Norma INV E-133-07 - Nota: 9,0 PDF

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EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y AGREGADOS FINOS I.N.V. E – 133 – 07

1.

OBJETO 1.1

Este ensayo tiene por objeto determinar la proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo, o material arcilloso, en los suelos o agregados finos. Es un procedimiento que se puede utilizar para lograr una correlación rápida en campo.

1.2

Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es de responsabilidad de quien la emplee, el establecimiento de prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y la aplicabilidad de limitaciones regulatorias, con anterioridad a su uso.

2.

USO Y SIGNIFICADO 2.1

Este ensayo produce como resultado un valor empírico de la cantidad relativa, finura y carácter del material arcilloso presente en la muestra de sue lo o agregado fino.

2.2

Se puede especificar un valor mínimo del equivalente de arena, para limitar la cantidad admisible de finos arcillosos en un agregado.

2.3

Este método de ensayo permite determinar rápidamente, en el campo, variaciones de calidad de los agregados durante la producción o la colocación .

3.

RESUMEN DEL MÉTODO A un volumen determinado de suelo o agregado fino se le adiciona una pequeña cantidad de solución floculante, mezclándolos en un cilindro de plástico graduado y agitándolos para que las partículas de arena pierdan la cobertura arcillosa. La muestra es entonces "irrigada", usando una cantidad adicional de solución floculante, para forzar el material arcilloso a quedar en suspensión encima de la arena. Después de un período de sedimentación, se determinan las alturas de la arcilla floculada y de la arena en el cilindro. El "equivalente de arena" es la relación entre la altura de arena y la altura de arcilla, expresada en porcentaje.

4.

EQUIPO 4.1

Cilindro graduado de plástico – Con diámetro interior de 31.75 ± 0.381 mm (1¼ ± 0.015") y altura de 430.0 mm (17") aproximadamente, graduado en espacios de 2.54 mm (0.1"), desde el fondo hasta una altura de 381 mm (15").

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La base del cilindro debe ser de plástico transparente de 102 x 102 x 12.7 mm (4" x 4" x ½") bien asegurada al mismo, como se muestra en la Figura 2. (Montaje B). 4.2

Tapón macizo – De caucho o goma que ajuste en el cilindro.

4.3

Tubo irrigador – De acero inoxidable, de cobre o de bronce, de 6.35 mm (¼") de diámetro exterior, y 0.89 mm (0.035") de espesor, con longitud de 510 mm (20"), con uno de sus extremos cerrado formando una arista. Las caras laterales del extremo cerrado tienen dos orificios de 1 mm de diámetro (calibre No.60), cerca a la arista que se forma. Figura 2 (detalle 6).

4.4

Tubo flexible – (de plástico o caucho) De 4.7 mm (3/16") de diámetro y de 1.20 m de largo, aproximadamente, con una pinza que permita cortar el paso del líquido a través del mismo. Este tubo conecta el sifón con el tubo irrigador.

4.5

Un botellón – D e 3.785 litros (1 galón) de capacidad, destinado a contener la solución de cloruro de calcio; el tapón de este frasco lleva dos orificios, uno para el tubo del sifón y el otro para entrada de aire. El frasco se debe colocar a 915 ± 25 mm (36 ± 1”) de altura sobre la mesa de trabajo. No t a 1.- Se puede usar un recipiente de cristal o plástico de mayor tamaño, siempre que el nivel de la solución en su interior se mantenga entre 0.914 y 1.17 metros (36" y 46") por encima de la superficie de trabajo.

4.6

Dispositivo para tomar lecturas – Un conjunto formado por un disco de asentamiento, una barra metálica y una sobrecarga cilíndrica. Este dispositivo está destinado a la toma de lecturas del nivel de arena y tendrá un peso total de 1 kg. La barra metálica tiene 457 mm (18") de longitud; en su extremo inferior lleva enroscado un disco metálico de cara inferior plana perpendicular al eje de la barra : Figura 2 (Montaje C)

4.7

Recipiente metálico – D e diámetro 57 mm (2¼") aproximadamente, con una capacidad de 85 ± 5 ml.

4.8

Embudo – De boca a ncha, de 100 mm (4") de diámetro en la base.

4.9

Reloj o cronómetro – Para lecturas de minutos y segundos.

4.10

Un agitador , que puede ser:

4.10.1 Mecánico, que tenga una carrera de 203.2 ± 1.02 mm (8 ±0.04") y que opere a 175 ± 2 cpm. (ciclos por minuto). Not a 2. - El agitador mecánico debe estar provisto de dispositivos de seguridad para protección del operador.

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Fi gura 1. Agitador de operación manual

4.10.2 De operación manual, que sea capaz de producir un movimiento oscilatorio a una rata de 100 ciclos completos en 45 ± 5 seg., con ayuda manual y un recorrido medio de 127 ± 5.08 mm (5 ± 0.2"). el dispositivo debe estar diseñado de manera de sostener el cilindro graduado en posición horizontal mientras se somete a un movimiento alternativo paralelo a su longitud. 4.11

Una regla recta – o espátula apropiadas para quitar el exceso de suelo de l recipiente metálico.

4.12

Un horno secador – Controlado termostáticamente, capaz de mantener una temperatura de 110 ±5 ºC (230 ± 9ºF).

4.13

Tela partidora – o cuarteadora cuadrada de aproximadamente 600 mm (2 pies) de lado, elaborada con material no absorbente tal como plástico o hule.

4.14

Manija opcional para tubo de irrigación – Una clavija de madera de 25 mm de diámetro para ayudar a empujar el tubo de irrigación dentro de materiales firmes (ver Figura 2).

5.

SOLUCIONES DE CLORURO DE CALCIO (STOCK) 5.1

Solución Tipo (Stock). – Los materiales enumerados a continuación se pueden usar para preparar la solución tipo Stock. Una cuarta alternativa es la de no usar ningún biocida , siempre y cuando el tiempo de almacenamiento de la solución no sea el suficiente para promover el crecimiento de hongos.

5.1.1

Solución Tipo (Stock) con formaldehído: Cloruro de calcio a nhidro, 454 g (1.0 lb) de grado técnico. Glicerina USP, 2050 g (1640 ml). E 133 - 3

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Formaldehído (solución a l 40% por volumen), 47 g (45 ml). Disolver los 454 g de cloruro de calcio en 1.89 l (½ gal) de agua destilada. Se enfría y filtra con un papel plegado de filtración rápida. Añadir los 2050 g de glicerina y los 47 g de formaldehído a la solución filtrada, se mezcla bien y se diluye a 3.78 l (1 gal). 5.1.2

Solución Tipo (Stock) con glutaraldehído: Cloruro de calcio dihidratado, 577 g (1.27 lb) de grado A.C.S Not a 3.- El cloruro de calcio dihidratado de grado A.C.S. se especifica para la solución tipo s t o ck preparada con glutaraldehído, debido a que las pruebas indican que impurezas en el cloruro de calcio anh idro de grado técnico pueden reaccionar con el glut araldehído , dando como resultado un precipitado desconocido.

Glicerina USP, 2050 g (1640 ml). 1.5 Pentanodiol (glutaraldehído), solución de 50% en agua, 59 g (53 ml). Disolver los 577 g (1.27 lb) de cloruro de calcio dihidratado en 1.89 l (1/2 gal) de agua destilada. Enfriar y agregar los 2050 g de glicerina y los 59 g de glutaraldehído a la solución, mezclar bien y diluir a 3.78 l (1 gal.) Not a 4.- 1.5 pentanodiol, conocido también como glutaraldehído, dialdehído glutárico y con nombre de fábrica UCARCIDE 250, s e puede obtener como solución de Glutaraldehído de 50%.

5.1.3

Solución Tipo (Stock) con kathon CG/ICP: Cloruro de calcio dihidratado, 577 g (1.27 lb) de grado A.C.S. Glicerina USP, 2050 g (1640 ml) Disolver los 577 g (1.27 lb) de cloruro de calcio dihidratado en 1.89 l (1/2 gal.) de agua destilada. Enfriar y agregar los 2050 g de glicerina y lo s 63 g de kathon CG/ICP a la solución, mezclar bien y diluir a 3.78 l (1 gal.).

5.2

Solución de trabajo de c loruro de calcio: La solución de trabajo de cloruro de calcio se prepara diluyendo en agua una medida de l recipiente metálico (85 ± 5 ml) de solución Tipo (Stock) de cloruro de calcio hasta completar 3.78 l (1 g a l.). se debe usar agua destilada o desmineralizada para la preparación normal de la solución de trabajo. Sin embargo, si se ha determinado que el agua potable local es de tal pureza que no afecta los resultados de la prueba, se permite su uso en lugar de agua destilada o desmineralizada, excepto en caso de disputa. Soluciones de trabajo de más de 30 días de preparadas, debe n ser descarta das.

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6.

PREPARACIÓN DE MUESTRAS 6.1

La prueba equivalente de arena se debe hacer con materiales de agregado gradado que pasen el tamiz de 4.75 mm (No.4). Todos los terrones de suelo de grano fino se deben pulverizar para que pasen el tamiz de 4.75 mm y todos los finos adheridos a las partículas retenidas en dicho tamiz deben ser limpiados y añadidos al material que lo pasa.

6.2

Cuartear una cantidad suficiente de la muestra original para producir algo más de cuatro (4) medidas del recipiente metálico de 85 ml, de material pasante del tamiz de 4.75 mm (No.4). Se debe emplear extremo cuidado para obtener una porción verdaderamente representativa de la muestra original (Nota 5). Not a 5. - Experimentos enseñan que a medida que la cantidad del material que esta siendo reducida por división o cuarteo disminuye, se reduce la exactitud en la provisión de porciones representativas. Es imperativo que la muestra sea dividida o cuarteada cuidadosamente. Cuando parezca necesario, se debe humedecer el material antes de partirlo o cuartearlo, para evitar segregación o pérdida de finos.

6.3

Se prepara el número deseado de muestras de prueba, empleando uno de los siguientes métodos:

6.3.1

Método alternativo No.1 : Secado al aire Dividir o cuartear suficiente material de la porción que pasa el tamiz 4.75 mm (No.4) para llenar el recipiente metálico de 85 ml (3 oz), de manera que quede levemente redondeada por encima del borde. Durante el llenado del recipiente, se golpea el filo del fondo del recipiente en la mesa de trabajo o en cualquier otra superficie dura para causar la consolidación del material y permitir la colocación de la máxima cantidad en el recipiente. Se nivela el contenido del recipiente con una espátula o regla.

6.3.2 6.3.2.1

Método alternativo No.2: Pre -humedecido La muestra debe estar en una condición apropiada de humedad para obtener resultados confiables. Esta condición se determina apretando una pequeña porción de la muestra totalmente mezclada en la palma de la mano. Si se forma una masilla que puede ser manejada con cuidado, sin romperse, se ha obtenido el grado correcto de humedad. Si el material está demasiado seco, la masilla se desmorona y será necesario agregar agua y mezclar y probar de nuevo hasta que el material forme una masilla. Si el material escurre agua, está demasiado húmedo para ser ensayado y deberá escurrirse y seca rse al aire, mezclándolo frecuentemente para asegurar su uniformidad. Este material demasiado mojado formará una buena masilla al examinarlo inicialmente, de manera que el proceso de secado deberá continuar hasta que una prueba de apretón al material que se esta secando produce una masilla que es más frágil y delicada de manipular que la original. Si el contenido de humedad de la muestra original preparada como se indico en la sección 6.2 está dentro de los límites descritos arriba, la muestra de prueba se puede obtener inmediatamente. Si el contenido de humedad se altera para

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Figura 2. Equipo para ensayo equivalente de arena

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Figura 2 . Continuació n

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Lista de materiales, Figura 2 Montaje

Parte No.

A 1 2 3 4 5 6 7 B 8 9 C 10 11 12 13 14 15

Descripción

Material

Conjunto del Sifón Tubo del sifón Manguera del sifón Manguera de purga Tubo de purga Tapón con dos agujeros Tubo irrigador Abrazadera Conjunto de la probeta graduada Tubo Base Conjunto para lectura de arena Indicador de lectura de arena Barra Pesa Pasador Pie Tapón sólido

Tubo de cobre (puede ser niquelado) Tubo de caucho (goma pura o equivalente) Tubo de caucho (goma pura o equivalente) Tubo de cobre (puede ser niquelado) Caucho

Acrílico transparente Acrílico transparente Nylon 101 tipo 66 templado Bronce (puede ser niquelado) Acero (puede ser niquelado) Metal resistente a la corrosión Bronce (puede ser niquelado) Caucho

NOTAS: A . El conjunto para la lectura de arena debe pesar 1000 ± 5 g. B. Conjunto B. Las graduaciones del cilindro deben ser en 2.54 mm (0.1”) y las marcas de 25.4mm (1”) deben designarse numéricamente como se indica en la Figura 2. Las líneas divisorias de 25.4 mm (1”) y 12.7 mm (0.5”) deben ser de aproximadamente 6.35 mm (0.25”) de longitud. Todas las líneas divisorias serán de 0.38 mm (0.015”) de profundidad con ancho en la superficie de 0.76 mm (0.030”). C. La precisión de la escala debe ser ± 0.25 (0.01”) por cada 2.5 mm (0.1”). El error en cualquier punto de la escala será ± 0.75 mm (± 0.03”) de la verdadera distancia al cero. D . El vidrio o el acero inoxidable pueden sustituir el cobre en el tubo del sifón y el tubo de purga.

satisfacer estos límites, la muestra alterada se debe colocar en un recipiente, se cubre con una tapa o con una tela húmeda que no toque el material, y se le permite reposar por un mínimo de 15 minutos. 6.3.2.2

Después del período de reposo mínimo de 15 minutos, s e coloca la muestra en la tela partidora y se mezcla levantando alternativamente cada esquina de la tela hac ia la esquina diagonalmente opuesta, haciendo rodar el material. Cuando el material se vea homogéneo, se termina el mezclado con la muestra en una pila cerca del centro de la tela.

6.3.2.3

Se llena el recipiente de 85 ml (3 oz ) empujándolo a través de la base de la pila a la vez que se ejerce presión con la mano contra ésta del lado opuesto del recipiente. A medida que el recipiente es movido a través de la pila, se debe mantener suficiente presión con la mano para hacer que el material lo llene hasta rebosar. S e presiona firmemente con la palma de la mano, compactando el material y permitie ndo colocar la máxima cantidad posible en el recipiente. Se enrasa el borde de l recipiente con una espátula o regla. Nota 6. - Muestras de prueba húmedas producen valores más bajos de equivalente de arena que los correspondientes a muestras sobresecadas, casi sin excepción; por lo tanto, si se utiliza una

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doble especificación que incluya la preparación de muestras para ambos métodos, el húmedo y el seco, será necesario determinar la corrección apropiada para cada material , debido a que una corrección normalizada no parece posible. Sin embargo , cualquier a de los dos métodos puede ser empleado con igual confianza.

6.3.3

Método de referencia (Agitador mecánico) Se obtienen los 85 ml (3 oz) de material que caben en el recipiente , usando uno de los métodos alternativos de scritos en los numerales 6.3.1 y 6.3.2; se seca la muestra de prueba hasta masa constante a 110 ± 5ºC (230 ± 9ºF) y s e enfría a temperatura ambiente antes de l ensayo.

7.

PROCEDIMIENTO 7.1

Se empieza a sifonar forzando aire dentro de la boca del frasco de solución a través del tubo irrigador acodado de cobre, vidrio o acero inoxidable, mientras la abrazadera que corta el paso del líquido se encuentra abierta. El aparato se encuentra ahora listo para ser usado.

7.2

Se vierte solución de trabajo de cloruro de calcio en el cilindro graduado, con la ayuda del sifón, hasta una altura de 101.6 ± 2.54 mm (4 ± 0.1").

7.3

Con ayuda del embudo, se vierte la muestra de ensayo en el cilindro graduado. Se golpea varias veces el fondo del cilindro con la palma de la mano para liberar las burbujas de aire y remojar la muestra completamente. Se deja en reposo durante 10 ± 1 minuto. Al finalizar los 10 minutos (periodo de humedecimiento), se ta pa el cilindro con un tapón y se afloja el material del fondo invirtiendo parcialmente el cilindro y agitándolo simultáneamente .

7.4

Después de aflojar el material del fondo, se agita el cilindro con cualquiera de los métodos siguientes:

7.4.1

Método del agitador mecánico (método de referencia) – Se coloca el cilindro tapado en el agitador mecánico y se pone éste en funcionamiento por un tiempo de 45 ± 1 seg.

7.4.2

Método del agitador manual – Se asegura el cilindro tapado con las tres pinzas de resorte, sobre el soporte del agitador manual, y se pone el contador de vueltas en cero. Not a 7 . - Para prevenir el derramamiento, se debe asegurar que el tapón esté firmemente colocado en el cilindro, antes de colocarlos en el agitador manual.

El operador se debe parar directa mente al frente d e l agitador y forzar el soporte hasta colocar el indicador sobre la marca límite de recorrido pintada en la tabla posterior , aplicando un empujón brusco a la parte superior de la biela resortada del lado derecho. Luego se retira la mano de la biela y se permite que la acción del resorte de ésta mueva el soporte y el cilindro en la dirección opuesta sin ayuda y sin impedimento alguno.

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Se aplica suficiente fuerza a la biela resortada, con la mano derecha, durante la porción de empuje de cada ciclo para llevar el indicador hasta la marca límite de recorrido , empujando la biela con la punta de los dedos para mantener un movimiento de oscilación suave. El centro de la marca del límite de carrera, está colocado para proveer la longitud de movimiento adecuada y su ancho se ajusta a los límites máximos admisibles de variación. La cantidad correcta de agitación se logra solamente cuando el extremo del indicador invierte su dirección dentro de los límites marcados. Una correcta agitación se puede mantener mejor al usar solamente el movimiento del antebrazo y la muñeca para mover el agitador. Se continúa la acción de agitación hasta completar 100 ciclos. 7.4.3

Método Manual – Se sostiene el cilindro en una posición horizontal, como es ilustrado en la Fig ura 3, y se a gita vigorosamente con un movimiento lineal horizontal de un extremo a otro. El cilindro se agita 90 ciclos en aproximadamente 30 segundos, usando un movimiento de 229 ± 25 mm (9 ± 1"). Un ciclo se define como un movimiento completo de vaivé n. Para agitar el cilindro a esta velocidad, será necesario que el operador mueva únicamente los antebrazos mientras mantiene el cuerpo y los hombros descansados o relajados.

Figura 3. Agitación método manual

7.5

Inmediatamente después de la operación de agitación, se coloca el cilindro verticalmente sobre la mesa de trabajo y se remueve el tapón.

7.6

Procedimiento de irrigación:

7.6.1

Durante el procedimiento de irrigación se debe mantener el cilindro en posición vertical y la base en contacto con la superficie de trabajo. Se inserta el tubo

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irrigador dentro del cilindro, se afloja la pinza de la manguera y se lava el material de las paredes del cilindro a medida que se baja el irrigador, el cual debe llegar, a través del material, hasta el fondo del cilindro, aplicando suavemente una acción de presión y giro mientras que la solución de trabajo fluye por la boca del irrigador. Esto impulsa hacia arriba el...