LIMITES DE ATTERBERG
El ensayo de límite me permite hacer una clasificación del suelo a partir de una característica importantísima del suelo como lo es la plasticidad.
Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solamente pueden existir en cuatro estados de consistencia según su humedad.
Atterberg marcó las fronteras de los cuatro estados en que pueden presentarse los materiales granulares muy finos mediante la fijación de los límites siguientes:
Limite Líquido (LL) (es la frontera entre el estado líquido y el plástico)
Limite plástico (LP.) (es la frontera entre el estado plástico y el semi-sólido)
Limite de retracción (W.s.) (frontera entre el estado semi-sólido y el estado sólido) y mediante ellos se puede dar una idea del tipo de suelo en estudio. A estos límites se les llama límites de consistencia.
Este ensayo nos permite determinar que tipo de suelo es, este ensayo se da para finos y para algunas arenas que pasan el tamiz #40, y que tienen la propiedad de la plasticidad.
A partir de los límites puedo determinar el índice de plasticidad y posteriormente encontrar los índices de liquidez, el índice de plasticidad y el índice de retracción.
LIMITE LÍQUIDO
EQUIPO UTILIZADO
- Aparato de Arturo Casagrande, el cual consta de un recipiente de bronce, ubicado sobre una base.
- Ranurador.
- Espatula.
- Horno con temperatura de 105ºc a 115ºc, temperatura constante.
- Balanza.
- Taras.
PROCEDIMIENTO
El ensayo se hace solamente con la fracción de suelo que pasa por el tamiz #40.
· La copa de Casagrande debe ser calibrada.
· Tomamos parte del suelo que paso el tamiz #40, lo humedecemos con agua en un recipiente pequeño, de modo que quede una pasta homogénea.
· Posteriormente ubicamos la mezcla en el recipiente de bronce de la copa de Casagrande, de modo que quede homogénea y paralela horizontalmente con la superficie.
· Se ranura la mezcla, dividiendo en dos la mezcla con ayuda del ranurador, el cual me generara un talud de 45º.
· Y por ultimo se gira la manivela del aparato de Casagrande y se cuenta el numero de golpes que se producen antes que el talud se junte, una forma clara de entender este ultimo caso es con la siguiente imagen. Hay que tener en cuenta que si la ranura se cierra antes de 10 golpes hay que sacar la muestra y volverla a mezclar.
· Luego tomamos una pequeña parte de la mezcla, pueden ser 10g se toma su peso húmedo y se anota el numero de golpes.
· Se toma esta muestra se mete al horno, entre 12 y 24 horas, y luego se toma el peso seco de la muestra.
· Se repite todo este procedimiento con las otras dos muestras.
RESULTADOS
Obtenemos la humedad y el limite liquido
HUMEDAD
El contenido de humedad del suelo, se define como la cantidad de agua presente en el suelo al momento de efectuar el ensayo, y se representa con la siguiente expresión;
Donde;
W: Humedad
Wh: Peso de la muestra húmeda
Ws: Peso de la muestra seca
PROCEDIMIENTO PARA HALLA REL CONTENIDO DE HUMEDAD
· Tomamos una muestra representativa del suelo a evaluar. · Obtenemos el peso húmedo de la muestra.
· Colocamos la muestra en una tara, y la metemos en el horno, durante 24 horas; el horno debe de estar a una temperatura de 105ºc a 115ºc.
· Retiramos la muestra del horno, la dejamos enfriar y posteriormente determinamos el peso seco de la muestra.
· Luego utilizamos la expresión indicada con anterioridad para determinar la humedad.
Luego de determinar el contenido de humedad, construimos la curva Humedad vs Nº golpes, para posteriormente determinar el índice liquido.
ENCONTRAMOS EL LIMITE LIQUIDO CON Nº GOLPES VS HUMEDAD
El límite líquido se define cuando el contenido de agua en la curva de fluidez corresponda a 25 golpes.
Reemplazando x=25 en la ecuación y = -0.5205x + 67.252
Obtenemos y=54.24,
Entonces LL=54.24
LIMITE PLASTICO
El límite plástico se define como el contenido de humedad, expresado en porciento, cuando comienza agrietarse el rollo formado con el suelo de 3 mm de diámetro, al rodarlo con la mano sobre una superficie lisa.
EQUIPO UTILIZADO
· Vidrio esmerilado
· Tara
· Horno con temperatura de 105ºc a 115ºc, temperatura constante.
· Balanza.
Índice de plasticidad (IP), me indica la magnitud del intervalo de humedades en el cual el suelo posee consistencia plástica. IP=LL-LP
PROCEDIMIENTO
· Se toma la mitad de la muestra que utilizamos en el límite liquido, amasamos el suelo con la mano y lo rodamos sobre el vidrio esmerilado, hasta que formemos los rollitos de 3mm de diámetro y de 15 a 20cm de largo.
· Vamos amasando y rodando los rollitos de forma que estos pierdan su humedad, el limite plástico se alcanza cuando se agrieta el rollito.
· Después de que se agrieta se toma su peso húmedo.
· Luego se mete al horno entre 12 o 24 horas, y se determina su peso seco.
RESULTADOS:
A continuación se presenta los resultados obtenidos en el ensayo del Limite Plástico. Se presenta también la humedad promedio que determina dicho límite.
Para hallar el Límite Plástico, promediamos los valores de la humedad obtenidos del ensayo de LP (Gráfico anterior)
LP=(42.8 + 20 + 40) / 3
LP=34.27
INDICE DE PLASTICIDAD
IP = LL - LP
IP = 54.24 – 34.27
IP = 19.97
Para hallar el IP por fórmula…
IP = 0.73(LL - 20)
IP = 0.73(54.24 - 20)
IP = 24.99
A partir de los limites encontrados y del IP encontrado en el ensayo, podemos determinar por medio del grafico de Casagrande que tipo de arcilla o limo es CL, CH, ML, MH y asi determinar que cantidad de arcilla tiene y de que clase es, para de esta forma mirar si es una arcilla de alta plasticidad como lo es la montmorillonita es decir una arcilla que absorbe gran cantidad de agua. O de forma contraria establecer si la arcilla es de baja plasticidad es decir su actividad es baja (absorbe poca cantidad de agua) como lo es el caso de la illita y la caolinita.
De esta forma podemos determinar el tipo de suelo y analizar si es el suelo indicado para ejecutar la obra.
Cómo IPFormula > IPEnsayo entonces se sabe que este suelo se ubica por debajo de la línea A en la gráfica de Casagrande.
Al obtenerse un LL mayor que 50, nuestro suelo es un MH (Limo inorgánico de alta compresibilidad)
