ENSAYO DE EQUIVALENTE DE ARENA, SUELOS Y AGREGADOS FINOS
¿QUE ES EL EQUIVALENTE DE ARENA Y PARA QUE SIRVE?
El Equivalente de Arena es una prueba de laboratorio, que se realiza con el objeto de determinar qué porcentaje de una muestra se puede considerar como arena. De manera muy simple lo que se hace es separar por medio de una solución química las partículas finas o polvos de las arenas. e considera que una arena tiene una e!celente calidad si tiene un equivalente superior al "#$.
OBJETIVO
Determinar el equivalente de arena de la fracción fina de materiales %ranulares necesarios para proyectos de in%eniería in%eniería vial. Estipular de forma clara como se calcula el ensayo de equivalente de arena de un suelo. &ompre &om prende nderr de for forma ma an analí alític ticaa com como o se det determ ermina ina cad cadaa uno de los resultad resultados os de del ensayo. &onocer los procedimientos de un ensayo de equivalente de arena y los equipos utilizados en la realización de este.
EQUIPO
'n cilindro %raduado %raduado de pl(stico, con di(metro di(metro interior de )*.+ -/ #.#*mm #.#*mm y altura de 0)*.1mm apro!imadamente %raduado en espacios de 2.0mm desde el fondo hasta una altura de )1*mm
3apón macizo de caucho o %oma, que ajuste en el cilindro 3ubo irri%ador, de acero ino!idable, de cobre o de bronce de 4.)mm de espesor con lon%itud de #1mm con uno de sus e!tremos cerrado for mando una arista 3ubo fle!ible de pl(stico o caucho de 0.+mm de di(metro y de *.2m de lar%o apro!imadamente, con una pinza que permita cortar el paso del líquido a través del mismo. Este tubo conecta el sifón con el tubo irri%ador. Dos botellas de ).+1 de capacidad, el primero destinado a contener la solución de trabajo de cloruro de calcio, el tapón de este frasco lleva dos orificios, uno para el tubo del sifón y el otro para la entrada de aire, el frasco debe colocarse a "* -/ mm de altura sobre la mesa de trabajo. 5ientras que el se%undo destinado para contener la solución toc6.
Dispositivo para tomar lecturas. 'n conjunto formado por un disco de asentamiento, una barra met(lica y una sobrecar%a cilíndrica. Este dispositivo est( destinado a la toma de lecturas 7ecipiente met(lico, de di(metro +mm apro!imadamente, con una capacidad de 1 -/ ml Embudo, de boca ancha, de *##mm de di(metro 7eloj o cronometro, para lecturas de minutos y se%undos 'n a%itador
REACTIVOS Y MATERILES
olución stoc6 8en e!istencia9 con formaldehído. Cloruro de Calcio Anhidro, 00 % 8*.# lb9 de %rado técnico. Glicerina USP , 2## % 8*40# m:9. Formaldehído, 8solución al 0#$ en volumen9 0+ % 80 m:9. ;ara preparar la solución disuelva 00 % 8*.# lb9 de cloruro de calcio en *.1" : 8*2 %al9 de a%ua destilada. Enfríe y filtre a través de papel filtro ple%ado r(pido y listo. Adicione los 2## % de %licerina y 0+ % de formaldehído a la solución filtrada, mezcle bien y diluya para ).+1 : 8* %al.9
PREPARACION DE LA MUESTRA
5uestreo del material a ser ensayado de acuerdo con la ;r(ctica A35 D +. 5ezclar completamente la muestra y reducirla si es necesario, de acuerdo con la pr(ctica A35 +#2 epare la muestra en la malla de 0.+ mm 8=o. 09 por medio de un movimiento lateral y vertical de la malla acompa?ado de una acción de %olpeteo como para mantener la muestra moviéndose continuamente sobre la superficie de la malla. &ontin@e el tamizado hasta no m(s de * $ en peso del residuo que pasa la malla durante * minuto. Ejecute la operación de tamizado a mano o por un aparato mec(nico. &uando la totalidad del tamizado mec(nico est( siendo determinado, ensaye por el método manual descrito arriba usando una capa simple de material sobre la malla.
racture al%unos %rumos de material en la fracción %ruesa que pasa la malla de 0.+ mm 8=o. 09. 'se un mortero y un pistilo cubierto de hule o cualquier otro medio que no cause de%radación apreciable del a%re%ado. 7emueva al%@n revestimiento de finos adheridos al a%re%ado %rueso. Estos finos pueden ser removidos por secado superficial del a%re%ado %rueso, entonces frote entre las manos sobre un recipiente plano.
Preparación de Especíenes de Ensa!"# Pr"cediien$" A%
'sando el medidor de lata, sumerja cuatro de esas medidas de la muestra. &ada vez una medida llena de material es sumer%ida de la muestra, %olpee el borde del fondo del medidor en una mesa de trabajo u otra superficie dura al menos cuatro veces y empujarla escasamente para producir una medida del material consolidado a nivel completo o escasamente redondeado por encima del borde. Determine y re%istre la cantidad de material contenida en estos cuatro medidores ya sea por peso o por volumen en un cilindro pl(stico seco. 7e%rese este material a la muestra y proceda a partir o cuartear la muestra, usando los procedimientos aplicables de la ;r(ctica & +#2 y haciendo los ajustes necesarios para obtener el peso o volumen predeterminado. &uando este peso o volumen es obtenido, ser(n hechas dos sucesivas operaciones de partidura o cuarteo sin ajuste proveyendo la cantidad adecuada de material para llenar el recipiente y entonces proporcionar un espécimen de ensayo. ecar el espécimen de ensayo a peso constante de **# del cuarto antes del ensayo.
B & 82)#
"B &9 y enfríe a temperatura
Preparación de& Esp'cien de Ensa!"# Pr"cediien$" B%
5anteniendo una condición libre de flujo, humedezca suficientemente el material para prevenir se%re%ación o perdida de finos. ;arta o cuartee *### a *## % de material. 5ezcle completamente con un enrasador de mano en un recipiente circular mediante cucharadas alrededor de la mitad del recipiente mientras se est( rotando horizontalmente. El mezclado o remezclado deber( ser continuado por * minuto para lo%rar uniformidad. Cerifique el material para la condición de humedad necesaria mediante apretando herméticamente una peque?a porción de la muestra mezclada completamente en la palma de la mano. i se forma un moldeado que permita manejarla cuidadosamente sin que se corte, el ran%o de humedad correcta ha sido obtenido. i el material esta también seco, el moldeado ser( desmi%ajado y le ser( necesariamente adicionada a%ua y remezclado y reensayado hasta que el material forme un moldeado. i el material muestra al%una a%ua libre esto es también humedad para el ensayo y puede ser drenada y secada con aire, mezclando frecuentemente para ase%urar uniformidad. Este material
sobre mojado formara un buen moldeado cuando sea verificado inicialmente, como el proceso de secado puede continuar hasta una verificación hermética en el material sec(ndose proporciona un moldeado el cual es m(s fr(%il y delicado de manejar que el ori%inal. i el contenido de humedad como recibido est( dentro de los limites descritos arriba, la muestra puede ser corrida inmediatamente. i el contenido de humedad es alterado para reunir esos límites, la muestra deber( ser puesta en el recipiente, cubierta con una tapa o con un pa?o h@medo que no toque el material, y permitir mantenerse así por un mínimo de * minutos. Después del tiempo de curado mínimo, remezcle por un minuto sin a%ua. &uando se ha ya mezclado completamente, coloque el material formando un cono con una esp(tula. 3ome el medidor en una mano y emp@jelo 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. &omo el recipiente viaja a través de la pila y emer%e, presione con la mano para causar que el material llene el recipiente hasta sobrellenarlo. ;resione firmemente con la palma de la mano, compactando el material hasta 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 zi%za%ueante a través del tope. ;ara obtener especímenes de ensayo adicional, repita los pasos anteriores.
PREPARACION DEL APARATO
Ajuste el sifón ensamblado a una botella de trabajo con ).1 : 8*.# %al.9 solución de cloruro de calcio. &oloque la botella en un estante a "# cm 8 )4 2 pul%.9 por encima de la superficie de trabajo, Fnicie el sifonado mediante soplado en la boca de la botella de solución a través de una pieza corta de tubo mientras la abrazadera apretada est( abierta.
;7<&EDF5FE=3< •
ifonee 0
#.* pul%. 8*#2
•
trabajo de cloruro de calcio en un cilindro pl(stico. Cierta uno de los especímenes de ensayo en el cilindro pl(stico usando el embudo para
evitar derrames.
) mm9 8Fndicado en el cilindro %raduado9 de la solución de
•
Golpee suavemente el fondo del cilindro sobre la palma de la mano al%una veces para
•
liberar las burbujas de aire y para promover humedecer completamente el espécimen. ;ermita que el espécimen humedecido y cilindro permanezcan inalterados por *#
•
minutos. Al final de los *# min del período de humedecimiento, tape el cilindro, entonces afloje el
*
material del fondo mediante la inversión parcial del cilindro y a%ítelo simult(neamente.
•
Después de aflojar el material desde el fondo del cilindro, a%ite el cilindro y su contenido por uno de los si%uientes tres métodos Método del Agitador Mecánico o o Método del Agitador Manual: Método manual: osten%a el cilindro en una posición horizontal como se ilustra en o la fi%. + y a%ite vi%orosamente con un movimiento lineal horizontal de e!tremo a e!tremo. A%ite el cilindro "# ciclos en apro!imadamente )# s usando un lanzamiento de 2) ) cm 8" * pul%.9. 'n ciclo es definido como un movimiento completo de ida y re%reso. ;ara a%itar el cilindro a esta velocidad apropiada ser( necesario para el operador a%itar con el antebrazo solamente, relajando el cuerpo y los hombros. i%uiendo la operación de a%itado, coloque el cilindro sobre la mesa de trabajo y remueva el tapón.
Pr"cediien$" de Irri(ación%
Durante el procedimiento de irri%ación, manten%a el cilindro vertical y la base en contacto con la superficie de trabajo. Fnserte el tubo irri%ador en la boca del cilindro, remueva la abrazadera el(stica de la man%uera, y lave el material de las paredes del cilindro cuando el irri%ador es bajado. orce el irri%ador a través del material al fondo del cilindro mediante la aplicación de una acción suave de enchufado y dar vueltas mientras que la solución de trabajo fluye de la punta del irri%ador. En este flujo abundante el material fino entra en suspensión por encima de las partículas de arena %ruesa
&ontin@e aplicando una acción de insertar y dar vueltas mientras los finos si%uen fluyendo y ascendiendo hasta que el cilindro es llenado a la %raduación de * pul% 8)1.# cm9. Entonces levante el tubo irri%ador lentamente sin cerrar el flujo como para que el nivel del líquido sea mantenido en la %raduación alrededor de * pul% 8)1.# cm9 mientras que el tubo irri%ador est( siendo sacado. 7e%ule el flujo justo antes de que el tubo irri%ador sea completamente sacado y ajuste el nivel final a la %raduación de * pul% 8)1.# cm9.
;ermita que el cilindro y su contenido permanezcan inalterados por 2# min * s. Fnicie la re%ulación del tiempo inmediatamente después de sacar el tubo irri%ador. Al final de los 2# min del período de sedimentación, lea y re%istre el nivel de la arcilla en suspensión como se describe m(s adelante. Esta se referir( como la lectura de arcilla. i no es clara la línea de demarcación que se ha formado al final de los 2# min del período de sedimentación, permita que la muestra permanezca inalterada hasta que una lectura pueda ser obtenidaH entonces inmediatamente lea y re%istre el nivel del borde de la arcilla en suspensión y el tiempo de sedimentación total. i el tiempo de sedimentación total e!cede de )# min, repita el ensayo usando tres especímenes individuales del mismo material. 7e%istre la altura de la columna de arcilla para la muestra requerida del periodo de sedimentación corto como la lectura de arcilla.
DETERMINACION DE LA LECTURA DE ARENA
Después de que la lectura de arcilla ha sido tomada, coloque el pie de la pesa ensamblada sobre el cilindro y suavemente baje el ensamblado hasta que descanse en la arena. =o permita que el indicador %olpee la boca del cilindro cuando el ensamble est( siendo bajado. &omo el pie de la pesa viene a descansar en la arena, la punta del ensamble est( pró!ima a las %raduaciones en el cilindro hasta que el indicador toque el lado interno del cilindro. 7este *# pul% 82.0 cm9 del nivel indicado por el e!tremo del borde superior del indicador y re%istre este valor como la lectura de arena &uando tome la lectura de arena, ten%a cuidado para no presionar hacia abajo en el pie de la pesa ensamblada ya que esto dar( una lectura errónea. i las lecturas de arcilla o arena caen entre #.* pul%. 82. mm9 de la %raduación, re%istre el nivel de %raduación mayor como la lectura.
RESULTADOS NUMERO DE CILIMNDRO LECTURA DE ARENA *P&(+, LECTURA DE ARCILLA *P&(+,
) -+. )-+.
EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )
=
EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )
=
EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )
=
EQUIVALENTE DE ARENA ( EA )
=
LECTURA DE ARENA LECTURA DE ARCILLA
4.1 13.5
X 100
X 100
30.37
31
CONCLUSIONES •
Entre mayor sea el equivalente de arena el contenido de finos de la muestra es menor y
•
viceversa , por lo tanto es recomendable usar material con menor cantidad de finos posible, es decir que ten%a el mayor valor de equivalente de arena El ensayo de equivalente de arena en en suelos y a%re%ados finos tienen %ran importancia pues nos sirve para determinar la cantidad de finos en la muestra y así poder analizar qué tan resistente puede lle%ar a ser este material al ser usado en una obra civil %eneralmente en una obra vial y el nivel de permeabilidad al que estaría sometida
BIBLIO/RA0IA •
5A='A: DE E=AI< DE 5A3E7F:AE 8E5 2###9
