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PREPARACIN EN SECO DE MUESTRAS PARA EL ANLISISGRANULOMTRICO Y DETERMINACION DE LAS CONSTANTES DEL SUELO

MTC E106-1999NTP 339.090

1. OBJETO

Esta Norma Tcnica Peruana establece el procedimiento para la preparacin en secode las muestras tal cmo se reciben del campo y que se utilizan para el ensayo deanlisis granulomtrico y determinacin de las constantes del suelo.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto,constituyen requisitos de esta Norma Tcnica Peruana. Las ediciones indicadasestaban en vigencia en el momento de esta publicacin. Como toda norma est sujetaa revisin, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos en base a ellas, queanalicen la conveniencia de usar las ediciones recientes de las normas citadasseguidamente. El Organismo Peruano de Normalizacin posee la informacin de lasNormas Tcnicas Peruanas en vigencia, en todo momento.

Normas Tcnicas Peruanas

NTP 350.001 Tamices de ensayo

3. APARATOS

3.1 Balanzas de capacidad conveniente y con aproximacin de 0.1 g. 3.2 Mortero, conmazo cubierto de caucho, adecuado para desmenuzar los terrones de suelo.

3.2 Tamices, que cumplan con la NTP 350.001. Los siguientes son requeridos:

Tamiz ITINTEC 4,75 mm (N 4) Tamiz ITINTEC 2,00 mm (N 10)

Tamiz ITINTEC 425 mm (N40)

3.3 Cuarteador mecnico de suelos que cumpla con la NTP 339.089. Este aparato esde uso optativo.

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4. MUESTREO

4.1 La muestra de suelo, tal como se recibe del campo, se debe exponer al aire en uncuarto temperado, hasta su secado total. Los terrones de suelo se desmenuzanutilizando el mortero. La muestra representativa se constituye con la cantidadnecesaria para utilizarla en los ensayos y se obtiene por cuarteo manual o mecnico,de acuerdo a la NTP 339.089.

4.2 Cantidad de muestra

4.2.1 Ensayo de anlisis granulomtrico.- En suelos arenosos, la cantidad mnimade muestra requerida debe ser de 115 g de material que pase el tamiz ITINTEC 2,00mm (N 10); en suelos limosos o arcillosos, esta cantidad mnima debe ser 65 g.

4.2.1.1 Para el anlisis granulomtrico la cantidad de muestra necesaria, depende dela proporcin entre finos y gruesos (que pase o no por el tamiz ITINTEC 2,00 mm. (N10) y del tamao mximo del material con el objeto de que sea una cantidad suficientepara poder considerarla representativa. A continuacin se dan algunos valores quepueden servir de orientacin:

Tamao mximo

Nominales Redondeados

Cantidad mnima retenida en el tamizITINTEC 2,00 mm (N 10)

9,5 mm (3/8 ) 10 mm 500 g

19,0 mm () 20 mm 1000 g

25,4 mm (1) 25 mm 2000 g

38,mm (1 ) 40 mm 3000 g

50,8mm (2) 50 mm 4000 g

76,2mm (3) 80 mm 5000 g

4.2.2 Determinacin de las constantes de los suelos.- La cantidad requerida para

estos ensayos debe pasar el tamiz ITINTEC 425 mm (N 40) y debe ser igual a 220distribuidos de la siguiente forma:

Ensayo Cantidad en gramos

Lmite lquido 100

Lmite plstico 15

Lmite de contraccin 30

Ensayos de verificacin 65

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5. PREPARACIN DE LA MUESTRA

5.1 Generalidades

5.1.1 Se pesa la porcin de muestra secada al aire y se anota este valor como elpeso de la muestra total no corregido por humedad higroscpica.

5.1.2 La muestra se pasa luego a travs de un tamiz ITINTEC 2,00 mm (N 10).

5.1.3 La porcin retenida se desmenuza utilizando el mortero con su mazorecubierto de caucho hasta lograr la separacin de las partculas procedindose luegoa tamizar esta porcin a travs del tamiz ITINTEC 2,00 mm (N 10).

5.1.4 La porcin retenida en este segundo tamizado, se lava Para eliminar elmaterial fino, se seca y se pesa anotndose este valor como el peso del materialgrueso. Esta porcin de material grueso se pasa a travs del tamiz ITINTEC 4,75 mm(N 4) y se anota el peso retenido.

5.2 Muestra de ensayo para el anlisis granulomtrico.- Las fracciones de materialque pasan el tamiz ITINTEC 2,00 mm (N 10) en las operaciones descritas en 5.1.2 y5.1.3 se mezclan completamente y por el mtodo de cuarteo, manual o mecnico,segn la NTP 339.089, se separan aproximadamente 115 g para suelos arenosos y 65g para suelos limosos o arcillosos.

5.3 Muestra de ensayo para determinar las constantes del suelo.- La porcinremanente de material que pasa el tamiz ITINTEC 2,00 mm (N 10) se separa en dos

partes utilizando el tamiz ITINTEC 425 mm (N 40). El material, retenido se descarta yla fraccin que pasa se usa para las determinaciones de las constantes de los suelos.

6. ANTECEDENTES

6.1 ASTM D 421-85(Reapproved 93) Standard Practice for Dry Preparation of SoilSamples for Particle-Size Analysis and Determination of SoilConstants.

6.2 NTP 339.089 SUELOS. Obtencin en laboratorio de muestras representativas(cuarteo).

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ANEXOPREPARACIN DE MUESTRAS HUMEDAS DE SUELO PARA ANLISIS

GRANULOMETRICO Y DETERMINACIN DE LAS CONSTANTES FSICAS

1. OBJETO

1.1 Este procedimiento se aplica para la preparacin de muestras de suelo con lahumedad con que son recibidas del campo, para el anlisis granulomtrico y para ladeterminacin de las constantes fsicas del suelo.

1.2 El mtodo A se ha desarrollado para el secado de las muestras de campo o unatemperatura que no exceda de 60 C (140 F), haciendo inicialmente la separacin a lahumedad de la muestra, sobre el tamiz de 2.0 mm (N 10), o de 425 um (N 40) o deambos, si as se requiere, y despus secndola a una temperatura que no supere los60 C (140 F). El mtodo B estipula que la muestra se mantendr a una humedadigual o mayor del contenido natural de agua.

El procedimiento que deba emplearse deber estar indicado en la especificacin delmaterial que se va a ensayar. Si esto no est definido, aplquense los requisitos delmtodo B.

2. USO Y SIGNIFICADO

2.1 El mtodo A se emplea para preparar muestras de suelos, para ensayos deplasticidad y anlisis granulomtrico, cuando las partculas de grano grueso de lamuestra son blandas y fcilmente pulverizables, o cuando las partculas finas son muycohesivas y ofrecen resistencia a desprenderse de las partculas gruesas.

2.2 El mtodo A se emplea para preparar muestras de suelos, para ensayos deplasticidad y anlisis granulomtrico, cuando las partculas de grano grueso de lamuestra son blandas y fcilmente pulverizables, o cuando las partculas finas son muycohesivas y ofrecen resistencia a desprenderse de las partculas gruesas.

2.3 Los valores del lmite lquido y del ndice de plasticidad obtenidos de muestras consu humedad natural generalmente, pero no siempre, son iguales o algo mayores quelos valores determinados de muestras semejantes de suelos secos. En el caso de lossuelos orgnicos de grano fino, hay una cada brusca en la plasticidad, debido alproceso de secado en horno.

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3. EQUIPO

3.1 Balanza, con sensibilidad de 0.1 g.

3.2 Mortero con pisn cubierto de caucho, capaz de disgregar los grumos oagregaciones de partculas.

3.3 Tamices, de 2 mm (N 10) y de 425 um (N 40) de malla cuadrada, de acuerdocon la especificacin.

3.4 Cuarteador.

3.5 Aparatos para secado: horno termostticamente controlado para usar con unatemperatura de 60 C (140 F) o menos y 110 C (230 F); lmpara de rayosinfrarrojos, secador de aire caliente u otros aparatados capaces de secar muestras desuelos.

3.6 Equipo auxiliar: bandejas de 305 mm (12) de dimetro y 75 mm (3) deprofundidad; recipiente capaz de prevenir prdida de humedad de la muestra; embudocon filtro y papel de filtro.

METODO A

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Se seca la muestra de suelo recibida del campo, usando uno de los siguientesprocesos:

4.1.1 Al aire a la temperatura ambiente;

4.1.2 En horno a una temperatura que no exceda de 60 C (140 F), o

4.1.3 Utilizando otro aparato calentador que no eleve la temperatura de la muestrapor encima de 60 C (140 F).

Se machaca completamente cualquier grumo o aglomerado de partculas, usando elmortero con su pisn cubierto de caucho.

Nota 1. Cuando la muestra contenga partculas de lutitas blandas, areniscas u otro material dbil, debe

tenerse mucho cuidado para evitar una excesiva reduccin de tamaos.

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Se escoge una muestra representativa por cualquiera de los mtodos de cuarteo.

El tamao de dicha muestra deber ser suficiente para efectuar el ensayo de anlisisgranulomtrico del material retenido en el tamiz de 2 mm (N 10) y suministrar unacantidad adecuada de material que pasa el tamiz de 425 um (N 40) para los ensayosde las constantes del suelo.

Las cantidades de material para los ensayos individuales son las siguientes:

Anlisis granulomtrico del material retenido en el tamiz de 2.0 mm (N 10)- Suelos con gravas...................................................................4000 a 10.000 g- Suelos arenosos.....................................................................................1500 g- Suelos limosos o arcillosos..................................................................... 400 g

Anlisis granulomtrico del material que pasa por el tamiz de 2.0 mm (N 10)- Suelos arenosos......................................................................................115 g- Suelos limosos o arcillosos........................................................................65 g

Ensayos para determinar constantes fsicas del suelo- Lmite lquido............................................................................................100g- Lmite plstico.............................................................................................15g- Humedad centrfuga equivalente................................................................10g- Factores de contraccin..............................................................................30g- Ensayos de comprobacin..........................................................................65g

5. PREPARACIN DE LAS MUESTRAS DE ENSAYO

5.1 Para anlisis granulomtrico:

a) Se pesa la porcin seleccionada y se anota este valor como peso de lamuestra total sin correccin por humedad higroscpica. Se separa estematerial en dos porciones utilizando el tamiz de 2 mm (N 10). Se deja a unlado la porcin pasante para combinarla ms tarde con el material adicional.

b) Se deposita el material retenido en el tamiz de 2 mm (N 10) sobre unabandeja; se cubre con agua y se deja remojar hasta que los grumos oagregados de partculas se ablanden. Despus que se ha empapado, se lavael material sobre tamiz de 2 mm (N 10) de la siguiente forma. Se coloca untamiz de 2 mm (N 10) desocupado sobre la base de una bandeja limpia y sevierte el agua con que se remoj la muestra sobre el tamiz. Se aade agua

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suficiente para que el nivel de la superficie quede aproximadamente 12.7 mm(1/2) por encima de la malla.

c) Se traslada el material empapado al tamiz en porciones cuyo peso no excedade 0.45 kg (1 lb) revolvindolo con los dedos mientras se agita el tamiz. Sedesintegra o amada cualquier terrn que no se haya empapado; se alza eltamiz por encima del agua y se completa el lavado utilizando una pequeacantidad de agua limpia. Se deposita el material lavado en otra bandeja y secontina el proceso con otra porcin, hasta que se lave todo.

d) Se seca el material retenido sobre el tamiz de 2 mm (N 10) a unatemperatura de 110 5 C) (230 9 F). Se vuelve a tamizar, aadiendo elmaterial pasante por el tamiz de 2 mm (N 10), al que se separ conforme a losealado en el numeral 5.1.a). Se deja a un lado el material retenido, parautilizarlo en el ensayo de anlisis granulomtrico.

e) Se aparta el agua con que se lav el material y se deja reposar por variashoras o hasta que las partculas se depositen en el fondo de la bandeja.

f) Se decanta con una pipeta o sifn lo mejor que sea posible. Si no seprecipitan las partculas, toda el agua debe evaporarse. Squese el sueloremanente en la bandeja a una temperatura que no supere los 60 C (140 F).El suelo seco se pulveriza con el mortero u otro aparato, y se junta con elobtenido de acuerdo con el numeral 5.1.a).

g) Alternativamente, despus que el material empapado se haya lavado, se pasala mayor cantidad del agua que queda en la bandeja, por un embudo confiltro. El suelo hmedo retenido se regresa a la bandeja y se seca a unatemperatura que no pase de los 60 C (140 F). El suelo seco se utiliza comose indica en el literal anterior.

5.2 Para determinacin de las constantes fsicas del suelo. En este caso, se debeproceder como se ha indicado en la seccin 5.1, pero se utilizar el tamiz de 425 um(N 40), en lugar del tamiz de 2 mm (N 10).

Nota 2. En algunas zonas es posible que los cationes de las sales que tiene el agua corriente cambiencon los cationes naturales de los suelos, y esto altera significativamente el valor de las constantes de lossuelos cuando dicha agua es empleada para remojar y lavar las muestras. A menos que se sepa concerteza que esta clase de cationes no est presente en el agua corriente, debe emplearse para este

ensayo agua destilada o desmineralizada.

Cuando el suelo contenga sales solubles, el agua de lavado debe recogerse yevaporarse y retornar a la muestra de suelo las sales que se obtengan.

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7. MUESTRA DE ENSAYO

7.1 Manteniendo separada cada porcin de la otra, se mezclan totalmente todas laspartes obtenidas del material que pasa el tamiz de 2 mm (N 10) y del materialque pasa el tamiz de 425 um (N 40). Por cuarteo manual o mecnico, se escogeny pesan las muestras sealadas en el numeral 4, segn sean necesarias.

METODO B

7. MUESTRAS

7.1 Las muestras de acuerdo con este procedimiento deben ser enviadas del campoal laboratorio en recipientes sellados y deben contener toda su humedad natural.Obviamente, las muestras que tengan solamente partculas que pasan el tamiz de 2mm (N 10) pueden ser sometidas al anlisis granulomtrico sin un lavado previosobre dicho tamiz. Igualmente, las muestras que contengan nicamente partculas quepasan por el tamiz de 425 um (N 40), se usarn para determinar las constantes delsuelo, sin lavado previo.

8. PREPARACIN DE LAS MUESTRAS DE ENSAYO

8.1 Para anlisis granulomtrico

a) Se escoge y pesa una porcin representativa que se estime tenga 50g departculas que pasan por el tamiz de 2 mm (N 10), para suelos limosos oarcillosos, o 100g para suelos arenosos.

Para muestras que contengan partculas que no pasan por el tamiz de 2 mm(N 10) y para las cuales se necesita hacer el anlisis granulomtrico, seescoge y pesa una muestra representativa que, en forma estimada, contengalas cantidades de partculas de las porciones pasante y retenida sobre eltamiz de 2 mm (N 10). Se determina el contenido de humedad a 110 5 C(230 9 F), utilizando una muestra auxiliar, siguiendo el mtodo de la normaMTC E130.

b) Se remoja la muestra hmeda y se lava sobre el tamiz de 2 mm (N 10) comose describi en el numeral 5.1.b). Despus del lavado, se seca el materialretenido en un horno a la temperatura de 110 5 C (230 9F), se pesa y seguarda para el anlisis granulomtrico. Si el volumen del agua de lavado y el

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suelo es muy grande para utilizar el procedimiento de sedimentacin, seevapora el exceso de agua:

1. Por exposicin al aire a temperatura ambiente2. Calentndola en horno a una temperatura que no exceda de 110 C (230

F) o3. Por ebullicin

Sin importar el mtodo de evaporacin utilizado, deben tenerse en cuenta lassiguientes precauciones:

1. Revulvase la lechada de vez en cuando para evitar que un anillo desuelo seco se forme sobre la pared del recipiente de evaporacin, y

2. Djese enfriar la muestra a la temperatura.

8.2 Para la determinacin de las constantes del suelo. Se escoge una porcinrepresentativa de la muestra hmeda, estimando que contenga suficientes partculaspasantes por el tamiz de 425 um (N 40) como para tener las cantidades requeridaspara determinar las constantes fsicas del suelo. Se remoja dicha porcin y se lavasobre el tamiz de 425 um (N 40) como se describi en el numeral 5.2. Se reducedicha porcin y se lava sobre el tamiz de 425 um (N 40) como se describi en elnumeral 5.2. Se reduce el contenido de agua del material hasta que alcance unaconsistencia de masilla (que permita entre 30 y 35 cadas de la cpsula en el ensayodel lmite lquido), pero nunca inferior a su humedad natural la disminucin delcontenido de agua del suelo puede obtenerse como sigue:

1. Por exposicin al aire a temperatura ambiente,2. Calentndolo en un horno a temperatura por debajo de 110 C (230 F),3. Por ebullicin, o4. Filtrndola a travs de un embudo filtro-

Durante la evaporacin y el enfriamiento se remueve la muestra a menudo,suficientemente como para evitar el sobresecamiento del borde o de la superficie. Seenfra la muestra a la temperatura ambiente ante de ensayarla.

Para suelos que contengan sales solubles, utilcese un mtodo de reduccin de lacantidad de agua, que no elimine las sales de la muestra. La muestra preparada debeprotegerse en un recipiente que pueda usarse hasta que se efecten los ensayos.