esta norma tiene por objeto establecer el procedimiento para determinar el límite líquido deun suelo mediante la utilización del aparato de Casagrande.Se define el límite líquido como la humedad que tiene un suelo amasado con agua y colocadoen una cuchara normalizada, cuando un surco, realizado con un acanalador normalizado, quedivide el suelo en dos mitades, se cierra a lo largo de su fondo en una distancia de 13 mm, trashaber dejado caer 25 veces la mencionada cuchara desde una altura de 10 mm sobre una basetambién normalizada, con una cadencia de 2 golpes por segundo.2) APARATOS Y MATERIAL NECESARIO.-Aparato de Casagrande: es un utensilio mecánico que consiste en una cuchara de aleación decobre, suspendida de un dispositivo diseñado para controlar su caída sobre una base dura.En la figura 1 se muestra un croquis con las características y dimensiones que debe tener esteaparato.-Acanalador normalizado: tenemos el de Casagrande o plano que se muestra en la figura 2 conlas dimensiones exigidas, lleva incorporado un patrón de ajuste de la altura de caída de lacuchara en su parte trasera. Otros acanaladores que pueden utilizarse son el curvo o de laA.S.T.M. y el hueco o de Hovanyi, descritos en las figuras 3 y 4.-Espátulas de hojas flexibles de varios tamaños.-Pesasustancias con tapa.-Balanza de 100 g de capacidad como mínimo que aprecie 0.01 g.-Tamiz de 0.4 mm.-Una superficie lisa, por ejemplo de vidrio de 300x300 mm de lado y 10 mm de espesor paraamasar el suelo.-Estufa de desecación cuya temperatura sea regulable hasta 115 °C.-Mortero con mazo de goma o molino que disponga de bolas forradas del mismo material.-Cámara húmeda que mantenga una humedad relativa de 95 % ± 5% y una temperatura de20°C ± 3°C.-Calibre, pinzas para manipular los recipientes calientes, frasco lavador y agua destilada.
  24. 24. 3) CALIBRADO DE LOS EQUIPOS.Aparato de Casagrande: Se debe comprobar que todo el conjunto esté limpio y en buenfuncionamiento. La zona de la base en la que golpea la cuchara no debe presentar una huellacon un diámetro superior a 10 mm. La cuchara, debe estar firmemente enganchada al soportede sujeción, y debe reemplazarse cuando el acanalador haya formado una huella de más de0.1 mm de profundidad.El pivote del gancho de suspensión no debe estar desgastado hasta tal punto que permita unmovimiento lateral de más de 3.0 mm en el punto más bajo.Si la cuchara cae antes de que el gancho de suspensión pierda contacto con la leva, ésta sedebe sustituir.Acanaladores: Se debe inspeccionar frecuentemente y regularmente los acanaladores a fin deverificar su desgaste. Los suelos arenosos desgastan rápidamente los acanaladores por lo queen estos casos deben inspeccionarse con más frecuencia. Estos utensilios se desechan cuandono posean las dimensiones esenciales referenciadas en las figuras 2, 3 ó 4.Ajuste de la altura de caída: Se puede ajustar gracias al patrón que llevan los acanaladores ensu parte posterior.4) PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.4.1 Por secado y desmenuzado.Cuando el suelo a ensayar se encuentre formando terrones compactos, no siendo posibleindividualizar manualmente sus partículas se procederá de la siguiente manera.Se seca al aire o en estufa a una temperatura que no exceda los 60 °C, hasta que los terronesde tierra se desmenucen fácilmente, a continuación se pulveriza la muestra en un morteroempleando una maza con extremo de goma, o en un molino que disponga de bolas forradas deeste material, de manera que no se destruyan los granos individuales, a continuación se pasapor el tamiz de 0.4 mm. Se repiten las operaciones de pulverización y tamizado cuantas vecessea necesario, hasta asegurarse que se ha disgregado todo el material más fino y que elmaterial retenido por el tamiz 0.4 mm sólo consiste en granos de arena o grava individuales.Si antes de la pulverización se encuentran materiales tales como conchas u otras partículasfrágiles, no se deben triturar para que pasen a través del tamiz, sino que hay que quitarlos amano u otro medio adecuado, como el lavado.El material que pasa por el tamiz de 0.4 mm en cantidad mínima de 150 g, se amasa, sobre uncristal mediante espátulas, con la cantidad de agua necesaria para que se precisen de 35 a 30golpes para conseguir cerrar los 13 mm del surco. Se deja la mezcla en reposo durante 2 h encámara húmeda. Después se amasa de nuevo, añadiendo agua si fuese necesario al final deeste período.
  25. 25. 4.2 En suelo natural. Vía directa.En suelos orgánicos y en los inorgánicos con alto contenido de limo o arcilla, el proceso desecado previo puede dar lugar a una variación apreciable del límite líquido. Por tanto en sueloshomogéneos de grano fino, en los que el contenido de humedad permita el amasado medianteespátula se tomarán 200 g de muestra representativa del suelo y se dividen sobre la superficiedel vidrio en varias porciones por medio de una espátula. Si contiene algunas partículasapreciablemente mayores de 0.4 mm, tales como concreciones o conchas, se retiran pormedio de una pinza y se determina su masa para conocer la proporción que representan conrespecto al total de la muestra tomada.Se añade agua destilada y se amasa convenientemente con las dos espátulas hasta conseguiruna masa homogénea.Finalizado el proceso se deja de un día para otro en cámara húmeda para que la humedad dela muestra sea homogénea.4.3 En suelo natural. Vía húmeda.Cuando se trate de un suelo de grano fino que contenga una apreciable proporción de otrosmateriales de grano más grueso, se debe proceder por vía húmeda para la separación de lafracción necesaria para la realización del ensayo a fin de evitar el secado previo.Se toma una porción representativa del suelo tal que se pueda obtener de ella una muestra de300 g de material inferior a 0.4 mm. Se coloca en un recipiente, se le añade agua destiladahasta cubrirla, sin dispersante, y se remueve con una varilla de vidrio hasta conseguir unlíquido denso.Se vierte éste sobre el tamiz de 0.4 mm, colocado sobre un recipiente adecuado y se lava conagua destilada el material que quede en el tamiz hasta conseguir que pasen todas laspartículas de tamaños inferiores.Se deja sedimentar la suspensión obtenida y se elimina el agua limpia que haya por encima delmaterial depositado. Se seca al aire o bajo la acción de una corriente de aire a no más de 60 °C,agitando la pasta para conseguir un secado uniforme. El proceso puede considerarse finalizadocuando la consistencia de dicha pasta sea la adecuada para iniciar el amasado con las espátulassobre el vidrio, siguiendo el proceso descrito en el último párrafo del apartado 3.1, por secadoy desmenuzado.En cualquiera de los tres casos, cuando se trata de un suelo de elevada plasticidad, el períodode curado en cámara húmeda debe ampliarse hasta 48 h. Por el contrario en suelos limososcon bajo contenido de arcilla puede reducirse a unas 2 h.5) PROCEDIMIENTO OPERATORIO.Se separa la cuchara del resto del aparato. Se sujeta firmemente con la palma de la mano, ypor medio de una espátula, se coloca en su parte inferior, en la zona en que la cuchara
  26. 26. descansa sobre la base, una porción del suelo amasado, aplastándole hacia abajo yextendiéndole dentro de la cuchara de un lado a otro, de manera que el material tenga unaaltura de unos 10 mm en su punto de mayor espesor y procurando formar una superficie lisa.Hay que tener cuidado de que no queden burbujas de aire dentro del suelo amasado,debiendo repetir el proceso si hubiese alguna o apareciera durante el proceso posterior. Elmaterial sin usar se amontona sobre el vidrio y se protege de la posible pérdida de humedad.Manteniendo la cuchara con el material en la palma de la mano, se hace un surco con elacanalador de Casagrande según el eje αα´ en la figura 1, en el sentido de arriba hacia abajo,con el borde biselado hacia adelante, disponiendo en todo momento el acanaladorperpendicular a la superficie de la cuchara y describiendo un arco.En suelos poco plásticos, para evitar el desgarramiento del material, el surco puede hacerse envarias pasadas, cada una de ellas más profunda que la anterior. A veces en estos suelos elacanalador de Casagrande puede empujar una porción del material fuera de la cuchara,produciendo en general surcos muy irregulares. Esto se puede evitar utilizando el acanaladorhueco representado en la figura 4.En suelos turbosos es preferible usar el acanalador curvo representado en la figura 3.Después de realizar el surco, se coloca inmediatamente la cuchara en el aparato,comprobando que no queden restos de material en la cara inferior de aquella. Se gira lamanivela a razón de dos vueltas por segundo. Se cuentan los golpes necesarios para que lasparedes del surco se unan por el fondo del mismo en una distancia de 13 mm.Hay que hacer una determinación entre 15 y 25 golpes y otra determinación entre 25 y 35golpes, teniendo en cuenta que el número de golpes disminuye al aumentar la cantidad deagua destilada que se añade para realizar el amasado. Si el número de golpes requeridos paracerrar el surco no está comprendido entre 35 y 15, la determinación no es válida.Para cada una de estas determinaciones se toma una porción entre 10 g y 15 g del suelopróximo a las paredes del surco, en la parte donde se cerró, y se determina su humedad porsecado en estufa.Si después de varias determinaciones, el número de golpes requeridos para cerrar el surcofuese siempre inferior a 25, es que no se puede determinar el límite líquido y se debe anotarese suelo como no plástico sin realizar el ensayo de determinación del límite plástico.Para aumentar el número de golpes hay que disminuir el contenido de humedad, extendiendoel material para que se evapore o amasando con suelo que tenga menos contenido de agua,pero que haya sufrido el mismo proceso de amasado que la muestra ensayada. Nunca debeañadirse suelo seco para disminuir el contenido de agua. Para evitar estos inconvenientes serecomienda que la primera determinación esté del lado seco, es decir, que el suelo tenga unahumedad tal que se consigan entre 25 y 35 golpes para cerrar el surco en una longitud de 13mm y a partir de aquí ir añadiendo cada vez más agua para que el número de golpes baje avalores entre 15 y 25.
  27. 27. En suelos con dificultad de absorción de agua no se debe seguir el proceso de aumento de lahumedad descrito anteriormente a causa de las dificultades de homogeneización de ésta. Hayque proceder en sentido opuesto, amasando continuamente la muestra con las espátulas demanera que la pérdida de humedad se produzca de la forma más homogénea posible. En estecaso se recomienda que la primera determinación esté del lado húmedo. En consecuencia, elamasado inicial de la muestra se debe hacer con la suficiente cantidad de agua para que, unavez transcurrido el período de curado, no inferior a 48 h, nos encontremos en la situación depoder ir disminuyendo la humedad con objeto de abarcar el rango de valores necesarios en larealización del ensayo.6) RESULTADOS.Se llevan las dos determinaciones a un gráfico que tenga en abscisas el número de golpes, y enordenadas la humedad, ambos en escala logarítmica. Véase el anexo A.Se traza la paralela a la línea de trazos dibujada en dicho gráfico, que equidiste de los dosúltimos puntos anteriores. La humedad del punto de intersección de esta recta con laordenada correspondiente a los 25 golpes, expresada con una cifra decimal y sin añadir laspalabras tanto por ciento, es el límite líquido.Si la recta trazada dista mucho de ambos puntos, hay que hacer una tercera determinaciónpara comprobar si hay algún error en las otras dos ó sí, por tratarse de un tipo muy especial desuelo, no sigue la ley indicada. En este último caso, se traza la recta que mejor se adapta a lostres puntos obtenidos.7) CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS.Esta norma se relaciona con:NLT 105/72. Límite líquido por el método de la cuchara.ASTM D 4318. Standard Test Method for LIQUID LIMIT, PLASTIC LIMIT, AND PLASTICITY INDEXOF SOILS.
  28. 28. Ilustración 1: Se tamiza una porción de suelo a Ilustración 4: A continuación se amasa esta fraccióntravés del tamiz de 0,40 mm. de suelo con agua y se deja de un día para otro en cámara húmeda.Ilustración 2: Aspecto del material retenido en eltamiz. Ilustración 5: Vista general del equipo necesario para la realización del ensayo, aparato de Casagrande, pesasustancias con tapa, acanaladores, espátulas.Ilustración 3: Aspecto del material que pasa através del tamiz, con esta fracción realizaremos elensayo. Ilustración 6: Vista del aparato de Casagrande.
  29. 29. Ilustración 7: Llenado de la cuchara del aparato de Ilustración 10: Otro aspecto del surco cerrado enCasagrande con ayuda de la espátula. una longitud de 13 mm.Ilustración 8: Realización del surco con ayuda del Ilustración 11: Una vez se ha cerrado el surco seacanalador. toma una porción de la zona en donde se ha cerrado para determinar la humedad, dicha humedad es la que corresponde al límite líquido.Ilustración 9: Aspecto del surco una vez se han dadolos golpes necesarios para que el mismo se cierre enuna longitud de unos 13 mm.
  30. 30. DETERMINACIÓN DEL LÍMITE PLÁSTICO DE UN SUELO. (UNE103-104-93).1) OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.Esta norma tiene por objeto especificar el método para la determinación del límite plástico deun suelo, el cual se define como la humedad más baja con la que pueden formarse con unsuelo, cilindros de 3 mm de diámetro, rodando dicho suelo entre los dedos de la mano y unasuperficie lisa, hasta que los cilindros empiecen a resquebrajarse.2) NORMAS PARA CONSULTA.UNE 7-050 – Cedazos y tamices de ensayo.UNE 103-103 – Determinación del límite líquido de un suelo por el método del aparato deCasagrande.UNE 103-300 – Determinación de la humedad de un suelo mediante secado en estufa.3) APARATOS Y MATERIALES NECESARIOS.-Una espátula de hoja flexible.-Pesasustancias con tapa.-balanza de 100 g de capacidad que aprecie 0.01 g.-Estufa de desecación cuya temperatura sea regulable hasta 115 °C.-Pinzas para manipular recipientes calientes.-Tamiz de 0.4 mm.-Frasco lavador y agua destilada.-Una superficie lisa, tal como un vidrio de 300 mmx300 mm de lado y 10 mm de espesor paraamasar el suelo y rodarlo sobre ella.-Varilla de 3 mm de diámetro para comparar el grosor de los cilindros.
  31. 31. 4) PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA EL ENSAYO.Se obtiene una porción de suelo de 20 g que pase por el tamiz 0.4 mm, siguiendo el mismoprocedimiento descrito en la norma UNE 103-103. Se amasa con agua destilada hasta formarcon facilidad una bola. Se toman 15 g de dicha bola como muestra para el ensayo.5) MÉTODO OPERATORIO.Se moldea la mitad de la muestra en forma de elipsoide y, a continuación se hace rodar entrelos dedos de la mano y la superficie lisa con la presión estrictamente necesaria para que seformen cilindros. El ritmo de esta operación debe ser tal que la mano se mueva hacia delante yhacia atrás, hasta la posición de partida, entre 80 y 90 veces por minuto.Si al llegar el cilindro a un diámetro de 3 mm no se ha resquebrajado, se parte en seis u ochotrozos, amasándolos juntos, con los dedos de ambas manos hasta que se consiga una masauniforme moldeada en forma aproximada de elipsoide. Se repite el proceso del párrafoanterior cuantas veces sea necesario, hasta que el cilindro se resquebraje. Si esto sucedesiendo el diámetro del cilindro mayor de 3 mm se dará por terminado el proceso, siempre ycuando haya sido posible previamente, durante el mismo, formar cilindros de 3 mm dediámetro.Se colocan las porciones de suelo así obtenidas hasta una cantidad mínima de 5 g, en unpesasustancias tarado con tapa. Se determina la humedad mediante secado en estufa.Se repite, con la otra mitad de la muestra el método operatorio completo.El resquebrajamiento puede manifestarse de modo distinto en los diversos tipos de suelo, asíen suelos muy plásticos se requiere mucha presión para deformar el cilindro, sobre todocuando se aproxima al límite plástico, al llegar a éste el cilindro queda dividido en trozos enforma de barril de 6 mm a 10 mm de longitud; mientras que, en suelos poco plásticos, lostrozos son más pequeños. En otros suelos se forma una capa tubular exterior que comienza ahendirse en ambos extremos y progresa hacia el centro hasta que, finalmente, el suelo sedesmorona en partículas lajosas. Algunos suelos se desmoronan en numerosos agregadospequeños de partículas.El operador no debe, de ningún modo, tratar de producir el resquebrajamiento con undiámetro de 3 mm exactamente a base de alcanzarlo al principio y, entonces, reducir el ritmode rodadura o la presión de la mano, o ambos, y continuar la rodadura sin deformaciónsubsiguiente, es decir, si la humedad es tal que al alcanzar los 3 mm se puede continuardeformando el cilindro deberá hacerse y no reducir el ritmo de rodadura para mantenerlo en 3mm hasta que se seque y resquebraje. Sin embargo, puede reducir la cantidad total dedeformación, en el caso de suelos poco plásticos, a base de hacer el diámetro inicial de la masaen forma de elipsoide más próximo a los 3 mm.6) OBTENCIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS.
  32. 32. El límite plástico es la media aritmética de las humedades de ambas determinaciones,expresada en tanto por ciento, con una cifra decimal, y sin añadir las palabras tanto por ciento.Si los resultados obtenidos en ambas determinaciones, difieren en más de 2 puntosporcentuales, el ensayo debe repetirse.Las características que suelen darse como representativas de la plasticidad de un suelo son ellímite líquido y el índice de plasticidad. Este último es la diferencia entre el límite líquido y ellímite plástico.7) CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS.Esta norma concuerda esencialmente con:NLT-106/72ASTM D 4318-84
  33. 33. Ilustración 1: Se hace un elipsoide con una porción Ilustración 4: Aspecto del cilindro cuando sedel suelo amasado con agua que ha estado en deshace en fragmentos cuando alcanzamos unreposo en cámara húmeda. diámetro de 3 mm, en este punto determinamos la humedad del material, dicha humedad será la correspondiente al límite plástico.Ilustración 2: Se va presionando con la palma de lamano al mismo tiempo que se hace girar el cilindro. Ilustración 5: Vista de los pesasustancias con los fragmentos del cilindro para determinar su humedad.Ilustración 3: Si con los movimientos conseguimosque el diámetro del cilindro sea menor de 3 mm sinque el mismo empiece a resquebrajarse ydeshacerse es que la humedad es excesiva y por Ilustración 6: Vista de los pesasustancias colocadostanto debemos repetir el proceso para que el en la estufa.material siga perdiendo humedad.
  34. 34. Determinación del contenido de materia orgánica oxidable deun suelo por el método del permanganato potásico. (UNE 103-204-93).1) OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.La Norma UNE 103-204-93 tiene por objeto especificar el método para determinar elcontenido de materia orgánica oxidable de un suelo mediante permanganato potásico. En estemétodo se determina el porcentaje de materia orgánica de la muestra como cociente entre loscentímetros cúbicos de solución de permanganato 0.1 N gastados, multiplicados por el factorde normalidad, y los gramos de muestra ensayados.2) NORMAS PARA CONSULTA.UNE 7-050 – Cedazos y tamices de ensayo.UNE 103-100 – Preparación de muestra para los ensayos de suelos.3) APARATOS, MATERIAL NECESARIO Y REACTIVOS.-Balanza analítica de 160 g de capacidad y 0.0001 g de precisión.-Estufa de desecación con temperatura regulable hasta 115 °C.-Termómetro graduado entre 0 °C y 100 °C con precisión de 0.5 °C.-Mortero y maza metálicas para pulverizar el suelo.-Mazo de goma.-Tamices de 2.0 mm y de 0.16 mm.-Placa de calefacción.-Vidrios de reloj.-Pinzas de madera para manipular los matraces.-Lana de vidrio para filtrar.-Embudo de vidrio con boca de 20 cm de diámetro.-Desecador.-Dos matraces erlenmeyer de 500 cm3 y uno de 2000 cm3.
  35. 35. -Un matraz aforado de 1000 cm3.-Dos vasos de precipitado de 150 cm3.-Dos pipetas graduadas de 10 cm3.-Una probeta graduada de 100 cm3.-Una probeta graduada de 250 cm3.-Dos frascos con tapón uno transparente y otro opaco de 2 a 3 litros.-Dos buretas de 50 cm3, con llave, soporte y elementos de sujeción.-Cronómetro.Los reactivos químicos a emplear son:-Ácido sulfúrico concentrado para análisis.-Ácido nítrico concentrado para análisis.-Ácido oxálico para análisis.-Oxalato sódico para análisis.-Permanganato potásico para análisis.4) PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES Y DETERMINACIÓN DE LOS FACTORES DENORMALIDAD.Para preparar la solución de permanganato potásico 0.1 N, tomar en balanza analítica, entre3.25 g ± 0.05 g de permanganato potásico, disolviéndolos en un litro de agua destilada en unmatraz aforado.Calentar el matraz en la placa de calefacción hasta ebullición, manteniéndolo así durante diezminutos. Después retirarlo, dejándolo enfriar. Filtrar el contenido a través de lana de vidriocolocada en un embudo y recogerlo en un frasco de vidrio de color topacio que cierre bien.Para determinar el factor de normalidad de la disolución de permanganato potásico conoxalato sódico, tomar 10 g de oxalato sódico y desecarlos en estufa a 110 °C durante doshoras, después enfriarlo en un desecador con cloruro cálcico. Disolver en un matraz 0.275 g±0.025 g del oxalato ya seco en 200 cm3 de solución de ácido sulfúrico en agua en laproporción de uno a cuatro y calentar hasta 70 °C ± 0.5 °C. Valorar con permanganatopotásico, hasta coloración persistente y anotar los centímetros cúbicos empleados. Agitar elmatraz durante todo el proceso. Repetir el proceso tres veces desde la disolución en matraz de0.275 g ± 0.025 g de oxalato seco en 200 cm3 de agua destilada y calcular el valor medio de lascantidades de permanganato gastadas en las tres valoraciones.El factor de normalidad del permanganato potásico será:
  36. 36. Para preparar la solución de ácido oxálico 0.1 N, determinar en balanza analítica exactamente6.302 g de ácido oxálico puro y disolver en un matraz aforado de 1 litro que tenga aguadestilada hasta su mitad. Añadir 50 cm3 de ácido sulfúrico puro para análisis, poco a poco yagitando para evitar proyecciones. Dejar enfriar a temperatura ambiente. Llenar con aguadestilada hasta el enrase y agitar. Guardar la solución en un frasco limpio, seco y bien cerrado.Para determinar el factor de normalidad de la solución de ácido oxálico 0.1 N, poner 175 cm 3de agua destilada en un matraz erlenmeyer de 500 cm3. Añadir con bureta 25 cm3 de lasolución de ácido oxálico 0.1 N previamente preparada y otros 25 cm3 de solución de ácidosulfúrico al 9 %. Calentar el matraz con mechero hasta 70 °C ± 0.5 °C. El termómetro de controlno debe tocar la pared ni el fondo del matraz.Valorar con solución de permanganato 0.1 N, cuyo factor de normalidad se haya determinadoen un período no mayor de 15 días, hasta coloración permanente, rosáceo pálido.El factor de normalidad de la solución de ácido oxálico 0.1 N será:Donde f es el factor de normalidad de la solución de permanganato 0.1 N.5) MÉTODO OPERATORIO.Pulverizar en mortero 50 g ± 5 g de la fracción de suelo que pasa por el tamiz de 2 mm.Seguidamente pasar por el tamiz de 0.16 mm, si queda algo retenido en el tamiz devolverlo almortero y pulverizar hasta que todo pase a través del tamiz, tomar 5 g ± 0.1 g de ese material.Secar en estufa a 110 °C durante 24 h.Enfriar en un desecador con cloruro cálcico y obtener mediante de terminación en balanzaanalítica dos porciones de 0.25 g ± 0.05 g denominadas M1 y M2. Colocar M1 en un matrazerlenmeyer de 500 cm3 y añadir 25 cm3 de solución de ácido sulfúrico al 9 %.Calentar en un mechero hasta ebullición. Al cabo de tres minutos y manteniendo la ebulliciónañadir con pipeta 1.5 cm3 de ácido nítrico concentrado. Mantener la ebullición uno o dosminutos más.
  37. 37. Retirar el matraz del mechero y añadir 125 cm3 de agua destilada recién hervida. Agregartambién un volumen de solución de permanganato potásico 0.1 N, igual al cociente entre 20 yel factor de normalidad de la solución de permanganato empleada (VKMnO4=20/f).Calentar hasta ebullición y mantener durante cuatro o cinco minutos, si todo el permanganatoquedara decolorado, añadir nuevamente la misma cantidad repitiendo cuantas veces seanecesario hasta que no se decolore.Interrumpir la calefacción y añadir con bureta el número de centímetros cúbicos de soluciónde ácido oxálico 0.1 N igual al cociente entre 20 y el factor de normalidad de la solución deácido oxálico empleado (VH2C2O4=20/F). El líquido deberá perder el color del permanganato. Enel caso de que anteriormente hubiera sido necesario añadir n veces el volumen depermanganato potásico (20/f) añadiremos n veces el volumen de ácido oxálico (20/F).Enfriar el matraz en una pila con el chorro de agua de una goma, hasta llegar a 70 °C, medidoscon termómetro de precisión de ± 0.5 °C. Valorar el exceso de ácido oxálico con solución depermanganato potásico 0.1 N hasta coloración permanente. Anotar los centímetros cúbicos dela solución de permanganato potásico 0.1 N, empleados en la valoración, y quedenominaremos como C1.Repetir todas estas operaciones con la otra porción M2, hasta obtener los centímetros cúbicosde la solución de permanganato potásico 0.1 N empleados, que denominaremos como C2.6) OBTENCIÓN Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS.El contenido en materia orgánica, expresada en tanto por ciento, de cada porción de muestraensayada, viene dado por la expresión:DondeCi son los centímetros cúbicos de solución de permanganato potásico, dando a i los valores de1 y 2.f es el factor de normalidad del permanganato potásico calculado anteriormente.Mi son los gramos de las muestras ensayadas, dando a i los valores de 1 y 2.El contenido de materia orgánica de la muestra total de suelo ensayada, expresada en tantopor ciento, es la media aritmética de las dos determinaciones anteriores.7) CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS.Esta norma concuerda esencialmente con:
  38. 38. BS 1377- Determination of Organic Matter Content.AASHTO T 1 94-80- Determination of Organic Matter in Soils by Wet Combustion.
  39. 39. Ilustración 1: Se toman 50 ± 5 gramos de la fracción Ilustración 4: Se pesan 5 ± 0,1 gramos del suelode suelo que pasa a través del tamiz de 2 mm. triturado y se desecan en estufa.Ilustración 2: Se trituran los 50 ± 5 gramos Ilustración 5: Se deja enfriar en el desecador.anteriores hasta que pasen a través del tamiz de0,16 mm. Ilustración 6: Se pesan dos fracciones de 0,25 ± 0,05 gramos del suelo triturado, llamadas M1 y M2.Ilustración 3: Vista del suelo triturado y pasado através del tamiz de 0,16 mm.
  40. 40. 3Ilustración 7: Se añade a cada submuestra 25 cmde ácido sulfúrico al 9% y se calienta a ebullición Ilustración 9: Una vez añadido el permanganato lasdurante 3 minutos, seguidamente se añade a cada submuestras se calientan a ebullición durante 5submuestra 1,5 ml de ácido nítrico concentrado y se minutos.continúa la ebullición durante 2 minutos más, traslos cuales se retiran las submuestras de la placa 3calefactora y se le añade a cada una 125 cm deagua destilada recién hervida. Ilustración 10: Seguidamente se interrumpe la ebullición y se añade a cada submuestra un volumen de solución de ácido oxálico 0,1 N igual al cociente entre 20 y el factor de normalidad de laIlustración 8: Seguidamente se añade con una solución de ácido oxálico, se ve que el color púrpurabureta a cada submuestra un volumen de solución del permanganato desaparece quedando lade permanganato potásico 0,1 N igual al cociente solución transparente.entre 20 y el factor de normalidad de la solución depermanganato potásico.
  41. 41. Ilustración 11: A continuación se deja enfriar hasta70 °C y entonces se añade disolución depermanganato potásico hasta que se produzca uncambio de color de transparente a levementepúrpura, se anota el volumen de permanganatonecesario para ello.Ilustración 12: Vista de una de las submuestras unavez hemos añadido la solución de permanganatonecesaria para que se produzca el cambio de color.
  42. 42. Determinación del contenido en sales solubles de los suelos(NLT-114).1) OBJETO.La Norma NLT-114/99, describe el procedimiento que permite determinar el contenido ensales de los suelos mediante el tratamiento con agua destilada para disolver dichas sales. Elcontenido en sales se determina pesando el residuo, obtenido por evaporación, de unacantidad proporcional del extracto acuoso.2) APARATOS Y MATERIAL NECESARIO.-Frasco de vidrio con boca ancha y tapón hermético, de un litro de capacidadaproximadamente.-Dos cápsulas de porcelana de unos 200 cm3 de capacidad.-Equipo de filtración, con papel de poro fino.-Baño María para la evaporación de los extractos acuosos contenidos en las cápsulas.-Dos balanzas, una analítica con una precisión de 0.0001 g y otra de precisión 0.1 g.-Estufa de desecación capaz de mantener una temperatura de 110 °C ± 5 °C.-Desecador para el enfriamiento de las cápsulas.-Matraces aforados de 500 y 100 cm3.-Un agitador por volteo.-Acido clorhídrico concentrado.-Agua destilada.-Pipeta.3) PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.El ensayo se debe realizar con la muestra completa. En el caso de que la muestra contengagruesos se debe operar con una porción representativa de la fracción que pasa por el tamiz de2 mm, obtenida según se describe en la norma NLT-101.
  43. 43. 4) MÉTODO OPERATORIO.Obtener por cuarteo de la muestra a analizar unos 50 g de suelo, secar en estufa y pesar conexactitud de 0.1 g, introduciéndolos a continuación en el frasco de 1 litro, junto con 500 cm 3de agua destilada medidos mediante el matraz aforado correspondiente.Agitar el frasco con su contenido, en el agitador por volteo, durante un tiempo mínimo de unahora.Dejar el frasco en reposo hasta que el líquido quede claro.Extraer del líquido claro unos 250 cm3, mediante una pipeta o por sifonamiento y filtrarutilizando filtro de poro fino. Si el extracto acuoso no quedara totalmente transparente, ni aúndespués de filtrado, tratar de precipitar los coloides mediante una gota de ácido clorhídricoN/20 (a 4 cm3 de ácido clorhídrico concentrado añadir agua destilada hasta completar unvolumen de 1 litro) añadida a la solución turbia. Intentar filtrar de nuevo después de agitar convarilla de vidrio y de que transcurran unos minutos. Repetir con una gota más de ácido si nofiltrara totalmente transparente y añadir más veces si fueran necesarias para lograr estatransparencia.Del líquido filtrado medir 100 cm3 con el matraz aforado correspondiente y verterlos en una delas cápsulas de porcelana. Repetir lo mismo sobre la otra cápsula.Situar las cápsulas en el baño María hasta la evaporación total del agua. Completar ladesecación del residuo en estufa, a 110 °C ± 5 °C, hasta masa constante.Dejar enfriar las cápsulas en el desecador cerrado y pesar con la balanza analítica o deprecisión. Las sales del residuo pueden absorber humedad del aire muy rápidamente; paraevitarlo actuar de forma que transcurra el menor tiempo posible desde que se saca la cápsuladel desecador hasta obtener su masa.Lavar cuidadosamente el interior de cada cápsula para eliminar el residuo soluble, secarlasnuevo en estufa a 110 °C ± 5 °C y después de enfriadas en el desecador volver a pesar.Si se encontrara yeso entre las sales solubles, puede que no se disuelva todo al utilizar laproporción de suelo y agua antes mencionada. Como orientación, si tuviéramos yeso puro sedisolvería del orden de 1 g en los 500 cm3 de agua, teniendo que hacer en este caso extremo elensayo con 1 g en 500 cm3. En general siempre que se obtengan valores por encima de 2 g deresiduo por litro de extracto y se sospeche la existencia de yeso al hacer el ensayo cualitativocon cloruro de bario en medio ácido clorhídrico debe repetirse el ensayo utilizando menorcantidad de suelo.5) CÁLCULOS Y RESULTADOS.Con las dos cápsulas se obtienen dos valores, de los cuales se calcula la media y ésta se dacomo resultado.El cálculo se realiza por medio de la expresión:
  44. 44. Donde:V = Volumen inicial en cm3 del agua destilada en el frasco (normalmente 500 cm3).v = Volumen en cm3 del extracto acuoso situado en la cápsula (normalmente 100 cm3).r = Masa en gramos del residuo de la cápsula.P = Masa inicial de suelo seco, en gramos, introducido en el frasco (normalmente 50 g).
  45. 45. Ilustración 1: Se pesan unos 50 gramos de suelo. Ilustración 3: Después de agitar se deja en reposo hasta que el líquido quede claro. Ilustración 4: Aspecto del líquido después de haber estado en reposo varias horas, se observa como se ha clarificado. 3Ilustración 2: Se añaden 500 cm de agua y se agitadurante un tiempo mínimo de una hora. Ilustración 5: Seguidamente se filtra a través de papel de filtro y se recoge el filtrado en un matraz de 250 ml.
  46. 46. Ilustración 6: Del líquido filtrado se miden 100 ml y Ilustración 9: A continuación las cápsulas dese vierten en una cápsula de porcelana, esto se porcelana se colocan en la estufa para evaporar elhace por duplicado. líquido.Ilustración 7: Vertido de los 100 ml de líquido en la Ilustración 10: Una vez evaporado el líquido secápsula de porcelana. trasladan las cápsulas al desecador para que se enfríen.Ilustración 8: Lavado del matraz para arrastrar losrestos de líquido que quedan impregnándolo. Ilustración 11: Una vez frías las cápsulas se pesan en la balanza.
  47. 47. CONTENIDO DE SULFATOS SOLUBLES EN LOS SUELOS (NLT-120/72).1) OBJETO.Esta norma describe el método a seguir para determinar la proporción de sulfatos solubles enagua, pasándolos a disolución mediante agitación con agua y precipitando luego los sulfatosdisueltos con solución de cloruro de bario según la reacción siguiente:2) APARATOS Y MATERIAL NECESARIOS.- Tamices 2 y 0,4 mm UNE (núms. 10 y 40, A.S.T.M.).- Mortero con su mano.- Frasco para agitación de unos 1000 cm3 de capacidad, con cierre hermético mediante tapónde goma y forma adecuada para acoplarse al aparato agitador.- Aparato para agitar frascos que permita mantener el suelo en suspensión durante el tiempode agitación.- Un matraz aforado de 500 cm3 y otro de 250 cm3.- Dos vasos de 600 cm3 con varilla de vidrio y vidrio de reloj que pueda taparles.- Frasco lavador con agua destilada caliente.- Pipeta de 10 cm3.- Embudo de vidrio.- Crisol de porcelana. Triángulo y trípode soporte si se calcina con mechero.- Horno de calcinación eléctrico, en su defecto, mechero de gas.- Balanza analítica.- Estufa de desecación regulable a 75-80 °C.- Desecador.- Papel indicador de pH.- Papel de filtro de poro fino y de cenizas conocidas.- Acido clorhídrico N/20 (a 4 cm3 de ácido clorhídrico concentrado añadir agua destilada hastacompletar un volumen de un litro).- Solución de cloruro bárico al 5 % (5 g de BaCl2·2H2O en 100 cm3 de agua).
  48. 48. - Solución de nitrato de plata 81,7 g en 100 cm3 de agua).- Agua destilada.3) PROCEDIMIENTO.Preparación de la muestra.Se utiliza la fracción que pasa por el tamiz de 2 mm UNE (núm. 10 A.S.T.M.). Obtener unos 50 gpor cuarteo de esta fracción y pulverizar en el mortero hasta que todo pase por el tamiz de 0,4mm UNE (núm. 10 A.S.T.M.). Secar hasta peso constante en estufa regulada entre 75 y 80 °C ypesar 10 g con precisión de 0,01 g.Disolución de los sulfatos.- Introducir la muestra en el frasco o recipiente de agitación y añadir 500 cm3 de agua destiladaexactamente medidos con un matraz aforado.- Colocar el frasco en el agitador y agitar durante 45 minutos.- Dejar decantar la suspensión de suelo contenido en el frasco. Si no se clarifica el líquidoañadir dos gotas de ácido clorhídrico concentrado.- Extraer el líquido clarificado, mediante sifón o con la pipeta de 100 cm3 sin perturbar elsedimento, hasta obtener 250 cm3 de líquido claro exactamente medido con el matrazaforado.- Filtrar el líquido del matraz, recogiendo el filtrado sobre el vaso de 600 cm3. Lavar el filtro doso tres veces con agua destilada, que previamente se ha pasado por el matraz para lavarlo, yrecoger el agua de lavado sobre el mismo vaso. Añadir 20 cm3 de ácido clorhídrico N/20.Precipitación, filtrado y calcinación.- Calentar a ebullición el líquido filtrado y precipitar añadiéndole disolución de cloruro báricocon una pipeta, poco a poco, hasta que no se produzca más precipitado. Durante una horamantener el vaso en reposo y a temperatura por debajo y próxima al punto de ebullición (unabaño maría resulta muy apropiado).- Al final de la hora el precipitado se habrá depositado en el fondo y el líquido quedará claro.Añadir entonces unas gotas de la disolución de cloruro bárico para comprobar que laprecipitación fue completa. En caso de formarse precipitado volver a calentar a ebullición yvolver a añadir disolución de cloruro de bario.- Después de dejar en reposo durante doce horas, filtrar empleando un filtro de cenizasconocidas. Pasar primero el líquido claro, después arrastrar el precipitado al filtro y lavar sobreél con agua destilada y caliente hasta que el agua de lavado, después de pasar por el filtro, nodé precipitado con la solución de nitrato de plata.- Colocar el papel de filtro húmedo con el precipitado en un crisol de porcelana previamentetarado. Cuando se dispone de horno de calcinación eléctrico, colocar el crisol con el papel
  49. 49. dentro del horno y subir la temperatura entre 800 y 900 °C, manteniéndola unos quinceminutos.Si ha de calcinarse con mechero, calentar primero con poca llama para secar el papellentamente y continuar hasta carbonizar el papel sin que llegue a arder en ningún momento.Una vez carbonizado el papel, se aumenta la llama para incinerar y, una vez blanco elprecipitado, se calcina hasta el rojo durante diez minutos.- Dejar enfriar el crisol primero al aire y, cuando haya perdido calor, terminar el enfriamientoen un desecador. Finalmente, pesar con precisión de 0,001 g.4) RESULTADOS.- Restando la tara del crisol más las cenizas del papel, del peso del crisol con el precipitadodespués de la calcinación, se obtiene el peso del precipitado de BaSO4 .- El resultado se puede expresar en tanto por ciento de SO3 respecto a la muestra analizadamediante la siguiente fórmula:Siendo:Pp = Peso del precipitado de BaSO4Pm = Peso de la muestra analizada, o sea:Cuando la muestra contiene partículas gruesas, hay que referir el resultado a la muestraoriginal; para ello se multiplica el resultado anterior por el tanto por ciento de suelo que pasapor el tamiz 2 UNE (núm. 10, A.S.T.M.) y se divide por 100.Veamos un ejemplo.Un suelo con 20 % de material que pasa por el tamiz 2 mm, la determinación de sulfatos enesta fracción dio un 3 % de SO3, por tanto la proporción de SO3 en la muestra original es de:
  50. 50. Esto equivale a multiplicar el contenido en SO3 de la fracción menor de 2 mm por un factorgranulométrico, en nuestro caso 20/100 ó 0,2.- Si se quiere expresar el resultado en tanto por ciento de yeso (Ca SO4·2H2O) basta multiplicarel valor obtenido en el apartado anterior por 2,1505.Téngase en cuenta, sin embargo, que puede suceder que solo una parte del sulfato estéformando yeso.5) OBSERVACIONES.La cantidad de muestra que tomemos para el análisis debe variarse según la proporción desulfatos, con objeto de asegurar su completa solubilidad, por un lado, y obtener una cantidadconveniente de sulfato de bario precipitado. Como orientación: hay que utilizar menos de 10 gde suelo en 500 cm3 de agua cuando la proporción de yeso en el suelo sea superior al 5 %.Tomando 1 g de suelo, se tiene seguridad de la disolución total de los sulfatos, aunque lamuestra fuera 100 % de yeso.Cuando la muestra contiene material grueso, se supone que todos los sulfatos quedan en losfinos que pasan por el tamiz de 2 mm; para asegurar esto, hay que hacer una inspección visualde los gruesos; si se aprecian nódulos de yeso, hay que triturarlos en mortero hasta que pasenpor el tamiz.Para el secado se limita la temperatura a 80 °C, porque subiendo más puede perderse agua decristalización en el yeso.
  51. 51. CONTENIDO DE YESO EN SUELOS (NLT-115).1) OBJETO.El objeto de la presente norma es describir un procedimiento analítico para determinar elcontenido de yeso en suelos.El fundamento del procedimiento analítico está basado en que tanto el yeso como otrossulfatos presentes en la muestra son solubles en una cantidad adecuada de agua, mientrasque solo los sulfatos distintos del yeso son solubles en acetona. Basándonos en esto podemosdeterminar el contenido total de sulfatos en la muestra y el contenido de sulfatos distintos delyeso, la diferencia entre ambos nos da el contenido de sulfatos procedente del yeso.Dicho procedimiento requiere la determinación del contenido de sulfatos solubles según unprocedimiento basado en la norma NLT-120.2) NORMAS PARA CONSULTA.NLT 101 Preparación de muestras para los ensayos de suelos.NLT 120 Contenido de sulfatos solubles en los suelos.3) APARATOS Y MATERIAL NECESARIOS.Todos los especificados en las dos normas anteriores y además acetona de calidad purísima yriqueza mayor del 99 %.4) MÉTODO OPERATORIO.Preparación de la muestra.Preparar unos 10 g de suelo representativo, que pase por el tamiz nº 200 ASTM (UNE 0,080mm); según el procedimiento descrito en la norma NLT-101/72.Secarlos hasta masa constante en estufa a la temperatura de 40 °C ± 1 °C.Determinación del contenido total de sulfatos de la muestra.De la muestra preparada anteriormente, pesar dos porciones de 1 g con precisión de ± 0,001 gpara realizar por duplicado la determinación.Introducir la muestra en el frasco o recipiente de agitación y añadir 500 cm3 de agua destiladaexactamente medidos con un matraz aforado.Colocar el frasco en el agitador y agitar durante 45 minutos.Añadir 20 cm3 de ácido clorhídrico N/20 (preparado según se indica en la norma NLT-120/72).Dejar decantar la suspensión de suelo contenido en el frasco.
  52. 52. Extraer el líquido clarificado, mediante sifón o con una pipeta de 100 cm3, sin perturbar elsedimento, hasta obtener 250 cm3 de líquido claro exactamente medidos con el matrazaforado.Filtrar el líquido del matraz recogiendo el filtrado sobre el vaso de 600 cm3.Calentar a ebullición el líquido filtrado y precipitar los sulfatos añadiendo 40 cm 3 de clorurobárico (Cl2Ca) al 5 %, preparado según se indica en la norma NLT-120/72. La disolución decloruro bárico se añade poco a poco, por medio de una pipeta.Una vez añadidos los 40 cm3 e iniciada la ebullición, retirar el vaso de la fuente de calor.Después de dejar en reposo durante 12 horas, filtrar empleando un papel de filtro decontenido de cenizas conocido. Pasar primero el líquido claro, después arrastrar el precipitadoal filtro y lavar sobre él con agua destilada y caliente hasta que el agua de lavado, después depasar por el filtro, no de precipitado con la disolución de nitrato de plata.Colocar el papel de filtro húmedo con el precipitado en un crisol de porcelana previamentetarado. Cuando se dispone de horno de calcinación eléctrico, colocar el crisol con el papeldentro del horno y subir la temperatura entre 800 y 900 °C, manteniéndola unos 15 minutos.Si ha de calcinarse con mechero, calentar primero con poca llama para secar el papellentamente, continuar hasta carbonizar el papel sin que llegue a arder en ningún momento.Una vez carbonizado el papel, se aumenta la llama para incinerar y, una vez blanco elprecipitado, se calcina hasta el rojo durante 10 minutos.Dejar enfriar el crisol primero al aire y, cuando haya bajado la temperatura, terminar elenfriamiento en un desecador. Finalmente, pesar con precisión de ± 0,001 g.Determinación del contenido parcial de sulfatos (no procedentes de yeso (CaSO4.2H2O)) dela muestra.De la muestra preparada inicialmente, pesar dos porciones de 1 g con precisión de ± 0,001 g,para realizar por duplicado la determinación.Introducir la muestra en el frasco o recipiente de agitación y añadir 100 cm3 de acetona(calidad purísima y riqueza mayor del 99 %), medidos por medio de una probeta graduada.Colocar el frasco en el agitador y agitar durante 45 minutos.Añadir 5 cm3 de ácido clorhídrico concentrado.Seguidamente filtrar la solución con precaución para que no se derrame. Recoger el líquidoclarificado y añadir 100 cm3 de agua desmineralizada, medidos con probeta graduada.Calentar a ebullición el líquido filtrado y precipitar añadiendo 40 cm3 de cloruro bárico (Cl2Ba)al 5 %, preparado según se indica en la norma NLT-120/72.La disolución de cloruro bárico se añade poco a poco por medio de una pipeta.Una vez añadidos los 40 cm3 e iniciada la ebullición, retirar el vaso de la fuente de calor.
  53. 53. Pasar primero el líquido claro, después arrastrar el precipitado al filtro y lavar sobre él conagua destilada y caliente hasta que el agua de lavado, después de pasar por el filtro, no deprecipitado con la disolución de nitrato de plata.Colocar el papel de filtro húmedo con el precipitado en un crisol de porcelana previamentetarado. Se procede a continuación a calcinar el papel de filtro, ya sea en horno eléctrico o conmechero, de la misma manera descrita en el apartado anterior.Dejar enfriar el crisol primero al aire y terminar el enfriamiento en un desecador. Finalmente,pesar con precisión de ± 0,001 g.5) OBTENCIÓN DE LOS RESULTADOS.Cálculo de los porcentajes de iones sulfato en las dos disoluciones.Calculamos el contenido total de sulfatos a partir de la masa del precipitado de BaSO4obtenido en el tratamiento de la muestra de suelo con agua por medio de la expresión:Calculamos el contenido parcial de sulfatos a partir de la masa del precipitado de BaSO4obtenido en el tratamiento de la muestra de suelo con acetona, para ello utilizamos la mismaecuación anterior.A continuación calculamos el tanto por ciento de iones sulfato total y parcial por medio de:Siendo:Con:a = cm3 de solución analizada (250 cm3 en el caso de la determinación del contenido total desulfatos y 100 cm3 en el caso de la determinación del contenido parcial).A = cm3 de agua en el frasco ( 500 cm3 en el caso de la determinación del contenido total desulfatos y 100 cm3 en el caso de la determinación del contenido parcial).g = gramos de suelo en el frasco (1 g en ambos casos).Determinación del contenido de yeso en la muestra.El contenido de yeso en la muestra se calcula de la forma siguiente:
  54. 54. ENSAYO DE COMPACTACIÓN. PROCTOR NORMAL (UNE 103-500-94).1) OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN.Esta norma tiene por objeto especificar el método para determinar, en un suelo, la relaciónentre la densidad seca y la humedad, para una energía de compactación de unos 0.583 J/cm3,y definir la densidad seca máxima y su humedad correspondiente, denominada óptima, que sepueden conseguir con ese suelo en el laboratorio.2) NORMAS PARA CONSULTA.UNE 7-050-2 – Tamices de ensayo. Telas metálicas, chapas perforadas y láminaselectroformadas. Medidas nominales de las aberturas.UNE 103-300 – Determinación de la humedad de un suelo mediante secado en estufa.UNE 103-501 – Ensayo de compactación. Proctor modificado.UNE 103-502 – Método de ensayo para determinar en el laboratorio el índice C.B.R.3) FUNDAMENTO DEL MÉTODO.El método está basado en la determinación de las densidades secas de varias probetas,compactadas en idénticas condiciones pero con contenidos de humedad diferentes. Para cadacontenido de humedad se alcanza una determinada densidad, de manera que estos pares devalores, representados en coordenadas cartesianas, definen la relación buscada.4) DEFINICIONES.Se define “humedad óptima” del suelo aquella con la que se consigue la máxima densidadseca, para la energía de compactación indicada en 1).Se define como “densidad seca máxima Próctor Normal” del suelo, la que se obtiene para la“humedad óptima” con la energía de compactación especificada anteriormente.5) APARATOS Y MATERIAL NECESARIO.- Un molde cilíndrico de metal de 102 mm ± 0.4 mm de diámetro interior y 122.4 mm ± 0.1 mmde altura, lo que equivale aproximadamente a un volumen de 1000 cm3. Debe disponer de uncollar del mismo diámetro y altura aproximada de 60 mm, para colocarlo en la parte superior

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