NDICE
INTRODUCCIN2
MARCO TERICO3
DESARROLLO.7
CONCLUSIN13
BIBLIOGRAFA14
INTRODUCCIN
Las propiedades de un suelo formado por partculas finamente
divididas dependen en gran parte de la humedad. El agua forma una
pelcula alrededor de los granos y su espesor puede ser determinante
de comportamientos diferentes del material. Cuando el contenido de
agua es muy elevado, el suelo no tiene resistencia al esfuerzo
cortante; al perder agua va aumentando esa resistencia. El lmite
lquido y plstico nos da una idea de que tan comprensible puede ser
el suelo.
El limite liquido lo fija el contenido de agua que debe tener un
suelo remoldeado para que una muestra del mismo, en que haya
practicado una ranura de dimensiones estndar, al someterla al
impacto de 25 golpes bien definidos, se cierre sin resbalar en su
apoyo.El lmite plstico lo fija el contenido de agua al enrolar una
muestra de suelo remoldeado sobre papel seco o sobre una placa de
vidrio, debiendo el enrolado llegar aproximadamente a 3mm.El lmite
plstico en ocasiones puede utilizarse para estimar asentamientos en
problemas en consolidacin y ambos lmites son algunas veces tiles
para predecir la mxima densidad en estudios de compactacin.
El contenido de agua, con que se produce el cambio de estado,
vara de un suelo a otro y en Mecnica de Suelos interesa
fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el
suelo presenta un comportamiento plstico, es decir, acepta
deformaciones sinromperse (plasticidad).As se presenta nuestro
inters sobre los Lmites deConsistencia.
MARCO TERICO
PLASTICIDADExisten suelos que al ser remoldeados, cambiando su
contenido de agua si es necesario, adoptan una consistencia
caracterstica que, desde pocas antiguas, se ha denominado Plstica.
Estos suelos han sido llamados arcillas, originalmente, por los
hombres dedicados a la cermica; la palabra pas a la Mecnica de
Suelos, en pocas ms recientes, con idntico significado.La
plasticidad es, en este sentido, una propiedad tan evidente que ha
servido antao para clasificar suelos en forma puramente
descriptiva. Pronto se reconoci que exista una relacin especfica
entre la plasticidad y las propiedades fisicoqumicas determinantes
del comportamiento mecnico de las arcillas. En ese momento la
plasticidad se convirti en una propiedad ingenieril de inters
cientfico estricto, dejando de ser una cualidad puramente
descriptiva o de trabajabilidad en cermica. En Mecnica de Suelos
puede definirse a la plasticidad como la propiedad de un material
por la cual es capaz de soportar deformaciones rpidas, sin rebote
elstico, sin variacin volumtrica apreciable y sin desmoronarse ni
agrietarse.
ESTADOS DE CONSISTENCIA Lmites de PlasticidadPara medir la
plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios,
entre los que destaca el debido a Atterberg, quien hizo ver que, en
primer lugar, la plasticidad no es una propiedad permanente de las
arcillas, sino circunstancial y dependiente de su contenido de
agua. Una arcilla muy seca puede tener la consistencia de un
ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido de
agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilquido o,
inclusive, las de una suspensin lquida. En segundo lugar, Atterberg
hizo ver que la plasticidad de un suelo exige, para ser expresada
en forma conveniente, la utilizacin de dos parmetros en lugar de
uno solo, como hasta su poca se haba credo; adems, seal esos
parmetros y un modo tentativo, hoy perfeccionado, de
evaluarlos.Segn su contenido de agua en orden decreciente, un suelo
susceptible de ser plstico puede estar en cualquiera de los
siguientes estados de consistencia, definidos por Atterberg.1.-
Estado Lquido, con las propiedades y apariencia de una
suspensin.2.- Estado Semilquido, con las propiedades de un fluido
viscoso.3.- Estado Plstico, en que el suelo se comporta
plsticamente.4.- Estado Semislido, en el que el suelo tiene la
apariencia de un slido, pero an disminuye de volumen al estar
sujeto ha secado.5.- Estado Slido, en que el volumen del suelo no
vara con el secado.Los anteriores estados son fases generales por
las que pasa el suelo al irse secando y no existen criterios
estrictos para distinguir sus fronteras. El establecimiento de stas
ha de hacerse en forma puramente convencional. Atterberg estableci
las primeras convenciones para ello, bajo el nombre de Lmites de
Consistencia.La frontera convencional entre los estados semilquido
y plstico fue llamada por Atterberg Lmite Lquido, nombre que hoy se
conserva.La frontera convencional entre los estados plstico y
semislido fue llamada, por Atterberg, Lmite Plstico.A las fronteras
anteriores, que definen el intervalo plstico del suelo, se les han
llamado Lmites de Plasticidad. Determinacin actual del Lmite
LquidoCuando la plasticidad se convirti en una propiedad ndice
fundamental, a partir de la utilizacin que Terzaghi y Casagrande
hicieron de ella, la determinacin de los lmites de plasticidad se
transform en prueba de rutina en todos los laboratorios; en este
caso, los mtodos de Atterberg se revelaron ambiguos, dado que la
influencia del operador es grande y que muchos detalles, al no
estar especificados, quedaban a su eleccin. En vista de lo cual,
Terzaghi sugiri a Casagrande la tarea de elaborar un mtodo de
prueba para la determinacin del lmite lquido estandarizando todas
sus etapas, de modo que operadores diferentes en laboratorios
distintos obtuviesen los mismos valores.Como resultado de tal
investigacin naci la tcnica basada en el uso de la Copa de
Casagrande, que es un recipiente de bronce o latn, con un tacn
solidario del mismo material; el tacn y la copa giran en torno a un
eje fijo unido a la base.Sobre la copa se coloca el suelo al que se
desea conocer el Lmite Lquido y se le hace una ranura trapecial
(con dimensiones estndar).Para una correcta prueba, se recomienda
realizarla en un cuarto hmedo, ya que un ambiente seco afecta la
exactitud de la prueba debida a la evaporacin durante el remoldeo y
manipulacin en la copa; esto es suficiente para que el nmero de
golpes muestre un incremento demasiado rpido. Determinacin actual
del Lmite PlsticoLa prueba para la determinacin del lmite plstico,
tal como Atterberg la defini, no especifica el dimetro a que debe
llegarse al formar el cilindro de suelo requerido. Terzaghi agreg
la condicin de que el dimetro sea de 3 mm. La formacin de los
rollitos se hace usualmente sobre una hoja de papel totalmente
seca, para acelerar la prdida de humedad del material; tambin es
frecuente efectuar el rolado sobre una placa de vidrio. Cuando los
rollitos llegan a los 3 mm, se doblan y presionan, formando una
pastilla que vuelve a rolarse, hasta que en los 3 mm justos ocurra
el desmoronamiento y agrietamiento; en tal momento se determina
rpidamente su contenido de agua, que es el Lmite Plstico.
Determinacin del Lmite de ContraccinEl mtodo original de Atterberg
para la determinacin del Lmite de Contraccin de un suelo consista
en la realizacin de mediciones frecuentes de la longitud y peso de
un mismo primas, hasta que ya no se observara ninguna disminucin de
la longitud.Teniendo en cuenta que la mayora de los suelos no
presentan, prcticamente, disminucin de volumen durante el proceso
de secado abajo del Lmite de Contraccin, Terzaghi sugiri un mtodo
ms simple de determinacin, que esencialmente, consiste en medir el
peso y el volumen de una muestra de suelo totalmente seca; en tal
momento, puede decirse que el Lmite de Contraccin sera la humedad
de la muestra seca si tuviese sus vacos llenos de agua.
DESARROLLO.
Materiales:
Copa de Casagrande. Balanza. Horno. Vaso o recipiente. Capsulas
de porcelana. Esptula flexible. Cuentagotas. Vidrios de reloj. Pao.
Placa de vidrio. Alambre de acero.NOTA: calibracin del equipo
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIN DE LOS LMITES DE
CONSISTENCIA. Determinacin del lmite lquido por el procedimiento
estndar.Procedimiento de la prueba:
De la fraccin del material preparada de acuerdo con lo indicado
en lo anterior, se tomara una porcin de aproximadamente 150 g que
se coloca en la capsula de porcelana donde se homogeneiza
utilizando la esptula.
Figura 1. Toma de muestra para homogeneizar con agua. En la copa
de Casagrande, precisamente calibrada como se indic en lo anterior,
se coloca una cantidad suficiente de material para que, una vez
extendido con la esptula, se alcance un espesor de 8 a 10 mm en la
parte central de la copa.
Figura 2. Aadiendo muestra a la copa
Considerando lo siguiente:Para evitar que el material colocado
sobre la copa sea insuficiente, es conveniente poner una cantidad
ligeramente mayor y eliminar el sobrante al enrasarlo con la
esptula. Para extender el material se procede del centro hacia los
lados sin aplicar una presin excesiva y con el mismo de pasadas de
la esptula.Mediante una pasada firme del ranurador se hace una
abertura en la parte central del material contenido en la copa,
para lo cual, el ranurador se mantendr siempre normal a la
superficie interior de la copa.
Figura 3. Ranura en muestra.Inmediatamente despus de colocado y
ranurador el material, se acciona la manivela del aparato para
hacer caer la copa a razn de dos golpes por segundo, y se registra
el nmero de golpes necesarios para lograr que los bordes inferiores
de la ranura se pongan en contacto en una longitud de 13 mmLogrado
lo anterior se toman con la esptula aproximadamente 10 g de
material de la porcin cerrada de la ranura y, para determinar su
contenido de agua w de acuerdo con el procedimiento indicado, el
contenido de agua se coloca en un vidrio de reloj del que
previamente se ha determinado su masa.Una vez que se ha tomado la
porcin requerida para la determinacin del contenido de agua, el
material restante se reintegra a la capsula de mezclado, para lavar
y secar la copa y el ranurador.Inmediatamente, mediante el
cuentagotas, se agrega agua al material en la capsula y se
homogeneiza con la esptula; dicho material se prueba segn e indico
anteriormente. Este procedimiento se repite hasta completar cuatro
determinaciones, que se registran en el formato que se muestra. La
cantidad de agua que se adicione al material ser tal que las cuatro
determinaciones queden comprendidas entre 10 y 35 golpes en la copa
de Casagrande, siendo necesario obtener dos valores por arriba y
dos por debajo de los 25 golpes, y que para consistencias menores
de 10 golpes es difcil identificar el momento de cierre de la
ranura en la longitud especificada y para ms de 35 golpes se
dificulta la ejecucin dela prueba.CALCULOS Y RESULTADOSDe la grfica
anterior se obtiene el valor del lmite lquido (LL), determinando en
la curva de fluidez el contenido de agua correspondiente a 25
golpes.
DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (LP).PEOCEDIMIENTO DE PRUEBADe
la fraccin de material preparada de acuerdo con lo indicado, se
toma una porcin de tamao tal que se pueda formar una pequea esfera
de aproximadamente 12 mm de dimetro, la que se moldea con los dedos
para que pierda agua y se manipula sobre la palma de la mano para
formar un cilindro.A continuacin el cilindro se hace girar con los
dedos de las manos sobre la placa de vidrio para reducir su dimetro
hasta que sea aproximadamente de 3 mm en toda su longitud, como se
muestro en figura.
Figura 4. Enrolamiento de muestra.Si al alcanzar un dimetro de 3
mm el cilindro no se rompe en tres secciones simultneamente,
significa que su contenido de agua es superior al del lmite
plstico. En tal caso se junta nuevamente todo el material para
formar la pequea esfera, manipulando con los dedos para facilitar
su prdida de agua y lograr una distribucin uniforme de la misma,
repitiendo el procedimiento descrito en los incisos anteriores,
hasta que el cilindro se rompa en tres segmentos precisamente en el
momento de alcanzar dicho dimetro, el cual se verifica comparndolo
contra el alambre de referencia.
Mtodo de muestreo y prueba de materialesInmediatamente se
colocan sobre un vidrio de reloj los fragmentos del cilindro y se
determina el contenido de agua de ese material, para mayor
seguridad en los resultados, la prueba se efectuara por triplicado,
obteniendo para cada una de las determinaciones, el contenido de
agua.Teniendo las capsulas, se procedi al secado de la muestra en
horno, para ello se mantuvo en el horno durante 24 horas, y se
procedi al pesado de las capsulas, obteniendo lo siguiente. Tabla
1. Resultados lmite lquido.
Determinacin del Lmite Plstico (LP).Se obtuvo el siguiente
resultado. No. de capsulaNo. de golpesPeso capsula + suelo
hmedo(gr)Peso capsula + suelo seco(gr)Peso del agua(gr)Peso de la
capsula(gr)Peso del suelo seco(gr)Contenido de agua(%)
32819.415.713.697.977.7447.67
252416.7714.3752.3958.196.18538.72
173017.1114.42.718.126.2843.15
293514.2412.581.668.444.1440.10
No. de capsulaPeso capsula + suelo hmedo(gr)Peso capsula + suelo
seco(gr)Peso del agua(gr)Peso de la capsula(gr)Peso del suelo
seco(gr)Contenido de agua (%)
2214.1413.40.748.84.616.09
Tabla 2. Resultados lmite plstico.
CONCLUSIN
En conclusin, con estas pruebas realizadas podemos llegar a
obtener informacin importante para poder conocer con qu tipo de
suelo estamos tratando, lo cual, es de suma importancia para la
ingeniera civil puesto que toda estructura es soportada por el
suelo y de ah que no se tengan problemas con expansiones,
hundimientos, etc.Estas pruebas tienen que ser realizadas en un
laboratorio que cumpla con los requisitos para poder realizar estas
pruebas porque los resultados se pueden ver afectados por mnimos
detalles, tales como: instrumentos mal calibrados hasta mal control
en temperaturas y humedades en el espacio donde se realiza la
prueba.
BIBLIOGRAFA Jurez, B., Rico, R. (2010). Mecnica de Suelos I.
Fundamentos de la .Mecnica de Suelos. Mxico: Limusa.
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