DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD EN SUELOS MEDIANTE UN PROBADOR CON CARBURO DE CALCIO I.N.V. E

Transcripción

1 DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD EN SUELOS MEDIANTE UN PROBADOR CON CARBURO DE CALCIO I.N.V. E OBJETO 1.1 Este método de ensayo se emplea para determinar la humedad de suelos mediante un probador de humedad de gas a presión con carburo de calcio. 1.2 Este método de ensayo es aplicable a casi todo suelo. El carburo de calcio, usado como un reactivo, reacciona con agua al mezclarse con el suelo cuando se sacude y agitar con ayuda de esferas de acero dentro del aparato. Para producir resultados precisos, el reactivo debe reaccionar con toda el agua, que no se ha hidratado químicamente con minerales o compuestos del suelo. Algunos suelos arcillosos altamente plásticos o suelos que no son lo suficientemente desmenuzables, pueden producir resultados que no son representativos, debido a que parte del agua puede estar atrapada dentro de los terrones de suelo y no puede entrar en contacto con el reactivo. Puede haber algunos suelos con contenido de ciertos componentes o químicos los cuales reaccionan impredeciblemente con el reactivo y dan resultados erróneos. Cualquiera de estos problemas se hará evidente al momento de la calibración o al hacer las contrapruebas con la norma de ensayo INV E 122. Algunos suelos que contienen componentes o minerales que se deshidrata con el calor (tales como el yeso), los cuales deben tener un control especial de temperatura con la norma de ensayo INV E 122, pueden no ser afectados (deshidratados) en este ensayo. 1.3 Este método de ensayo esta limitado al empleo de equipo de prueba de humedad de carburo de calcio para especímenes de suelo de 20 g o más, y para probar suelos que contengan partículas no más grandes que la abertura del tamiz 4.75 mm (No.4). En general, cualquier cantidad apreciable retenida en el tamiz de 4.75 mm (No.4) es perjudicial. El probador súper 200 D es adecuado para ser usado para ensayar agregados. 1.4 Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es de responsabilidad de quien la emplee, el establecimiento de prác ticas apropiadas de seguridad y salubridad y la aplicabilidad de limitaciones regulatorias, con anterioridad a su uso. 2. EQUIPO 2.1 Probador Una cámara de carburo de calcio de gas a presión, de tamaño tal que permita utilizar una muestra que, como mínimo, tenga 20 g de masa (en suelos muy húmedos, 10g). 2.2 Balanza Con capacidad de 2 kg y sensibilidad de 0.1 g. 2.3 Dos esferas de acero De mm (1¼"), de diámetro.

2 2.4 Cepillo y trapo para limpieza. 2.5 Cuchara Para medir el reactivo de carburo de calcio. Figura 1. Probador de Carburo de Calcio 3. MATERIALES 3.1 Reactivo de Carburo de Calcio El carburo de calcio deberá estar finamente pulverizado y deberá ser de un grado tal que pueda producir gas acetileno en una cantidad de, por lo menos 0.14 m³/kg (2.25 pie³ /lb) de carburo. La vida de almacenamiento de este reactivo es limitada, de suerte que se deberá emplear de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. E 150-2

3 4. CALIBRACIÓN DEL PROBADOR 4.1 El equipo suministrado por el fabricante, incluyendo la cámara de prueba con su manómetro y balanza, están calibrados como una unidad y ajustados para el procedimiento de prueba. 4.2 Las curvas de calibración deben ser desarrolladas para cada equipo, usando los tipos generales de suelo s que van a probarse y los contenidos de a gua del suelo usuales para el proceso de compactación. A medida que se van introduciendo nuevos materiales, se hará necesaria una posterior calibración para extender los datos de la curva para cada instrumento específico. Si se llevan a cabo pruebas durante un largo período de tiempo, sobre el mismo suelo, se debe hacer, periódicamente una nueva curva de calibración sin exceder 12 meses. Antes de usar una nueva cantidad de reactivo para el ensayo, se deben comparar con la curva existente. Si la variación se excede por más del 1.0% de humedad, se debe establecer una nueva curva de calibración. 4.3 Las curvas de calibración se elaboran seleccionando varias muestras representativas de la variedad de materiales de suelo que van a ser ensayados y que tengan humeda des dentro de un rango relativamente amplio. Cada muestra se divide cuidadosamente en dos especímenes, mediante cuarteo o un partidor de muestras. Teniendo cuidado de no perder humedad, se prueba un espécimen de acuerdo con el procedimiento de éste método de ensayo sin usar una curva de calibración, y el otro espécimen se prueba de acuerdo con el método de ensayo INV E Los resultados del contenido de agua por secado en el horno, determinados por el método de ensayo INV E 122, de todas las muestras seleccionadas, son dibujados contra la lectura del calibrador del probador de carburo de calcio para la correspondiente muestra de prueba. Se dibuja la curva de mejor ajuste a los puntos, formando una curva de calibración para cada tipo de suelo. Una dispersión amplia en los datos indica que éste método de ensayo ó el método de la norma INV E 122 no son aplicables al suelo o a las condiciones. La Figura 2 muestra una curva típica de calibración. 4.5 Una comparación de éste método con el método de ensayo INV E 122 para un suelo dado, se puede hacer usando la curva de calibración. Los puntos por fuera de la curva indican desviaciones. Desviaciones normales y máximas se pueden determinar, si se desea. 5. MUESTREO 5.1 Para pruebas de contenido de agua llevadas conjuntamente con otro método (tal como el descrito en la norma INV E 122), gobernarán los requerimientos para la selección de la muestra y de los especímenes de prueba y su manejo. E 150-3

4 Figura 2. Curva típica de calibración 5.2 Limitaciones en el equipo exigen el uso de especímenes más pequeños de lo recomendable para representar, adecuadamente, el total del suelo. Debe tenerse extremo cuidado en seleccionar especímenes que sean representativos del suelo. 5.3 Los especímenes deben contener solamente partículas de suelo menores de 4.75 mm (No.4). 6. PROCEDIMIENTO 6.1 Cuando se emplee el probador de 20 a 26 g, se colocan tres cucharadas (aproximadamente 24 g) de carburo de calcio, en el cuerpo del probador de humedad. Cuando se utilice el probador super 200 D para agregados, se colocan 6 cucharadas (aproximadamente 48 g) de carburo de calcio, en el cuerpo del probador de humedad. Se debe tener extremo cuidado para evitar que el carburo de calcio se ponga en contacto directo con agua. 6.2 Se pesa en la balanza proporcionada una muestra de la masa exacta especificada por el fabricante del instrumento, y se coloca la muestra en la E 150-4

5 tapa del probador. Cuando se utilice el probador de 20 a 26 g, se colocan dos esferas de acero de mm (1¼") de diámetro, en el cuerpo de l probador con el carburo de calcio. Si la humedad de la muestra excede el límite del manómetro de presión, (12% humedad para el probador de agregados o 20% para el de suelos), se deberá emplear una muestra de la mitad de tamaño y la lectura del dial debe ser multiplicada por 2. Este método proporcional no es aplicable directamente a la escala de porcentaje de masa seca en el probador súper 200 D. 6.3 Con el recipiente de presión en una posición aproximadamente horizontal, se inserta la tapa en el recipiente de presión y se sella la unidad, apretando la abrazadera, teniendo cuidado de que el carburo no se ponga en contacto con el suelo hasta cuando se haya logrado un sellado completo. 6.4 Se levanta el probador hasta una posición vertical de tal manera que el suelo en la tapa caiga dentro del recipiente de presión. 6.5 Se a gita vigorosamente el aparato de manera que todos los terrones se rompan hasta permitir que el carburo de calcio reaccione con toda la humedad libre que se halle disponible. Cuando se están empleando las bolas de acero en el probador y cuando se use el probador de tamaño mayor para agregados, el instrumento se deberá agitar con un movimiento de rotación de tal manera que las bolas de acero o el agregado no dañen el instrumento, ni hagan que las partículas del suelo queden embebidas en el orificio que conduce al diafragma de presión. La agitación deberá continuarse por lo menos durante 60 segundos con suelos granulares, y hasta por 180 segundos con los restantes suelos, de manera que se logre la reacción completa entre el carburo de calcio y la humedad libre. Deberá dejarse tiempo para permitir la disipación del calor generado por la reacción química. 6.6 Cuando la aguja deje de moverse, se lee el dial manteniendo el instrumento en una posición horizontal a la altura del ojo. 6.7 Se registran el peso de la muestra y la lectura del dial. 6.8 Con la tapa del instrumento apuntando en dirección opuesta al operador (para evitar la aspiración de vapores), eliminar lentamente la presión del gas. Se vacía el recipiente de presión y se examina el material en cuanto a terrones. Si la muestra no está completamente pulverizada, el ensayo se deberá repetir empleando una nueva muestra. Se limpia perfectamente la tapa de todo carburo y suelo que tenga adheridos, antes de realizar otro ensayo. 6.9 La lectura del dial, es el porcentaje de humedad con respecto a la masa húmeda y deberá convertirse a masa seca utilizando la curva de calibración. Con el probador super 200 D, la lectura del dial es el porcentaje de humedad con respecto a la masa seca. E 150-5

6 6.10 El porcentaje de humedad con respecto a la masa seca del suelo se debe determinar a partir de la curva de calibración (Ver Figura 2). Se determina el porcentaje de humedad con aproximación al porcentaje entero más cercano. 7. INFORM E Se reporta la siguiente información: 7.1 Número asignado a la prueba e identificación de la muestra por localización (segmento del proyecto, estación, elevación, zona o rasgo distintivo) y por clasificación o descripción del material. 7.2 Identificación del aparato por número. 7.3 Masa del espé cimen y lectura final del medidor de presión del aparato, y 7.4 Contenido de humedad de la muestra (de la curva de calibración), aproximado a 1.0% 8. PRECISIÓN Y TOLERANCIAS 8.1 Precisión La precisión de éste método no ha sido determinada. 8.2 Tolerancias No hay un valor de referencia aceptado para este método de ensayo, razón por la cual la tolerancia no puede ser determinada. Las desviaciones en relación con los resultados obtenidos mediante la norma de ensayo INV E 122, se pueden determinar en las curvas de calibración. 9. NORMAS DE REFERENCIA AASHTO T ASTM D E 150-6