INTRODUCCIÓN

El presente trabajo esta referido los límites líquido y plástico que son 2 de los 5

límites propuestos por A. Atterberg un científico suizo.

1. Límite de cohesión

2. Límite de pegajosidad

3. Límite de contracción

4. Límite plástico

5. Límite líquido

Los límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes

en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del

contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido,

plástico, semilíquido y líquido.

En la actualidad, los límites de Atterberg son los que más se practican en los

laboratorios de Mecánica del Suelo. Su utilidad deriva de que, gracias a la

experiencia acumulada en miles de determinaciones, es suficiente conocer sus

valores para poderse dar una idea bastante clara del tipo de suelo y sus

propiedades.Por otra parte, se trata de determinaciones sencillas y rápidas que

permiten una pronta identificación de los suelos y la selección adecuada de

muestras típicas para ser sometidas a ensayos más complicados.

En el informe da conocimiento de los materiales, equipos, instrumentos y

procedimientos necesarios para la determinación del límite líquido y plástico del

suelo, concluyendo así con los resultados obtenidos al traducir los conocimientos

adquiridos en la parte teórica del curso de mecánica de suelos.

DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO Y LÍMITE PLÁSTICO

I. OBJETIVO:

Determinar el límite líquido y el límite plástico de una muestra de suelo.

Entender el procedimiento a seguir para determinar los límites de consistencia de

un suelo.

Concientizarnos sobre la importancia de realizar este tipo de ensayos y sobre sus

aplicaciones en nuestra carrera.

II. REFERENCIA:

Determinación del Límite Líquido a través del Método ASTM D – 423

III. FUNDAMENTO TEÓRICO:

2.1. Los límites de ATTERBERG:

Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los

suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados,

dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado

sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. La arcilla, por ejemplo al agregarle

agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado

líquido.

Para lo cual nos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el

cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones

sin romperse (plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta

cierto límite sin romperse.

El método usado para medir estos límites de humedad fue ideado por Atterberg a

principios de siglo a través de dos ensayos que definen los límites del estado

plástico.

Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se definen la

plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.

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2.1.1. LÍMITE LÍQUIDO (L.L.):Es el contenido de humedad que corresponde a una

frontera convencional entre los estados semi-líquido y plástico, en el cual el

suelo fluirá suficientemente como para cerrar una ranura de ancho

determinado hecha en la muestra de suelo cuando un recipiente especificado

es golpeado con un número determinado de veces.

2.1.2. LÍMITE PLÁSTICO (L.P.): Es el más bajo contenido de humedad que

corresponde a una frontera convencional entre los estados plástico y semi-

sólido, en el cual el suelo puede enrollarse en bastoncitos de 1/8” de

diámetro.

IV. EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

Una copa Casagrande para (L.L).- Consiste una taza (cuchara) de bronce de

200±20grs, montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de caucho.

(fig. N°1).

Balanza.- De una precisión de 0.01gr (fig. N°2).

Horno.- De secado con circulación de aire y temperatura regulable.(fig. N°3).

Fuentes metálicas (fig. N°4).

Plato de mezcla o capsula de porcelana(fig. N°5).

Tamiz N° 40(fig. N°6).

Tara (fig. N°7).

Placa de Vidrio para el límite plástico (Fig. N° 8).

(Fig. N° 1). (Fig. N° 2).

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(Fig. N° 3) (Fig. N° 4).

(fig. N°5). (fig. N°6).

(fig. N°7). (fig. N°8).

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V. PROCEDIMIENTO:

4.1. PREPARACIÓN DEL MATERIAL:

Se utiliza únicamente la parte del suelo que pasa por la malla N°40 (0.42

mm). Si la muestra contiene tamaños mayores que 0.42 mm, se deben

eliminar los tamaños mayores evitando todo exceso de secamiento de la

muestra (sea en el horno o en el aire). Se procede a agregar o retirar agua

según sea necesario, revolver la muestra hasta obtener una pasta semi-

líquida homogénea en términos de humedad.

Pesamos una muestra de suelo de 300 gr y añadimos 60.5 ml de agua (el

agua utilizada para este ensayo de laboratorio es destilada), con esta

muestra de suelo húmeda y homogénea realizamos el primer ensayo, para

el segundo ensayo añadimos a nuestra muestra de suelo 5.0 ml de agua

teniendo un total de 65.5 ml, de la misma forma añadiremos 4.0 ml de

agua para el tercer ensayo teniendo así 69.5 ml y 4.0 ml mas para el cuarto

ensayo teniendo en total 73.5 ml. Cada uno de estos ensayos pasa por una

serie de procedimientos para la determinación del límite líquido, que se

explican a continuación.

4.2. DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO:

a) Una vez preparada una pasta de sueloen la cápsula de porcelana con una

humedad ligeramente superior al límite líquido.

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Preparación de la pasta de suelo

b) Desmontar y secar la cápsula de la máquina de Casagrande, asegurándose

que ella se encuentre perfectamente limpia y seca antes de iniciar el

procedimiento.

c) Montar la cápsula en su posición para el ensayo.

d) Colocar entre 10 y 15 gramos de suelo húmedo en la cápsula, alisando la

superficie a una altura de 1 cm con la espátula, cuidando de no dejar

burbujas de aire en la masa de suelo.

e) Usando el acanalador separar el suelo en dos mitades según el eje de

simetría de la cápsula.

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Proceso de calibrado de la Copa Casagrande

Muestra de suelo húmeda y apisonada en Copa Casagrande

f) Girar la manivela de manera uniforme a una velocidad de dos

revoluciones/seg (2rev/seg); continuar hasta que el surco se cierre en ½”

de longitud; anotar el número de golpes, en número de golpes tiene que

ser inferior a 40.

g) Revolver el suelo en la cápsula de Casagrande con la espátula y repetir las

operaciones e) y f). Hacer 2-3 sobre 25 golpes.

h) Tomar una muestra de aproximadamente 5 g de suelo en la zona donde se

cerró el surco y pesarla de inmediato para obtener su contenido de

humedad, lo que permitirá obtener un punto en el gráfico semi-

logarítmico de humedad vs número de golpes que se describe más

adelante; después meter la muestra al horno para obtener el peso del

suelo seco.

Para el desarrollo de este se ensayo se debe tomar una muestra de suelo

de la copa Casagrande y ponerla en una tarita, luego en el horno deberá

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Muestra de suelo ranurada por el acanalador lista para el ensayo

mantenerse a una temperatura de 110 oC y en un rango de tiempo de 18 a

24 horas.

i) Vaciar el suelo de la cápsula de Casagrande a la de porcelana (que todavía

contiene la mezcla de suelo inicial), continuar revolviendo el suelo con la

espátula (durante el cual el suelo pierde humedad) y en seguida repetir las

etapas (b) hasta al (h),

j) Repetir etapas (b) a (i), 3 a 4 veces, hasta llegar a un número de golpes de

15 a 20.

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Horno para secado de muestras contenidas en las taritas

4.3. DETERMINACIÓN DEL LÍMITE PLASTICO:

Para la prueba de límite plástico de una muestra de suelo, seguimos los siguientes pasos:

a) Se toma una muestra de la pasta de suelo que se preparó anteriormente

como ya hemos mencionado, la cual haya requerido más de 40 golpes para

cerrar la ranura que se le hace en el procedimiento para este ensayo.

b) Esta muestra, que se acerca más al estado plástico, se le adiciona un poco

más de muestra seca hasta alcanzar una consistencia aparentemente en

estado plástico (parecida a la de la conocida plastilina) que no se agriete

pero no con muchas grietas.

c) Con la pasta preparada se procede a moldear rollitos cilíndricos de

aproximadamente 1/8 ” o 3 mm de diámetro y 5 centímetros de longitud,

sobre una lámina de vidrio de superficie totalmente lisa.

d) Luego estos rollitos se colocan en dos recipientes y se pesan en una

balanza de sensibilidad de 0.1 gramos, y se meten a un horno a una

temperatura de 100 a 110 °C, por un intervalo de 24 horas

aproximadamente.

e) Después de pasadas las 24 horas se retiran las dos muestras y se pesan,

para así determinar, con las diferencias de peso, el contenido de humedad.

f) Se tomaron dos muestras, para con el promedio de los dos contenidos de

humedad, determinar el límite plástico de la muestra.

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VI. TABULACIONES:

LÍMITE LÍQUIDO (ASTM D - 423)

ENSAYO N° 1 2 3 4

N° de golpes 38.0 27.0 22.0 20.0

Tara N° 1.0 2.0 3.0 4.0

Peso del suelo Húmedo + Tara 26.7gr 22.5 gr 28.1gr 26.3gr

Peso del suelo Seco + Tara 24.9gr 21.3gr 25.6gr 24 gr

Peso del agua 1.8gr 1.2gr 2.5gr 2.3gr

Peso de la Tara 15.5gr 15.9gr 15.4gr 14.6gr

Peso del suelo seco 9.4gr 5.4gr 10.2gr 9.4gr

Contenido de humedad (%) 19.15 20.22 24.51 24.47

Tabla N° 1

Número de GolpesContenido de

Humedad en %

38 19,15

27 22,22

22 24,51

20 24,47

Tabla N°2

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HOJA DE DATOS DE LABORATORIO

Nombre del ensayo : Determinación del Límite Líquido del SueloLugar del ensayo : Laboratorio Mecánica de Suelos – UNJBGHora / fecha del ensayo : 12:00pm / viernes 01 de Junio del 2012Nombre de la asignatura : Mecánica de Suelos I

VII. CÁLCULO

Con los datos obtenidos en la tabla N°2 realizaremos la gráfica humedad vs

número de golpes para así determinar el límite líquido de la muestra de

suelo; obteniéndose el límite líquido en el golpe número 25.

Los puntos obtenidos tienden a alinearse sobre una recta lo que permite

interpolar para la determinación de la ordenada para la abscisa donde

ubicaremos N = 25 golpes.

1 25.000000000000115

17

19

21

23

25

27

29

f(x) = − 8.80978149081408 ln(x) + 51.26353614709R² = 0.979371306672904

Número de golpes

Con

ten

ido

de

agu

a (H

um

edad

) %

Para una mayor facilidad del cálculo del limite mostramos la ecuación de la

recta generada de los datos obtenidos en el laboratorio, siendo esta la

siguiente: y = -8.81ln(x) + 51.264, para determinar el limite liquido basta con

reemplazar el valor de “x” en la ecuación. Una vez reemplazado este valor

obtenemos como resultado el límite líquido que para nuestro suelo vendría a

ser: 22.905704 %.

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VIII. OBSERVACIONES:

Con respecto a la determinación del límite plástico se ha determinado que

este no existe en muestra de suelo puesto que no logra formar el rollo de 3

mm de espesor requerido para este ensayo.

Debido a las malas características que presento la muestra de suelo

utilizada para este ensayo no se pudo concluir con todo el procedimiento

para calcular el límite plástico. Sin embargo nos vemos en la necesidad de

transmitir el conocimiento necesario para su determinación la cual se ve

reflejada en el trabajo.

IX. RECOMENDACIONES:

Las variables que pueden afectar a la práctica de laboratorio realizada es no

cumplir con la frecuencia de golpes especificada por el docente.

La altura de caída de la cuchara debe ser verificada antes de empezar un

ensayo, utilizando el mango de calibre de 10mm adosado al ranurador. En

caso de no tener la altura especificada (1 cm), se aflojan los tornillos de

fijación y se mueve el de ajuste hasta obtener la altura requerida.

La muestra de suelo mezclada con agua debe quedar homogénea, de no ser

así esto afectaría al cálculo del porcentaje de húmeda, lo cual nos lleva a

resultados erróneos con respecto al suelo.

Se recomienda que para un ensayo sobre el límite plástico se efectúe

solamente en suelos que presente menos limos.

Se recomienda que los cálculos se efectúen con la ayuda de algún programa

para agilizar los trabajos y obtener resultados más exactos.

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X. CONCLUSIÓN:

Es muy importante hallar el contenido de agua para un suelo ya que por

medio de esta podremos saber el límite líquido y la plasticidad del suelo en

estudio, para nuestro caso el límite líquido calculado es 22.905704 %

Se ha llegado a entender los procedimientos necesarios para la realización de

este ensayo de laboratorio.

Se ha llegado a dar una mayor importancia a lo que significa este tipo de

ensayo en el desarrollo de la vida laboral del futuro profesional.

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BIBLIOGRAFÍA

Fuentes Textuales.-

- Lambe, T.W. Soil Testing for Engineers Wiley, New Cork, 1951, Capítulo 3

(Biblioteca Ingeniería Civil)

- Bowles, J.E. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil (Biblioteca

Ingeniería Civil).

Fuentes Electrónicas.-

- http://html.rincondelvago.com/suelos_11.html

- http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/nensuel.htm

- http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011/03/limites-de-atterberg-ensayo-

limite.html

- http://www.ingenieracivil.com/2009/05/limite-liquido.html

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