DETERMINACIÓN DEL LÍMITE DE CONTRACCIÓN

Alcance y Aplicación

Este método establece el procedimiento para determinar el límite de contracción de los suelos.

Terminolgía

Límite de contracción: humedad máxima de un suelo para la cual la una reducción de la humedad no causa disminución de volumen de suelo

 

Aparatos

 
Plato de evaporación. De porcelana, de aproximadamente 140 mm de diámetro.

Espátula. O cuchillo, con una hoja flexible de aproximadamente 75 mm de largo por 20 mm de ancho.

Molde. Cilíndrico, metálico o de porcelana, con el fondo plano y de aproximadamente 45 mm de diámetro y 13  mm de altura.

Regla de enrase. De acero, de aproximadamente 150 mm de largo.

Taza de vidrio. De aproximadamente 60 mm de diámetro y 30 mm de altura, con su borde superior pulido y esencialmente paralela a la base.

Placa de vidrio. Con tres puntas para sumergir la muestra en el mercurio

Probeta. Con una capacidad de 25 mm y graduada a 0.2 ml

Balanza. Con una precisión de 0.01 g.

Mercurio. Suficiente para llenar la taza de vidrio.

Horno. Con los requerimientos de la norma NCh 1515 Of 77

 

Calibración del molde.

 

Pesar y registrar la masa del molde vacío (mm), aproximado a 0.1 g.
Determinar la capacidad del molde en cm3 (ml) llenándolo con mercurio, enrasando con una placa de vidrio y midiendo el volumen de mercurio que llena el molde por pesada y dividiendo por la densidad del mercurio (? Hg= 13.55 g/cm3). Registrar dicha capacidad como volumen de la pastilla de suelo humedo (Vn) aproximando a 0.01 ml.

 

Tamaño de la muestra de ensaye.

Debe tener un tamaño en masa de aproximadamente 30 g.

 

 

Acondicionamiento de la muestra de ensaye.

 
-Si solo se requiere determinar el límite de contracción, tomar la muestra de ensaye del material completamente homogeneizado que pasa por el tamiz de 0.5 mm obtenido de acuerdo con la norma AASHTO 387-80.

-Colocar la muestra en el plato de evaporación y mezclar completamente con agua destilada en una cantidad suficiente para llenar completamente los huecos del suelo y dejar el suelo suficientemente pastoso para colocarlo en el molde sin inclusión de burbujas de aire.

Nota: La humedad necesaria para alcanzar la consistencia requerida en suelos desmenuzables es igual o ligeramente superior a wL y en suelos plásticos puede exceder a wL hasta un 10%.

 

-Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y sólida se mezclen homogéneamente.

Nota : En suelos de alta plasticidad este plazo no debe ser menor que 24 h. En suelos de baja plasticidad este plazo puede ser mucho menor y en algunos casos puede eliminarse.
  

-Si se requiere determinar además el límite líquido, tomar la muestra de ensaye de la porción de suelo acondicionada según la NCh 1517/I Of 79.

Ensaye.

 

 

-Recubrir el interior del molde con una capa delgada de lubricante (por ejemplo, vaselina o aceite de silicón para prevenir la adherencia de suelo al molde).

-Colocar una porción de suelo húmedo de aproximadamente un tercio de la capacidad del molde en el centro de este y extenderlo hasta los bordes, golpeando el molde contra una superficie firme recubierta con papel secante o similar.

-Agregar una porción similar a la primera y golpear el molde hasta que el suelo este completamente compactado y todo el aire atrapado suba a la superficie.

-Agregar material y compactar hasta que el molde este completamente lleno y con exceso de suelo sobre el borde.

-Enrasar con la regla y limpiar posibles restos de suelo adherido al exterior del molde.

-Inmediatamente de enrasado, pesar el molde con el suelo compactado. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo húmedo (mh). Registrar aproximando a 0.01 g.

-Dejar secar lentamente al aire hasta que la pastilla de suelo moldeado se despegue de las paredes del molde o hasta que cambie de color oscuro a claro.

Nota: Se recomienda efectuar el ensaye, hasta el inicio del secado, en cámara húmeda. Si no se cuenta con este dispositivo se deben tomar todas las precauciones necesarias para reducir la evaporación.

-Secar en horno a 110±5 oC  hasta masa constante.

Nota: El secado en horno a 110±5 oC no entrega resultados fiables en suelos que contienen yeso u otros minerales que pierden fácilmente el agua de hidratación o en suelos que contienen cantidades significativas de materia orgánica. En estos casos es recomendable el secado en horno a aproximadamente 60 °C.

-Pesar el molde con el suelo seco. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo seco (ms). Registrar aproximando a 0.01 g.

-Determinar el volumen de la pastilla de suelo seco.

-Llenar la taza con mercurio hasta que desborde, enrasar presionando con la placa de vidrio y limpiar los restos de mercurio adheridos al exterior de la taza.

-Colocar la taza llena de mercurio sobre el plato de evaporación, colocar el trozo de suelo sobre la superficie del mercurio y sumergirlo cuidadosamente mediante las puntas de la placa de vidrio hasta que esta tope firmemente contra el borde de la taza. (Es esencial que no quede aire atrapado bajo el trozo de suelo ni bajo la placa de vidrio).

-Medir el volumen de mercurio desplazado por el trozo de suelo por pesada y dividiendo por la densidad del mercurio (?Hg = 13,55 g/cm³ ), registrarlo como volumen del trozo de suelo seco ( Vs), aproximando a 0,01cm³ (0,01ml).

 
Expresión de resultados

 

Calcular la humedad del suelo en el momento en que fue moldeado de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al 0.1 %

 
w =( ( mh - ms ) / ms ) * 100

en que :

w = humedad del suelo en el momento que fue moldeado, % ;
mh = masa del suelo humedo, g ; y
ms= masa del suelo seco, g.
          
Calcular el límite de contracción, del suelo de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al 1 %.

 

wS = w – ( ( (Vh - Vs ) * ?w) / ms ) * 100

 

en que :

wS = límite de contracción, %;
w = humedad del suelo en el momento que fue moldeado, %;
Vh = volumen de la pastilla de suelo húmedo, cm3 (ml);
Vs = volumen de la pastilla de suelo seco, cm3 (ml);
?w = densidad del agua, gr/cm3(gr/ml) ; y
ms = masa del suelo seco, g.

 

En JH - Soluciones Integrales S.A.S. "Somos expertos en diseño estructural en Medellín"

Fuente:
UCN