Designación: D 2419 – 02 Método de Ensayo Ensayo Estándar Estándar para Valor Equialente de !rena de "uelos y !gregado #ino
1. Alcance
1.1 Este método de ensayo pretende servir como un ensayo rápido de correlación en el campo. El propósito de este método de ensayo es indicar, bajo condiciones estándar, las proporciones relativas de arcilla o finos plásticos y polvo en suelos granulares y agregado fino que pasa la malla de 4.7 mm !"o. 4#. El término $equivalente de arena% e&presa el concepto que la mayor'a de suelos granulares y agregado fino son me(clas deseables de part'culas gruesas, arena y generalmente no deseables arcillas, finos plásticos y polvo. ")*+ 1 +lgunos laboratorios laboratorios desarrollan el ensayo en material con un tama-o menor que la malla "o. 4 !4.7 mm#. Esto es eco para evitar atrapar la arc illa, finos plásticos y polvo bajo formas escamosas con tama-os de part'culas de 4.7 a /.0 mm !"o. 4 a "o. 2#. Ensayando material de tama-o peque-o puede bajar el resultado numérico del ensayo. 1./ Unidades de Medida: 1./.1 3os valores establecidos en unidades del istema 5nternacional !5# son considerados como las estándar, con la e&cepción de las dimensiones del aparato especial de ensayo ensa yo para equivalente de arena descrito en la 6ig. 1, en el cual las dimensiones en pulgadas son estándar. 3os valores en paréntesis son para información nicamente. 1.0 Este 1.0 Este estándar no pretende dar lineamientos de todos los problemas de seguridad, si hay alguno, asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de este estándar establecer la seguridad apropiada y prácticas saludables así como determinar determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras previas previas a su uso. 2. Documentos de Referencia
2.1 Estándares 2.1 Estándares A!M 8 79 :ráctica para :reparación de los *érminos :recisión y *endencia *endencia en ;étodos de Ensayo para ;ateriales de 8onstrucción 8 79/ :ráctica para
E 11 Especificación para ;allas de +lambre *ejido para :ropósitos de Ensayo 2.2 Estándares AA"!#: * 17 ;étodo de Ensayo Estándar para 6inos :lásticos en +gregados >raduados y uelos mediante el ?so del Ensayo Equivalente de +rena 3. Terminología
0.1 $e%iniciones: 0.1.1 agregado %ino & agregado que pasa la malla de @. mm !0A2 pulg.# y casi totalmente pasando la malla de 4.7 mm !"o. 4# y predominantemente retenido en la malla de 7 µm !"o. /99# !ver *erminolog'a = 2#. 0.1./ e'uivalente de arena& una medida de la cantidad de contaminación de limo o arcilla en el agregado fino !o suelo# como es determinado por el ensayo !ver *erminolog'a = 0#. !:ara mayor e&plicación, ver
4.1 ?n volumen medido de suelo o agregado fino y una peque-a cantidad de solución floculante son colocados dentro de un cilindro plástico graduado y es agitado para aflojar los revestimientos de arcilla en las part'culas de arena en el espécimen de ensayo. Entonces el espécimen es $irrigado% usando solución floculante adicional for(ando al material de arcilla entrar en suspensión sobre la arena. =espués de un per'odo de sedimentación prescrito, la altura de arcilla floculada es le'da y la altura de arena en el cilindro es determinada. El equivalente de arena es la relación de la altura de arena a la altura de arcilla por 199. 5. ignificado y !so
.1 Este método de ensayo asigna un valor emp'rico a la cantidad relativa, finura y carácter de material de arcilla presente en el espécimen de ensayo. ./ ?n valor m'nimo de equivalente de arena puede ser especificado para limitar la cantidad permisible de finos arcillosos en un agregado. .0 Este método de ensayo provee un método de campo rápido para determinar cambio en la calidad de los agregados durante la producción o colocación.
". #nterferencias
.1 ;antenga la temperatura de la solución de trabajo en // ± 0B8 !7/ ± B6# durante el desarrollo de este ensayo. ")*+ /C i las condiciones de campo evitan el mantenimiento del rango de temperatura, muestras arbitro frecuente deben ser suministradas a un laboratorio donde sea posible el control de la propia temperatura. *ambién es posible establecer curvas de corrección de temperatura para cada material siendo ensayado donde el control de la propia temperatura no es llevado. in embargo, ninguna corrección general debe ser utili(ada para algunos materiales con un rango angosto de valores de equivalente de arena. 3as muestras que renan los requerimientos m'nimos para equivalentes de arena en una solución de trabajo con temperatura abajo del rango recomendado no necesitan ser sometida a ensayo de arbitraje. ./ =esarrolle el ensayo en un lugar libre de vibración. 3a vibración e&cesiva puede causar la suspención del material con asentamiento a una ra(ón mayor que la normal. .0 "o e&pongas los cilindros plásticos a los rayos del sol, a menos que sea necesario. .4 )casionalmente puede ser necesario remover el desarrollo de un ongo del recipiente que contiene la solución de trabajo cloruro de calcio y del lado interno del tubo fle&ible o tubo irrigador. Este ongo puede fácilmente ser visto como una sustancia viscosa en la solución, o como un crecimiento del molde en el lado interno del mismo. .4.1 :ara remover este ongo, prepare un solvente limpio diluyendo solución de ipoclorito de sodio !blanqueador de cloro casero# con una cantidad igual de agua. .4./ =espués de descartar la solución contaminada, llene el recipiente con el solvente limpio preparadoD deje alrededor de 1 3itro del solvente limpio para flujo a través del sifón ensamblado y tubo irrigador, entonces coloque la abra(adera apretada en el final del tubo para cortar el flujo de solvente y para sostener el solvente en el tubo.
. 3a solución de trabajo que tenga más de dos semanas debe ser descartada. .7 El me(clado y almacenamiento del recipiente para la solución debe ser completamente lavado antes de me(clar una solución fresca. .2 3a solución fresca no deberá ser adicionada a la solución vieja, a pesar de todo. $. A%aratos
7.1 ?n cilindro graduado de plástico acr'lico transparente, tapones de ule, tubo irrigador, pesa de pie ensamblado y sifón ensamblado, todo conforme a la respectiva especificación y dimensiones mostradas en la 6ig. 1. er ane&o +1 para aparato alternativo. 7./ Molde de medida C?n molde cil'ndrico de apro&imadamente 7 mm !/ F pulg.# de diámetro teniendo una capacidad de 2 ± ml. 7.0 Malla (.)* mm +o. (-, conforme a los requerimientos de la Especificación E 11. 7.4 Embudo, boca anca, para transferir la muestra dentro del cilindro graduado. 7. otellas, / de 0.2 3 !1.9 gal# para almacenar la solución de e&istencia y de trabajo. 7. /ecipientes planos, para me(clado. 7.7 /elo0 o cronmetro, con lecturas en minutos y segundos. 7.2 Agitador Mecánico para E'uivalente de Arena, designado para sostener el cilindro plástico graduado requerido en una posición ori(ontal aunque está sujeto a un movimiento reciproco paralelo a su longitud y teniendo una carrera de /90./ ± 1.9 mm !2 ± 9.94 pulg.#, operando a 17 ± / cpm. ?n aparato t'pico se muestra en la 6ig. /. El agitador debe estar seguramente sostenido a una base firme y nivelada. ")*+ 0C El movimiento de las partes del agitador mecánico debe ser provista con defensas de seguridad para protección del operador. 7.@ Agitador E'uivalente de Arena #perado Manualmente&& !opcional#, como se muestra en la 6ig. 0, o equivalente, capa( de producir un movimiento oscilatorio a una ra(ón de 199 ciclos completos en 4 ± segundos, con una asistencia manual medio golpe, longitud de 1/.7 ± 9. cm ! ± 9./ pulg.#. El dispositivo será designado para sostener el cilindro graduado requerido en una posición ori(ontal y pasar sujeto a un movimiento rec'proco paralelo a su longitud. El agitador debe estar sostenido seguramente a una base firme y nivelada. i solamente unos pocos ensayos serán corridos el agitado puede ser sostenido con las manos en una base firme y nivelada. 7.19 "orno, de suficiente tama-o y capa( de mantener una temperatura de 119 ± B 8.
7.11 apel 3iltro, Gatman "o. / o equivalente. &. Reacti'os y Materiales
2.1 olucin toc45 El material listado en 2.1.1, 2.1./ y 2.1.0 puede ser usado para preparar la solución stocH. i el uso de formalde'do como el biocide es de preocupar, el material en 2.1./ o 2.1.0 puede ser usado. ?na cuarta alternativa es no usar cualquier biocide estipulando que el tiempo de almacenamiento de la solución stocH no es suficiente para fomentar el crecimiento de ongos. 2.1.1 olución stocH !en e&istencia# con formalde'do. 2.1.1.1 6loruro de 6alcio Anhidro, 44 g !1.9 lb# de grado técnico. 2.1.1./ 7licerina U , /99 g !149 m3#. 2.1.1.0 3ormaldehído, !solución al 49I en volumen# 47 g !4 m3#. 2.1.1.4 =isuelva 44 g !1.9 lb# de cloruro de calcio en 1.2@ 3 !1A/ gal# de agua destilada. Enfr'e y filtre a través de papel filtro plegado rápido y listo. +dicione los /99 g de glicerina y 47 g de formalde'do a la solución filtrada, me(cle bien y diluya para 0.72 3 !1 gal.# 2.1./ olución stocH con glutaralde'do. 2.1./.1 6loruro de 6alcio $ihidratado, 77 g !1./7 lb# de grado +.8.. "ota 4CEl grado +8 de cloruro de calcio diidratado es especificado para la solución stocH preparada con glutaralde'do porque los ensayos indican que las impure(as en el grado técnico del cloruro de calcio anidro pueden reaccionar con el glutaralde'do resultando en un precipitado desconocido. 2.1././ 7licerina U , /99 g !149 m3#. 2.1./.0 1,J entanedial +7lutaraldehído- solución al 9I en agua @ g !0 m3#. 2.1./.4 =isuelva los 77 g !1./7 lb# de cloruro de calcio diidratado en 1.2@ 3 !1A/ gal# de agua destilada. Enfr'e y adicione los /99 g de glicerina y los @ g de glutaralde'do a la solución, me(cle bien y diluya para 0.72 3 !1 gal#. "ota 1,Jpentanedial, también conocido como glutaralde'do, glutaricJdialde'do, y nombre de marca ?8+<85=E /9, puede ser obtenido como $olución de >lutaralde'do al 9I% 2.1.0 olución stocH con Katon 8>A58:.
2.1.0.1 6loruro de calcio $ihidratado, 77 g !1./7 lb# de grado +.8.. 2.1.0./ 7licerina U , /99 g !149 m3#. 2.1.0.0 8athon 6796 , 0 g !0 m3#. 2.1.0.4 =isuelva los 77 g !1./7 lb# de cloruro de calcio diidratado en 1.2@ 3 !1A/ gal# de agua destilada. Enfr'e y adicione los /99 g de glicerina y los 0 g de Katon 8>A58: a la solución, me(cle bien y diluya para 0.72 3 !1 gal#. 2./ olucin de !raba0o de 6loruro de 6alcio C:repare la solución de trabajo de cloruro de calcio diluyendo una medida de lata !2 ± m3# lleno de la solución stocH cloruro de calcio para 0.2 3 !1.9 gal# con agua. ?se agua destilada o desminerali(ada para la preparación normal de la solución de trabajo. in embargo, si se determina que el agua local es de semejante pure(a que no afecta los resultados del ensayo, se permite el uso en lugar de agua destilada o desminerali(ada, e&cepto en casos de disputa. ")*+ El efecto del agua local en el resultado del ensayo equivalente de arena puede ser determinado comparando los resultados de tres ensayos equiva lentes de arena usando agua destilada con el resultado de otros tres ensayos usando agua local. 3os seis espec'menes de ensayos requeridos para esta comparación deben ser preparados de la muestra del material y secados al orno como se prescribe en este método de ensayo. (. )re%araci*n de la Muestra
@.1 ;uestreo del material a ser ensayado de acuerdo con la :ráctica = 7. @./ ;e(clar completamente la muestra y reducirla si es necesario, usando los procedimientos aplicables de la :ráctica 8 79/. @.0 )btener al menos 199 g de material que pasa la malla 4.7 mm !"o. 4# de la siguiente maneraD @.0.1 epare la muestra en la malla de 4.7 mm !"o. 4# por medio de un movimiento lateral y vertical de la malla acompa-ado de una acción de golpeteo como para mantener la muestra moviéndose continuamente sobre la superficie de la malla. 8ontine el tami(ado asta no más de 1 I en peso del residuo que pasa la malla durante 1 minuto. Ejecute la operación de tami(ado a mano o por un aparato mecánico. 8uando la totalidad del tami(ado mecánico está siendo determinado, ensaye por el método manual descrito arriba usando una capa simple de material sobre la malla. @.0./ 6racture algunos grumos de material en la fracción gruesa que pasa la malla de 4.7 mm !"o. 4#. ?se un mortero y un pistilo cubierto de ule o cualquier otro medio que no cause degradación apreciable del agregado.
@.0.0
embargo, necesariamente será repetido el ensayo en un espécimen de ensayo seco. i el equivalente de arena determinado de un ensayo en un espécimen de ensayo seco, está más debajo del l'mite del m'nimo especificado, será necesario desarrollar dos ensayos adicionales en espec'menes de ensayo secos de la misma muestra. El equivalente de arena para una muestra será determinado de acuerdo con la sección de cálculo. @.4./ reparacin del Esp;cimen de Ensayo, rocedimiento : @.4./.1 ;anteniendo una condición libre de flujo, umede(ca suficientemente el material para prevenir segregación o pérdida de finos. @.4././ :arta o cuartee 1999 a 199 g de material. ;e(cle completamente con un enrasador de mano en un recipiente circular mediante cucaradas alrededor de la mitad del recipiente mientras se está rotando ori(ontalmente. El me(clado o reme(clado deberá ser continuado por 1 minuto para lograr uniformidad. erifique el material para la condición de umedad necesaria mediante apretando erméticamente una peque-a porción de la muestra me(clada completamente en la palma de la mano. i se forma un moldeado que permita manejarla cuidadosamente sin que se corte, el rango de umedad correcta a sido obtenido. i el material esta también seco, el moldeado será desmigajado y le será necesariamente adicionada agua y reme(clado y reensayado asta que el material forme un moldeado. i el material muestra alguna agua libre esto es también umedad para el ensayo y puede ser drenada y secada con aire, me(clando frecuentemente para asegurar uniformidad. Este material sobre mojado formara un buen moldeado cuando sea verificado inicialmente, como el proceso de secado puede continuar asta una verificación ermética en el material secándose proporciona un moldeado el cual es más frágil y delicado de manejar que el original. i el contenido de umedad $como recibido% está dentro de los limites descritos arriba, la muestra puede ser corrida inmediatamente. i el contenido de umedad es alterado para reunir esos l'mites, la muestra deberá ser puesta en el recipiente, cubierta con una tapa o con un pa-o medo que no toque el material, y permitir mantenerse as' por un m'nimo de 1 minutos. @.4./.0 =espués del tiempo de curado m'nimo, reme(cle por un minuto sin agua. 8uando se aya me(clado completamente, coloque el material formando un cono con una espátula. @.4./.4 *ome el medidor en una mano y empjelo directamente a través de la base de la pila mientras que sostiene firmemente con la mano libre en contra de la pila opuesta al medidor. @.4./. 8omo el recipiente viaja a través de la pila y emerge, presione con la mano para causar que el material llene el recipiente asta sobrellenarlo. :resione firmemente con la palma de la mano, compactando el material asta que se consolide en el recipiente. El e&ceso de material debe ser retirado, nivelado con el borde del recipiente, moviendo el filo del enrasador en un movimiento (ig(ageante a través del tope. @.4./. :ara obtener espec'menes de ensayo adicional, repita el procedimiento descrito en @.4./.0 a @.4./.. 1+. )re%araci*n del A%arato
19.1 +juste el sifón ensamblado a una botella de trabajo con 0.2 3 !1.9 gal.# solución de cloruro de calcio. 8oloque la botella en un estante a @9 ± cm !0 ± / pulg.# por encima de la superficie de trabajo, !ver 6ig. 4#. ")*+ @ En lugar de la botella de 0.2 3 !1.9 gal#, una cubeta de vidrio o plástico teniendo una capacidad suficiente puede ser usada proporcionando que el nivel del l'quido de la solución de trabajo sea mantenida entre @9 y 1/9 cm !0 y 42 pulg# por encima de la superficie de trabajo. 19./ 5nicie el sifoneado mediante soplado en la boca de la botella de solución a través de una pie(a corta de tubo mientras la abra(adera apretada está abierta. 11. )rocedimiento
11.1 ifonee 4 ± 9.1 pulg. !19/ ± 0 mm# !indicado en el cilindro graduado# de la solución de trabajo de cloruro de calcio en un cilindro plástico. 11./ ierta uno de los espec'menes de ensayo en el cilindro plástico usando el embudo para evitar derrames !ver 6ig. #. 11.0 >olpee suavemente el fondo del cilindro sobre la palma de la mano, algunas veces para liberar las burbujas de aire y para promover umedecer completamente el espécimen. 11.4 :ermita que el espécimen umedecido y cilindro permane(can inalterados por 19 ± 1 minutos. 11. +l final de los 19 min del per'odo de umedecimiento, tape el cilindro, entonces afloje el material del fondo mediante la inversión parcial del cilindro y ag'telo simultáneamente. 11. =espués de aflojar el material desde el fondo del cilindro, agite el cilindro y su contenido por uno de los siguientes tres métodosD 11..1 M;todo del Agitador Mecánico < 8oloque el cilindro tapado en el agitador mecánico de equivalente de arena, fijar el tiempo, y permita a la maquina agitar el cilindro y el contenido por 4 ± 1 s. 11../ M;todo del Agitador Manual: 11../.1 +segure el tapón del cilindro en las tres abra(aderas elásticas del transportador del agitador equivalente de arena operado manualmente y ajuste el contador a cero. "ota 19 :ara prevenir derrame, asegurarse que el tapón está firmemente asentado en el cilindro antes de colocarlo en el agitador manual. 11.././ ;antenerse directamente frente al agitador y fuerce el pun tero a limitar el golpe de la marca pintada en el reverso mediante la aplicación de un movimiento ori(ontal brusco a
la porción superior de la banda de acero elástica manual dereca. Entonces remueva la mano de la correa y permita la acción elástica de la banda para mover el transportador y el cilindro en la dirección opuesta sin asistencia o impedimento. 11../.0 +plique la fuer(a necesaria a la banda de acero elástica manual dereca durante la porción brusca de cada golpe para mover el puntero al l'mite del marcador de golpes para empujar en contra de la banda, con los e&tremos de los dedos para mantener un movimiento oscilante liso !ver 6ig. #. El centro del go lpe l'mite marcado es posicionado para proporcionar la longitud del golpe propio y su anco proporcionando el má&imo l'mite de variación permisible. 3a propia acción de agitado puede ser mejor mantenida mediante el uso solamente del antebra(o y la acción de la mu-eca para propulsar el agitado. 11../.4 8ontine la acción de agitado durante 199 golpes. 11..0 M;todo manual: 11..0.1 ostenga el cilindro en una posición ori(ontal como se ilustra en la fig. 7 y agite vigorosamente con un movimiento lineal ori(ontal de e&tremo a e&tremo. 11..0./ +gite el cilindro @9 ciclos en apro&imadamente 09 s usando un lan(amiento de /0 ±0 cm !@ ±1 pulg.#. ?n ciclo es definido como un movimiento completo de ida y regreso. :ara agitar el cilindro a esta velocidad apropiada será necesario para el operador agitar con el antebra(o solamente, relajando el cuerpo y los ombros. 11.7 iguiendo la operación de agitado, coloque el cilindro sobre la mesa de trabajo y remueva el tapón. 11.2 rocedimiento de rrigacin: 11.2.1 =urante el procedimiento de irrigación, mantenga el cilindro vertical y la base en contacto con la superficie de trabajo. 5nserte el tubo irrigador en la boca del cilindro, remueva la abra(adera elástica de la manguera, y lave el material de las paredes del cilindro cuando el irrigador es bajado. 6orce el irrigador a través del material al fondo del cilindro mediante la aplicación de una acción suave de encufado y dar vueltas mientras que la solución de trabajo fluye de la punta del irrigador. En este flujo abundante el material fino entra en suspensión por encima de las part'culas de arena gruesa !ver 6ig. 2#. 11.2./ 8ontine aplicando una acción de insertar y dar vueltas mientras los finos siguen fluyendo y ascendiendo asta que el cilindro es llenado a la graduación de 1 pulg !02.9 cm#. Entonces levante el tubo irrigador lentamente sin cerrar el flujo como para que e l nivel del l'quido sea mantenido en la graduación alrededor de 1 pulg !02.9 cm# mientras que el tubo irrigador está siendo sacado.
11.19 +l final de los /9 min del per'odo de sedimentación, lea y registre el nivel de la arcilla en suspensión como se describe en 11.1/. Esta se referirá como la $lectura de arcilla%. i no es clara la l'nea de demarcación que se a formado al final de los /9 min del per'odo de sedimentación, permita que la muestra permane(ca inalterada asta que una lectura pueda ser obtenidaM entonces inmediatamente lea y registre el nivel del borde de la arcilla en suspensión y el tiempo de sedimentación total. i el tiempo de sedimentación total e&cede de 09 min, repita el ensayo usando tres espec'menes individuales del mismo material.
1/.1 8alcule el equivalente de arena al más cercano 9.1 I como sigueD E /lectura de arena0 lectura de arcilla 1++
=óndeD E N equivalente de arena 1/./ i el equivalente de arena calculado no es un nmero redondo, reporte este como el siguiente numero entero superior. :or ejemplo, si el nivel de arcilla es 2.9 y el nivel de arena 0.0, el equivalente de arena calculado seráD !0.0A2.9# & 199 N 41./ Entonces este equivalente de arena calculado no es un numero entero este puede ser reportado como el siguiente numero entero mayor el cual es 4/.
1/.0 i se desea promediar una serie de valores de equivalente de arena, promedie los valores de nmeros enteros determinados como se d escribe en 1/./. i el promedio de estos valores no es un nmero entero, aumentarlo al siguiente numero entero mayor como se muestra en el siguiente ejemploD 1/.0.1 8alcule E de los valoresD 41./, 40.2, 49.@ 1/.0./ =espués de aumentar cada uno al siguiente nmero entero mayor tenemos 4/, 44, 41. 1/.0.0 =etermine el promedio de estos valores como sigueD !4/O44O41#A0 N 4/.0 1/.0.4 Entonces el valor promedio no es un nmero entero, este es aumentado al siguiente nmero entero mayor, y el valor del equivalente de arena es reportado como 40. 13. )recisi*n y Tendencia
10.1 :recisión 3os siguientes estimados de precisión para este método de ensayo están basados en resultados de ++P*) ;ateriales de
dos ensayos dirigidos adecuadamente en laboratorios diferentes en materiales similares no deben diferir por más de @.1 !d/s#. 10./ !endencia El procedimiento en este método de ensayo no tiene tendencia porque el valor de equivalente de arena esta definido solamente en términos del método de ensayo. Referencia Annual oo of ATM tandard6 2++3 7olume +4.+3 Road and )a'ing Materials6 7e8icle9)a'ement ystems
