RESISTENCIA DE MEZCLAS DE SUELO CAL INV E – 801 – 07
1
OBJETO 1.1
Este método se refiere a la determinación de la resistencia a la compresión inconfinada de mezclas de suelo estabilizado con cal.
1.2
Los valores deben expresarse en unidades SI. N o t a 1 . - Gen eralmente, eralmente,
una resistencia inconfinada de 690 kPa (100 psi) es satisfactoria para la capa final en bases y es deseable que los materiales para dichas capas contengan un mínimo, del 50% retenido en el tamiz de 425 µm (No.40) antes del tratamiento. Diferentes clases de suelo se p ueden tratar para subbase, y, en tales casos, la resistencia mínima mínima sugerida pa ra la co mp re sión si ón in co nf in ad a es de 34 5 kP a (5 0 ps i) .
2
EQUIPOS 2.1
Pisó Pi són n aut omá tico ti co – Un dispositivo de compactación con placa de base para sostener moldes de 152 mm (6") de diámetro interior, equipado con un pisón de 4.5 kg (10 lb) y una altura de caída ajustable. La caída del pi són será de 457 mm (18") y la cara con la cual golpea será un segmento de 40°, de un círculo de 76 mm (3") de radio. Se deberá suministrar el pisón automático con una plac pl acaa base ba se extr ex traa para pa ra sost so sten ener er el mold mo ldee dur ante an te el alis al ista tami mien ento to de la part pa rtee super ior del espéc imen. imen.
2.2
Molde Mol de de com pactac pac tac ión con col lar remov re movib ible le – Molde de 152 mm (6") de diámetro interior y 215 mm (8½") de altura.
2.3
Disposit Disp osit ivo iv o de medid me dida a par a la altur al tur a del espéc es péc ime n – Un dial micrométrico con un juego normal de bloques espaciadores.
2.4
Bala Ba lanz nza a – Una balan balanza za de 18.1 kg (40 lb) de capacidad, sensible a 0.0005 kg (0.001 lb).
2.5
Pre nsa hidráu hid ráu lic a – Prensa para sacar por extrusión los especímenes del molde.
2.6
Horn Ho rno o – Un horno, controlado desde 60º ± 5° C (140º ±9° F) hasta 110º ± 5° C (230º ± 9° F).
2.7
Bande jas y reci re cipi pien ente tess metálic os – Bandejas anchas y poco profund profundas, as, para para mezclar y secar materiales y recipientes rectangulares de acero inoxidable de aproximadamente 230 x 405 x 57 mm de profundidad (9" x 16" x 2 1/4"), equipados con placas porosas espaciadoras.
2.8
Pied Pi edra rass poro po rosa sass circ ci rcul ular ares es – Pied Pi edra rass poro po rosa sass con co n diáme di áme tros tr os ligera lig erament mentee menores de 152 mm (6") y con una altura de 51 mm (2").
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2.9
Celdas axiales – Celdas constituidas por cilindros livianos de acero inoxidable de 171 mm (6 ¾") de diámetro interior y de 305 mm (12") de altura, con válvula normal de aire continua, con membrana tubular de caucho de 152 mm (6") de diámetro.
2.10 Bomba para v ací o – Bomba de 20 a 35 litros por minuto, (L/min) o aspirador. 2.11
Compresor de aire – Compresor de 4.7 a 7.1 l itros por segundo (L/s) con tanques de almacenamiento de 227 litros (60 galones) y controles reguladores de presión (manómetros y válvulas).
2.12
Cuarto húmedo – Cuarto húmedo o cámara húmeda equip ados con estantes y un suministro de presión constante de aire.
2.13 Def orm ímetro mic rométrico – Deformímetro calibrado con dial hasta 0.02 mm (0.001") con soporte para medir la deflexión del espécimen.
2.14
Una provisión de pesas guías para sobrecarga de 2.27 y 4.54 kg (5 y 10 lb).
2.15 Anil los d e c arga cali brados u o tr os disposit ivos para medir f uerza c ontinua – Anillos de carga de acuerdo con la norma AASHTO T 67, Verificación de máquinas de ensayo, con un error permitido de más o menos el 2%.
2.16 Dispositivo de medi da para la circunf erencia – Tal como una cinta metálica. 2.17 Prensa y disposi tivo – Prensa con gato de tornillo u otra prensa adecuada para ensayo, con su dial y con dos bloques de carga.
2.18
Tamices – Tamices con aberturas cuadradas, de 75, 53, 50, 45, 31.5, 22.4, 16.0, 12.5, 9.5, 4.75, 2.00, 0.850 y 0.425 mm.
2.19 Pulverizador mecáni co – Pulverizador ajustable a la luz del plato de rotación. 2.20 Dispositivo pa ra tamizado m ecánico - Un agitador mecánico de laboratorio de 3
3
tamaño 0.014 m (1/2 pie ), es conveniente, pero no absolutamente necesario, para separar material para volver a recombinar especimenes.
2.21
3
Una provisión de pequeñas herramientas y accesorios tales como un mortero metálico con borde de madera, pisón metálico forrado con caucho, martillo de cuero, espátulas, cucharas, palustres, tubos de sifón, recipientes para muestras, cajas de cartón, papeles de filtro de 510 x 510 mm (20" x 20").
MATERIALES 3.1
Una provisión de cal. Es conveniente que la cal viva y la cal hidratada que se utilice para la estabilización de suelos, cumpla con los siguientes requisitos químico y físicos:
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3.1.1 El porcentaje mínimo de óxidos de calcio y magnesio (en una base no volátil) = 90.0
3.1.2 El porcentaj e máximo de carbono anhidro (tomado en el punto de fabricación) = 5.0.
3.1.3 El porcenta je máximo de humedad libre (tomada en el punto de fabricación) = 2.0
3.1.4 Las propiedades físicas recomendadas para la cal hidratada son: La cal no deberá tener mas de 3% de retenido en el t amiz de 0.569 mm (No 30) y no mas de 25% de retenido en el tamiz de 75 µm (No 200).
3.1.5 Las propiedades físicas recomendadas para la cal viva son: Las partículas de cal viva deben pasar el tamiz de 24.5 mm (1”) El incremento de temperatura mínimo en 20 minutos deberá ser de 30°C. La cal viva para estabilización de suelos no tendrá un residuo de más del 10%.
3.2 4
Agua de buena calidad.
PREPARACIÓN DEL SUELO 4.1
Se selecciona un mínimo de 91 kg (200 lb) de muestra representativa para ensayo.
4.2
Se extiende la muestra sobre un piso seco y limpio para secarla al aire libre o mediante corrientes forzadas de aire caliente.
4.3
Los grumos o terrones duros de arcilla, en suelos que no contengan cantidades apreciables de partículas gruesas se deberán triturar de manera que pasen por el tamiz de 2.00 mm (No.10) sin romper las partículas gruesas. El resto se deberá pasar sobre el tamiz de 850 µm (No.20) y se deberán determinar los porcentajes retenidos y que pasan dicho tamiz .
4.4
Arcillas y otros suelos que contengan partículas gruesas se deberán disgregar par a que pasen por el tamiz de 4.75 mm (No.4) sin romper las partículas gruesas. Se podrá efectuar esta operación mediante un martillo plástico, o un martillo cubierto con caucho, o por medio de herramientas manuales similares. El material se deberá separar luego en la siguiente forma: Materiales con partículas gruesas (piedra triturada, grava, arena y caliche), se deberán tamizar en seco sobre los siguientes tamices: 45 mm (1 3/4"), 31.5 mm (1 1/4"), 22.4 mm(7/8") 16 mm (5/8"), 9.5 mm (3/8"), 4.75 mm (No.4) y 2 mm (No.10), para separar los diferentes tamaños del material. Se debe recoger todo el material que pase el tamiz de 2 mm (No.10). El material que pase el tamiz de 45 mm (1 3/4") se emplea para elaborar especímenes. Se mezcla sobre el pis o, todo el mat eri al menor de 2 mm (No.10) has ta que quede uniformemente mezclado con respecto al color, apariencia y contenido de humedad E 801 - 3
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4.5
Se determina la masa del material de cada fracción y se calculan los por centajes acumulados retenidos sobre cada tamiz y el por centaje que pasa el tamiz de 2.0 mm (No.10). Estos valores no se emplean como datos del análisis granulométrico verdadero, sino que se usan para recombinar porciones que aseguren la gradación uniforme dentro de cada espécimen.
4.6
Sobre la base de porcentajes acumulados sobre tamices, obtenidos en la Sección 4.5, se calculan y pesan 4.5 kg (10 lb), de muestra representativa para un análisis granulométrico y determinación de los límites. Esta muestra de 4.5 kg (10 lb) se prepara para ser ensayada por la norma INV E – 107. No se deberán emplear rodillos, tornos ni dispositivos que puedan alterar las par tícul as grues as. Después de la pre par ación de la mue stra med iante el método húmedo, se deberán efectuar los siguientes ensayos, Tabla 1.
Tabla 1. Pruebas de suelo requeridas Análisi s granulo métrico Límite líquido Límite plástico (LP) e índice de plasticidad
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INV E-123 INV E-125 INV E-126
SELECCIÓN DEL PORCENTAJE DE CAL Se entra con el índice de plasticidad y con el porcentaje que pasa por el tamiz de 425 µm (No.40), determinado en la Sección 4, del suelo no tratado, en la Figura 1 y se determina el por centaje de cal que se debe agregar al suelo .
6
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD MAXIMA Y DE LA HUMEDAD ÓPTIMA 6.1
Se determina el porcentaje de humedad higroscópica del suelo a partir de una muestra representativa usando la norma INV E – 122. Se estima la masa del material secado al aire que, cuando se humedezca y compacte, llene el molde de 152 mm (6") de diámetro interior hasta una altura de 203.2 mm (8"). Empleando esta masa estimada y la granulometría secada al aire, se calculan las masas acumulados de cada tamaño para combinarlas y formar el espécimen de 152 mm (6") de diámetro y 203.2 mm (8") de altura. La cantidad de cal que se empleará, será el porcentaje de la Sección 5, y se basa en la densidad seca del suelo.
6.2
Se pesa el material que se calculó en el numeral 6.1. Se debe mantener la fracción de partículas gruesas separadas de (1) el material que pasa tamiz de 2 mm para bases flexibles, y (2) los terrones de arcilla y lo que pasa el tamiz de 0.85 mm para materiales finos.
6.3
Se calcula la masa de agua que se debe agregar con base en el suelo seco y se pesa e n un recipiente tarado.
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Figura 1. Cantidades recomendadas de cal para la estabilización de s ubrasantes y bases (Estos po rc en ta je s s e d eb er án co mp ro ba r m ed ia nt e mé to do s de en sa yo ap ro ba do s p ara c ua lqu ie r s ue lo e n pa rt ic ul ar )
6.4
Para preparar la mezcla de suelo cal para el ensayo de humedad densidad, se mezcla la cal con la porción de mate rial que pasa por el t amiz de 2.0 mm. Se humedece la porción mayor de 2 mm con parte o con toda la cantidad de agua pesada (dependiendo de la humedad que tenga la porción de material mayor de 2 mm); se agita y humedecen las partículas gruesas completamente. Se deja asentar hasta que el agua libre de la superficie haya sido absorbida. N o t a 2 . - En
suelos arcillosos o de grano fino, se sepa ra el material sobre el tamiz de 850 µm (No.20). Se mezcla proporcionalmente las cantidades aproximadas de cal que se van a emplear pa ra amba s fr ac cion es. Se riega el agua de mez cla so bre la fr acc ión may or de 85 0 µm (No.20 ), empleando parte o toda la cantidad del agua requerida. Se agrega la fracción menor de 850 µm y el resto de agua si la hubiere. Se mezcla completamente y se moldea como se indicar á .
6.5
Se vierte el materia l que pasa por el tamiz de 2 mm (No.10) o el de 850 µm (No.20), sobre la fracción húmeda de la muestra y s e debe distri buir . Usando E 801 - 5
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un palustre, se mezcla hasta lograr uniformidad. Cuidando de no perder material, se debe mantener la bandeja de mezcla cubierta, para evitar pérdida de agua por evaporación. Para conseguir una distribución uniforme e ideal en suelos arcillosos, se pasa el material por un tamiz de 6.30 mm (1/4 ").
6.6
Se calcula y se determina la masa del material requerido para una capa. Este deberá ser 1/4 de la masa de la mezcla húmeda. Se coloca esta capa en el molde usando espátulas, a mano, o con herramientas especiales, evitando la segregación de las partículas gruesas o de los finos. En materiales para bases o en otros materiales con partículas gruesas, se colocan algunos finos en exceso, en una primera capa de alrededor de 12.7 mm (1/2") de espesor, flojamente sobre el fondo de la superficie plana y se empieza luego con las partículas grandes, disminuyendo tamaños, hasta terminar con finos para asegurar una capa densa. En las capas sucesivas, se requiere un espesor suelto de finos, menor que en la primera capa. Este procedimiento asegura un fondo cerrado para cada capa. Se nivela la ca pa a ma no o co n es pátula y se compa cta empleando un esfuerzo de compactación de 50 golpes ajustados exactamente a 457 mm (18") de caída con el martillo en 4.5 kg (10 lb). Se debe mantener la cara del martillo limpia de material pegajoso o adherido, se repite esto hasta que las cuatro capas estén compactadas.
6.7
Después que la última capa haya sido compacta da, se asegura el molde que contiene el espécimen, sobre la placa de base extra y se alisa la parte superior por medio de her ramientas manual es, tales como un cuchil lo o una regla, un mazo plástico ó una placa circular de acero con superficie plana pulida. Se usa un nivel de mano para comprobar que la superficie del espécimen es plana y que está a nivel con la parte superior del molde que la forma. No se debe recortar el espécime n. Después que la capa final haya sido compactada y que se le haya dado el acabado manual del espécimen, se deberán aplicar los golpes (con martillos manuales), que a continuación se indican para completar el acabado. (Ver Tabla 2).
Tabla 2 . Tipo de Golpes No. de Golpes, 4.54 kg (10lb), 475 mm (18”) por capa 15 - 20 25 50 o más
6.8
Clase de martillo
No. de golpes y descripción
Martillo de 0.45 a 0.90 kg (1 - 2 lb s) Martillo plástico de 0.45 a 0.90 kg (1-2 lbs) Martillo de cuero de 1.80 a 2.2 kg (4-5 lbs ) Martillo plástico de 0.45 a 0.90 kg (1-2 lbs) Martillo de cuero 1.8a 2.2 kg (4-5 lbs)
2-4 golpes de "picot azo" 5 a 10 ligeros 2 medianamente firmes 5 a 10 ligeros 5 firmes
Se remueve el molde de la placa de base, se determina la masa del es pécimen en el molde con aproximación a 0.5 g (0.001 lbs) y se mide la altura con aproximación a 0.02 mm (0.001"). Se anotan los datos.
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6.9
Se centra cuidadosamente el espécimen sobre una piedra porosa y se coloca en la prensa para sacar por extrusión el espécimen moldeado. Se empuja sobre la piedra del fondo y hacia arriba del molde.
6.10
Se coloc a el espécimen en una cazuela grande tarada, se rompe a mano el material, o empleando herramientas manuales convenientes y se seca en el horno hasta masa constante a 110º ± 5° C (230º ± 9° F).
6.11
Si fuere necesario, se ajusta la masa del material para obtener una altura de 200 mm (8") en el espécimen, se debe variar la cantidad de agua de moldeo y se repite n las operaciones de arriba empleando bachadas individuales para cada espécimen con el fin de obtener varios puntos para una buena curva de humedad-densidad. Se determina la humedad óptima y la densidad máxima para la mezcla de suelo- cal.
7
COMPACTACIÓN DEL ESPÉCIMEN DE ENSAYO Se compactan 3 especimenes de 152 mm (6") de diámetro y de 203 mm (8") de altura con el contenido de humedad óptimo y con la densidad, halladas en la Sección 6 de esta norma. Los especimenes de suelo tratado con cal para subrasante o para bases flexibles se deberán compactar en una forma tan idéntica, como sea posible. Los datos para estos especímenes así como los obtenidos en los siguientes procedimientos de ensayo se deberán registrar en el formato de la Figura.2.
8
CURADO PARA LOS ESPECÍMENES DE ENSAYO 8.1
Inmediatamente después de sacar por extrusión el espécimen del molde con la piedra porosa del fondo, se coloca dentro de una celda triaxial. Se almacenan los especimenes a la temperatura ambiente durante 7 días.
8.2
Después del curado húmedo, se deben retirar las celdas y colocar los especímenes en un secador de aire a una temperatura que no exceda de 60°C (140°F) por aproximadamente seis (6) horas o hasta que un tercio a un medio de la humedad de moldeo haya sido removida. Todos los suelos tratados con cal se secan de esta forma, aún cuando ocurra un consid erable agrietamiento. Se dejan enfriar las muestras por lo menos durante ocho (8) horas antes de continuar con el ensayo.
8.3
Se debe determinar la masa y medir los especimenes. A continuación se someten a capilaridad durante diez (10) días mediante el método que se describe a continuación.
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Muestra No. Fecha de moldeo Fecha de ensayo % de cal % de agua adherida % de humedad higroscopica % total de humedad en el espécimen Kilogramos de suelo (seco) Kilogramos de cal Kilogramos de suelo (seco) + cal Kilogramos de suelo + hum. higroscopica Kilogramos de cal Kilogramos de suelo + hum. higros. + cal Masa de agua adherida Masa de tara del recipiente Masa recipiente + agua Masa por capa Molde No. Masa espécimen húmedo + molde Masa del molde Masa del espécimen húmedo Masa del espécimen seco Altura del espécimen Volumen por pulgada Volumen del espécimen Densidad seca del espécimen Carga total - Compresión Esfuerzo de com presión, kPa (lb/pul²) Observaciones:
Figura 2 . Hoja de cálculo para prueba de resistencia a la compresión para mezclas de suelo -cal
9
SOMETIMIENTO DE LOS ESPECÍMENES DE ENSAYO A CAPILARIDAD 9.1
Los es pecimenes son sometidos a capilaridad durante di ez (10) días en la siguiente forma: Se aplica vacío a la celda triaxial y se remueve la celda del espé cimen. N o se debe n re move r las pie dras poros as de los es pecimenes hasta después de que éstos hayan sido ensayados. Se corta una pieza de papel de filtro, de 250 por 510 mm (10 x 20") de tamaño, se dobla hasta 125 por 510 mm (5 x 20") y se debe efectuar algunos cortes con tijeras (a la manera de una calabaza cortada que remede una cabeza). Estos cortes evitarán cualquier restricción por medio del papel. Se envuelve el papel de filtro alrededor del espécimen y de las piedra s y se asegura con una pequeña pieza de ci nta de celofán. Se debe reinstalar la celda triaxial.
9.2
Se colocan los especímenes dentro de las bandejas rectangulares proporcio na das par a abs orc ión capilar y se ajusta el niv el del agu a sobre las E 801 - 8
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pie dras por osa s has ta una distancia de 1 3 mm (½") por debajo de l fondo de los especimenes.
10
9.3
Se conecta cada celda a la fuente de aire y se abre la válvula para aplicar una pres ió n la te ra l constante de 6. 9 kPa (1 lb/pul²i) . Se debe mantener cons tante esta presión durante el período de absorción.
9.4
Se debe colocar una sobrecarga de control adecuada (la cual dependerá del uso pro pue sto o de la ubi cación del materi al en la carre tera), sobre la piedra poros a superior. Para bases flexibles se usa 3.45 kPa (0.5 lb/pul² ) y para subrasantes se usa 6.90 kPa (1 lb/pul² ) del área del fi nal del espécimen. Se debe considerar la masa de la piedra porosa superior como parte de la masa de sobrecarga.
PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES PARA ENSAYO 10.1
Los especímenes que se someten a 10 días de capilaridad se deben preparar en la siguiente forma:
10.1.1 Se desconecta la manguera de aire de la celda, se remueve el peso de sobrecarga y se retorna n los espec ímenes al labo ratorio para ensayo. Se debe usar un vacío desinfla ndo la membrana de caucho para ayudar a la re moción de la ce lda de los e specimenes y se desecha el papel de filtro. Si alguna cantidad de material apreciable se adhiere al papel, se debe presionar cuidadosamente éste dentro de los huecos disponibles a lo largo de los lados del espécimen.
10.1.2 Se determina la masa de los especimenes y se deben registrar las masas totales después de la absorción por capilaridad. Se debe tener presente que la masa húmeda de las piedras se obtiene después de que los especímenes sean ensayados .
10.1.3 Se debe medir la circunferencia de cada espécimen por medio de una cinta metálica. Se mide la altura del espécimen incluyendo las piedras y se anota en el formato, como altura sobre las piedras. Se debe registra la altura de cada piedr a.
10.2
Especímenes que se mantengan durante la noche en celdas, se deberán preparar de la siguiente forma:
10.2.1 Se emple a un vacío y se desinfla la membrana de caucho para ayudar a la remoción de la celda de los especímene s. Cualquier material que cuelgue de la membrana se debe presionar hacia atrás dentro de los huecos disponibles laterale s y se guarda para colocarlo en el espécimen cuando esté seco.
10.2.2 Se debe medir el espécimen como en la Sección 10.1.3 y se debe reponer la celda.
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11
ENSAYO DE ESPECIMENES 11.1
En resumen, los especímenes son ensayados a compresión mientras están sometidos a la presión lateral constante asignada. La prensa motorizada se gradúa para que tenga un recorrido a una rata de 3.3 a 3.8 mm (0.13 a 0.15") por minuto. Se deberán tomar simultáneamente lecturas de carga y deformación a intervalos de deformación de 0.25 mm (0.01"), hasta que falle la muestra.
11.2
Se libera el mecanismo de transmisión de la prensa y se baja el émbolo suficientemente para permitir la colocación del espécimen, los bloques metálicos de carga y el dial del deformímetro.
11.3
Se centra el espécimen con los bloques metálicos de carga en la parte superior e inferior de la prensa. Se ajust a el deformímetro de tal manera que se apoye contra el centro del bloque espaciador superior y se lo comprime casi toda la longitud del recorrido del vástago. El deformímetro se debe colocar en esta posición puesto que el espécimen se mueve hacia afuera durante la compresión. Se coloca el dial del deformímetro en cero.
11.4
Se debe colocar la carcaza acampanada sobre el medidor de deformación y ajusta r de tal manera que no toque el medidor ni sus soportes. Se debe notar en este punto que el esfuerzo de compresión necesariamente será aplicado en dirección de una línea vertical a través del centro de la bola que se monta en l a parte sup erior de la carcaza acampanada . Ya que es des eable aplicar la fuerz a de compresión a lo largo del eje vertical del espécimen de ensayo, se debe desviar lateralmente la carcaza acampanada, para llevar directamente la bola sobre el eje del espécimen. Se levanta la prensa por medio del motor, se alinea y asienta la bola colocada sobre la carcaza acampanada dentro de la cuenca del anillo de carga. Luego, se debe aplicar suficiente presión para obtener una lectura perceptible sobre el manómetro del anillo de carga. Se lee el deformímetro y se anota esa lectura, como deformación bajo carga muerta.
11.5
Se cone cta la línea de aire a la celda axial y se aplica presión lateral al espécimen. Las pre siones laterales e mpleadas para una serie de ensayos s on 0, 21, 34, 69, 103 y 138 kPa (0, 3, 5, 10, 15 y 20 lb/pul²). En los cas os en los cuales la carga o el esfuerzo sean altos ( 1207 a 1241 kPa (175 a 180 lb/pul² )) para los especímenes ensayados a presio nes laterales de 103 kPa (15 lb/pul² ), se debe emplea r 48 kPa (7 lb/pul² ) en lugar de 138 kPa (20 lb/pul² ) para el último espécimen. La presión lateral aplicada mediante aire tenderá a cambiar la lectura inicial del deformímetro. A medida que se ajuste la presión del aire, se debe iniciar momentáneamente el motor para comprimir el espécimen hasta que el deformímetro lea lo mis mo que se anotó según la Sección 11.4. Se lee el manómetro del anillo de carga y se anota este valor en la columna de carga, enfrentado a la lectura de deformación inicial.
11.6
Se acci ona el motor y se lee la lectura del anillo de carga cada 0.25 mm (0.01") de deformación del espécimen. Se debe continuar hasta que se hayan tomado un mínimo de 60 lecturas, a menos que antes ocurra la falla . La falla se produce cuando la lectura del anillo de carga permanece constante o cuando disminuye con incrementos posteriores de deformación. Al ensayar E 801 - 10
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especímenes con partículas gruesas, el deslizamiento y corte de las partículas gruesas ocasionará disminuciones temporales en las lecturas del anillo de carga. El ensayo se deberá continuar hasta que se haya alcanzado la falla verdadera. Después de 60 lecturas, la sección transversal del espécimen se ha aumentado de tal manera que un incremento pequeño subsiguiente de la lectura de carga, es poco mayor que el incremento en la tensión de la membrana que actúa como presión lateral.
11.7
12
Todos los procedimientos descritos arriba se aplican al espécimen inconfinado, excepto que no se us a aire ni celda axial. P ara materiales que contienen una gran cantidad de partículas gruesas, se compactan y se ensayan dos especímenes con una presión lateral de cero (0). Se debe emplear el promedio de los resultados de los ensayos, a menos que aparezcan piedras grandes que hayan cr eado puntos de apoyo; en este caso se usa el valor más alto.
CÁLCULOS Y GRÁFICOS 12.1
Obtención de la masa seca de especimenes y piedras :
12.1.1 El espécimen y las piedras porosas se retiran de la celda sobre una bandeja tarada para secado. Se emplea una espátula para limpiar el material del interior de la celda y de las piedras porosas. Se rompe el espécimen en la bandeja para secar teniendo cuidado de no perder nada del material y se debe colocar una tarjeta de identificación.
12.1.2 Se seca el material hasta masa constante a una temperatura de 110º ± 5° C (230º ± 9° F) y se determina la masa seca.
12.1.3 Cuando los especímenes hayan sido sometidos durante la noche a capilaridad, se p es an las piedras húmedas, se secan a 60° C (140° F) hasta masa constante y se anotan dichas masas.
12.2
Se calcula el volumen en m³ (pies³) para una altura de 25.4 mm (1") de molde, en la siguiente forma: V
área del molde en mm²
=
10
×
25.4 mm
9
ó V
=
área del molde en pul ²
× 1 pul
1728
12.3
Se calcula el volumen de lo s especimenes como fueron moldeados, multiplicando el valor obtenido en la Sección 12.2 por la altura del espécimen.
12.4
Se calcula la densidad seca en la siguiente forma: Densidad seca
=
masa seca del espécimen volumen del espécimen
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12.5
Se c alcul a el esfuerz o de c ompactación para una capa de 50 mm (2") expresada en J/ m³ (lb- pie/pie ³):
Esfuerzo de compactaci ón ( J / m ³)
=
9.8 m / s ² 1000 mm / m
×
# de golpes
× masa del martillo ( kg × caida
del martillo ( mm
Volumen de la capa de material (espesor de capa en mm)
ó Esfuerzo de compactaci ón ( J / m ³)
12.6
1 12 pul / pie
× # de golpes × masa del martillo (lb × caida del martillo (
ul
Volumen de la capa de material (espesor de capa en pul )
Se calcula el porcentaje de humedad de moldeo en la siguiente forma:
Humedad de moldeo , %
12.7
=
=
masa del espécimen húmedo
− masa
del espécimen sec o
masa del espécimen sec o
× 100
Se calcula el porcentaje de humedad después de que los especimenes han sido sometidos a capilaridad empleando la siguiente f órmula:
M C
=
W A
− W B − W D W D
× 100
donde:
12.8
W A
= masa húmeda del espécimen y de las piedras después de la capilaridad,
W B
= masa húmeda de las piedras, y
W D
= masa seca del espé cimen.
Se calc ulan los valores de esfuerzos y deformaciones para cada espécimen individual a partir de las relaciones siguientes:
S =
d h
× 100
donde: S = porcentaje de deformación, d = deformación vertical total en el instante dado, y h
= atura del espécimen medido después de que éste se ha removido de la capilaridad.
p
=
P S 1 − A 100
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donde: p
= esfuerzo vertical unitario corregido. Se hace necesaria la corrección a causa de que el área de la sección transversal aumenta a medida de que el espécimen se reduce en altura. El supuesto hecho es que el espécimen se deforma a un volumen constante ,
P = carga vertical total sobre el espécimen para una deformación dada. Es igual a la suma de la carga aplicada medida por el anillo de carga, más el peso muerto de la piedra porosa superior, el bloque de carga y la carcaza del dial, y A
12.9
= área final del espécimen cilíndrico al comienzo del ensayo.
Se debe dibuja r una curva de humedad de nsidad como se aprecia en la Figura 3.
Figura 3 . Curva de humedad -densidad (aashto) E 801 - 13
Instituto Nacional de Vías
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INFORME DE LOS RESULTADOS DE ENSAYO Se inf orma n los valores de la resistencia a la compresión inconfinada, la densidad, la humedad y contenido de cal como se indica en la Figura.4. Se debe emplear el promedio de los valores de los tres especimenes de ensayo, cuando se reportan los resultados del ensayo de compresión inconfinada.
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NORMAS DE REFERENCIA AASHTO
Lab. No.
T 220 – 66 (2004)
% de cal con base en el peso seco del suelo
Densidad seca del suelo-cal, kg/m³ (lb/pie³)
Resistencia a la compresión, kPa (lb/pul²)
% de humedad absorbida
Figura 4 . Resultados de la prueba de compresión
E 801 - 14
Humedad óptima del suelo + cal
Instituto Nacional de Vías
Figura 5. Prensa para ensayo de compresión con aditamentos
E 801 - 15
