ASTM D 4429

RELACIONES HUMEDAD-MASA UNITARIA DE MEZCLAS DE SUELO

CEMENTO

I.N.V. E – 806 – 07

1. OBJETO

1.1 Estos métodos se refieren a la determinación de la relación entre la humedad y

la masa unitaria de mezclas de suelo-cemento cuando se compactan del modo

que se prescribe y antes de que ocurra la hidratación del cemento.

1.2 Se emplean para la compactación, un molde de 944 cm3 (1/30 pie3) y un

martillo de 2.50 kg (5.5 lbs) que cae desde una altura de 305 mm (12"), pero se

siguen dos métodos de acuerdo con la granulometría del material:

1.2.1 Método A, para muestras de suelo que pasan por el tamiz de 4.75 mm (No.4).-

Se deberá emplear este método cuando el 100% de la muestra del suelo pasa el

mencionado tamiz (Véase las Secciones 3 y 4).

1.2.2 Método B, para muestras de suelo que pasan un tamiz de 19.0 mm (3/4").- se

deberá emplear este método cuando parte del suelo queda retenido en el tamiz

de 4.75 mm (No.4) (Véase las Secciones 5 y 6).

1.3 Este método de ensayo se aplica a mezclas de suelo cemento que tienen 30% o

menos de suelo retenido en el tamiz de 19.0 mm (3/4") cuando se emplea el

método B. El material retenido en este tamiz se definirá como partículas de

sobretamaño (partículas gruesas).

2. EQUIPO

2.1 Molde – Deberá ser cilíndrico de paredes sólidas, fabricado con metal y con

las dimensiones y capacidades mostradas en la Figura 1. Deberá tener un collar

ajustable de aproximadamente 60 mm (2 3/8") de altura, que permita la

preparación de especímenes compactados de mezclas de suelo cemento de la

altura y volumen deseado.

El conjunto del molde y del collar deberá estar construido de tal manera que se

pueda ajustar firmemente a una placa hecha del mismo material. Su diámetro

será de 101.6 mm (4") y debe ser semejante al del ensayo INV E-141 (Ensayo

Normal). El molde deberá tener una capacidad de 0.000943 ± 0.000008 m3

(1/30 (0.0333) ± 0.0003 pie3) con un diámetro interno de 101.60 ± 0.41mm

(4.000 ± 0.016”) y una altura de 116.43 ± 0.13mm (4.584 ± 0.005”).

Nota 1.- Se pueden emplear distintos tipos de molde, pero con la capacidad estip ulada aquí, si

al correlacionarse con los de los moldes de pared sólida, para diferentes clases de suelo, se

obtienen los mismos resultados de relación humedad-masa unitaria. Se deberán mantener

disponibles los registros de dicha correlación para el caso en que se desee efectuar una

inspección.

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2.2 Martillo:

2.2.1 Operado manualmente – Martillo de metal con una masa de 2.495 ± 0.009kg

(5.5 ± 0.02lb), que tenga una cara plana circular de 50.80mm (2.000”) de

diámetro con una tolerancia de fabricación de ±0.25mm (0.01”). El diámetro

en servicio de la cara plana circular no deberá ser menor a 50.42mm (1.985”).

El martillo deberá estar equipado con una manga guía para controlar la altura

de caída a una caída libre de 305mm ± 2mm (12.00 ± 0.06”) por encima de la

elevación del suelo. La manga guía deberá tener al menos cuatro agujeros para

ventilación, con diámetro no menor a 9.5mm (3/8”) espaciados

aproximadamente 90 grados (1.57 radio) y aproximadamente 19mm (3/4”)

desde cada extremo; y deberá suministrar suficiente espacio de tal forma que

la caída libre del eje y cabeza del martillo no sea restringida.

2.2.2 Operado mecánicamente – Un martillo de metal que es equipado con un

dispositivo para controlar la caída a una caída libre de 305 ± 2mm (12.00 ±

0.06”) por encima de la elevación del suelo y que distribuye uniformemente

estas caídas sobre la superficie del suelo (Nota 2). El martillo deberá tener una

masa de 2.495 ± 0.009kg (5.5 ± 0.02lb), y tener una cara plana circular de

50.80mm (2.000”) de diámetro con una tolerancia de fabricación de ±0.25mm

(0.01”). El diámetro en servicio de la cara plana circular no deberá ser menor a

50.42mm (1.985”).

Nota 2. - El martillo mecánico se deberá calibrar con diferentes mezclas de suelo -cemento y su

masa se ajustará, si fuere necesario, para que dé los mismos resultados de humedad-masa

unitaria que los obtenidos con martillos de operación manual. No es práctico calibrar el

aparato mecánico en cada caída del martillo como el operado manualmente. Para efectuar el

ajuste de la caída libre, la porción del material suelto que recibe los golpes iniciales se deberá

comprimir para establecer el punto del impacto a partir del cual se determina la caída de 305

mm (12"). Los golpes siguientes sobre esta capa se pueden aplicar dejando caer el martillo

desde una altura de 305 mm (12") por encima de la altura inicial de asentamiento o, cuando el

aparato mecánico está diseñado con un ajuste de una altura para cada golpe, todos los golpes

subsiguientes deberán tener una caída libre para el martillo de 305 mm (12"), medidos a partir

de la altura del suelo compactado por el golpe previo.

2.2.3 Cara del martillo – Se deberá emplear el martillo con cara circular, pero se

podrá emplear como alternativa, uno con cara de sector circular, el cual deberá

tener un área igual a la de la cara circular. En el informe se indicará el tipo de

cara usada cuando es diferente a la circular de 50.8 mm (2") de diámetro.

2.3 Extractor de muestras – Un gato, extractor, u otro dispositivo adecuado para

sacar las muestras compactas del molde. No se necesita cuando se utilizan

moldes de tipo partido.

2.4 Balanzas y básculas – Una balanza de capacidad de por lo menos 11.3 kg (25

lb) con precisión de 5 g (0.01 lb); y una balanza de al menos 1000 g de

capacidad, con precisión de 0.1 g.

2.5 Horno – Un horno termostáticamente controlado, que pueda mantener una

temperatura de 110° ± 5° C (230° ± 9° F).

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NOTAS:

1. Todas las dimensiones en mm.

2. La barra de suspensión sobre la porción del molde no puede extenderse por arriba de la linea de altura media.

Figura 1. Molde cilíndrico y Placa base (molde de 101.6 mm)

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2.6 Regla metálica – Una regla de acero endurecido, al menos de 254 mm (10") de

largo; deberá tener un borde biselado y una cara plana en sentido longitudinal

con una tolerancia del 0.1%, 0.250mm por 250mm (0.01” por 10”) dentro de la

porción empleada para enrasar el suelo (Nota 3).

Nota 3.- El borde biselado se podrá usar en el alisamiento final si se conserva dentro de una

tolerancia del 0.1% (0.250 mm por 250 mm) de longitud; sin embargo, con el us o continuado,

el borde cortante se podrá desgastar excesivamente en cuyo caso no sería adecuado para alisar

el suelo hasta el nivel del molde. La regla no deberá ser tan flexible que cuando se alise el

suelo con el borde cortante, proporcione una superficie cóncava en la muestra.

2.7 Tamices – De 75, 19.0 y 4.75 mm (3", 3/4", y No.4).

2.8 Herramientas para mezcla – Herramientas varias como cucharas, espátulas,

cazuelas, o un dispositivo mecánico para mezclar las muestras de suelo con

diferentes cantidades de agua.

2.9 Recipientes – Una cazuela plana, redonda para absorción de humedad para

mezcla de suelo-cemento de alrededor de 300 mm (12") de diámetro y 50 mm

(2") de profundidad.

2.10 Latas para humedad – Recipientes metálicos o de otro material, con tapa, para

evitar la pérdida de humedad antes y durante el pesaje.

2.11 Cuchillo – De aproximadamente 250 mm (10") de longitud, para recortar la

parte superior del espécimen.

MÉTODO A: EMPLEANDO MATERIAL QUE PASA

TAMIZ DE 4.75 mm (No.4)

3. MUESTRA

3.1 Se prepara la muestra para e nsayo disgregando los terrones del suelo para que

pase el tamiz de 4.75 mm (No.4), pero de tal manera que se evite la reducción

del tamaño natural de las partículas individuales. Cuando sea necesario, se

seca primero la muestra hasta cuando sea friable con un palustre. El

secamiento se puede hacer al aire o mediante el empleo de aparatos de

calentamiento siempre y cuando la temperatura de la muestra no exceda de 60°

C (140° F).

3.2 Se escoge una muestra representativa, que tenga una masa de

aproximadamente 2.7 kg (6 lbs) o más del suelo preparado, como se describió

en la Sección 3.1.

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Se agrega al suelo, de acuerdo con el diseño, la cantidad requerida de cemento.

Se mezcla completamente hasta lograr un color uniforme. Cuando sea

necesario, se agrega suficiente agua para humedecer la mezcla

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aproximadamente con cuatro o seis puntos de porcentaje por debajo de la

humedad óptima y se mezcla completamente. Con esta humedad, una muestra

de suelos plásticos, exprimidos en la palma de la mano, formará una pasta que

se fracturará con una ligera presión aplicada por el pulgar y las puntas de los

dedos; los suelos no plásticos se abultarán notablemente. Cuando el suelo sea

arcilloso de textura pesada, (grasa), la mezcla de suelo-cemento

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