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Manual de Ensayo de Materiales - MTC -2016.pdf

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MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES Edición Mayo de 2016
Manual de Ensayo de Materiales Página 1 INDICE PRESENTACION .......................................................................................................... 7 GENERALIDADES ........................................................................................................ 8 1.0 ORGANIZACION DEL MANUAL ............................................................................. 8 1.1 CODIFICACIÓN...........................................................................................................................................................8 1.2 SIGLAS Y ABREVIATURAS..............................................................................................................................................8 1.3 UNIDADES DE MEDIDA ................................................................................................................................................9 1.4 GLOSARIO DE TÉRMINOS ...........................................................................................................................................10 SECCION N° 1 SUELOS.............................................................................................. 13 MTC E 101 MUESTREO DE SUELOS Y ROCAS...........................................................................................................14 MTC E 102 MUESTREO POR PERFORACION CON BARRENOS HELICOIDALES (VASTAGO HUECO) ..........................20 MTC E 103 REDUCCION DE MUESTRAS DE CAMPO A TAMAÑOS DE MUESTRAS DE ENSAYO.................................23 MTC E 104 CONSERVACION Y TRANSPORTE DE MUESTRAS DE SUELOS.................................................................28 MTC E 105 OBTENCION EN LABORATORIO DE MUESTRAS REPRESENTATIVAS (CUARTEO)....................................36 MTC E 106 PREPARACIÓN EN SECO DE MUESTRAS PARA EL ANALISIS GRANULOMETRICO Y DETERMINACION DE LAS CONSTANTES DEL SUELO................................................................................................................41 MTC E 107 ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO...................................................................44 MTC E 108 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO.........................................................49 MTC E 109 ANALISIS GRANULOMETRICO POR MEDIO DEL HIDROMETRO .............................................................54 MTC E 110 DETERMINACIÓN DEL LIMITE LIQUIDO DE LOS SUELOS........................................................................67 MTC E 111 DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (L.P.) DE LOS SUELOS E INDICE DE PLASTICIDAD (I.P.)............72 MTC E 112 DETERMINACION DE LOS FACTORES DE CONTRACCIÓN DE LOS SUELOS .............................................75 MTC E 113 MÉTODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE SOLIDOS DE SUELO MEDIANTE PICNOMETRO DE AGUA ........................................................................................................................80 MTC E 114 METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA EL VALOR EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y AGREGADO FINO ......................................................................................................................................................91 MTC E 115 COMPACTACION DE SUELOS EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA MODIFICADA (PROCTOR MODIFICADO) .....................................................................................................................................105 MTC E 116 COMPACTACION DEL SUELO EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA ESTANDAR (PROCTOR ESTANDAR)..........................................................................................................................................119 MTC E 117 ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y PESO UNITARIO DEL SUELO INSITU MEDIANTE EL METODO DEL CONO DE ARENA...........................................................................................................133 MTC E 118 MATERIA ORGANICA EN SUELOS (PERDIDA POR IGNICION) ...............................................................143 MTC E 119 METODO DE ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR SPT ....................................................................145 MTC E 120 MUESTREO CON TUBOS DE PAREDES DELGADAS...............................................................................151 MTC E 121 COMPRESION NO CONFINADA EN MUESTRAS DE SUELOS .................................................................155 MTC E 122 CORTE EN SUELOS COHESIVOS (VELETA) ............................................................................................162 MTC E 123 CORTE DIRECTO (CONSOLIDADO DRENADO)......................................................................................167 MTC E 124 DENSIDAD EN EL SITIO – METODO NUCLEAR A PROFUNDIDAD REDUCIDA........................................175 MTC E 125 HUMEDAD DEL SUELO EN EL TERRENO. METODO NUCLEAR (PROFUNDIDAD REDUCIDA).................182 MTC E 126 CONTENIDO DE HUMEDAD EN SUELOS METODO DEL CARBURO DE CALCIO .....................................188 MTC E 127 MUESTREO DE SUELOS INALTERADOS (SUPERFICIALES) ....................................................................192 MTC E 128 MODULO RESILIENTE DE SUELOS DE SUBRASANTE ............................................................................201 MTC E 129 PH EN LOS SUELOS ..............................................................................................................................223 MTC E 130 MEDICIONES DE LA PRESION DE POROS .............................................................................................225 MTC E 131 DETERMINACION DE PARAMETROS DE RESISTENCIA AL CORTE MEDIANTE COMPRESION TRIAXIAL 235 MTC E 132 CBR DE SUELOS (LABORATORIO) ........................................................................................................248 MTC E 133 CBR EN EL TERRENO (CBR IN SITU)......................................................................................................257 MTC E 134 DETERMINACION DE MATERIA ORGANICA EN SUELOS POR OXIDACION Y VIA HUMEDA...................262 MTC E 135 DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE SUELOS ...........265 MTC E 136 DETERMINACION DEL VALOR DE RESITENCIA (R-VALUE) Y DE LA PRESION DE EXPANSION DE SUELOS COMPACTADOS...................................................................................................................................278 MTC E 137 DETERMINACION DE MATERIAL MAS FINO QUE EL TAMIZ 75 µM (Nº 200) EN SUELOS.......................287
Manual de Ensayo de Materiales Página 2 SECCION N° 2 AGREGADOS .................................................................................... 291 MTC E 201 MUESTREO PARA MATERIALES DE CONSTRUCCION...........................................................................292 MTC E 202 CANTIDAD DE MATERIAL FINO QUE PASA EL TAMIZ DE 75 µM (Nº 200) POR LAVADO ........................295 MTC E 203 PESO UNITARIO Y VACIOS DE LOS AGREGADOS..................................................................................298 MTC E 204 ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADOS GRUESOS Y FINOS .....................................................303 MTC E 205 GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCION DE AGREGADOS FINOS...........................................................309 MTC E 206 PESO ESPECIFICO Y ABSORCION DE AGREGADOS GRUESOS...............................................................312 MTC E 207. ABRASION LOS ANGELES (L.A.) AL DESGASTE DE LOS GREGADOS DE TAMAÑOS MENORES DE 37,5 MM (1 ½”)...................................................................................................................................................315 MTC E 208 INDICE DE FORMA Y DE TEXTURA DE AGREGADOS.............................................................................323 MTC E 209 DURABILIDAD AL SULFATO DE SODIO Y SULFATO DE MAGNESIO.......................................................329 MTC E 210. METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA LA DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE PARTICULAS FRACTURADAS EN EL AGREGADO GRUESO.........................................................................................337 MTC E 211. PARTICULAS LIVIANAS EN LOS AGREGADOS.......................................................................................343 MTC E 212. ARCILLA EN TERRONES Y PARTICULAS DESMENUZABLES (FRIABLES) EN AGREGADOS.......................346 MTC E 213. METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR CUALITATIVAMENTE LAS IMPUREZAS ORGANICAS EN EL AGREGADO FINO PARA CONCRETO ....................................................................................................349 MTC E 214. PRUEBA DE ENSAYO ESTANDAR PARA INDICE DE DURABILIDAD DEL AGREGADO..............................351 MTC E 215. METODO DE ENSAYO PARA CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL DE LOS AGREGADOS POR SECADO...361 MTC E 216. ANALISIS GRANULOMETRICO DEL RELLENO MINERAL .......................................................................364 MTC E 217. DETERMINACION DE LA REACTIVIDAD AGREGADO / ALCALI (METODO QUIMICO)............................366 MTC E 218 DETERMINACION CUANTITATIVA DE LOS COMPUESTOS DE AZUFRE EN LOS AGREGADOS................372 MTC E 219 SALES SOLUBLES EN AGREGADOS PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES......................................................378 MTC E 220 ADHESIVIDAD DE LOS LIGANTES BITUMINOSOS A LOS ARIDOS FINOS (PROCEDIMIENTO RIEDEL- WEBER) ...............................................................................................................................................380 MTC E 221 INDICE DE APLANAMIENTO Y ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS PARA CARRETERAS..................384 MTC E 222 ANGULARIDAD DEL AGREGADO FINO.................................................................................................389 MTC E 223 PARTICULAS CHATAS Y ALARGADAS EN AGREGADOS.........................................................................391 SECCION N° 3 BITUMENES ..................................................................................... 395 MTC E 301 MUESTREO DE MATERIALES BITUMINOSOS.......................................................................................396 MTC E 302 SOLUBILIDAD DE MATERIALES ASFALTICOS EN TRICLOROETILENO....................................................404 MTC E 303 PUNTOS DE INFLAMACION Y DE LLAMA (COPA ABIERTA) CLEVELAND...............................................407 MTC E 304 PENETRACION DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS ...........................................................................414 MTC E 305 FLOTACION PARA MATERIALES BITUMINOSOS (FLOAT TEST) ............................................................419 MTC E 306 DUCTILIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS...............................................................................422 MTC E 307 PUNTO DE ABLANDAMIENTO DE MATERIALES BITUMINOSOS (ANILLO Y BOLA)................................426 MTC E 308 VISCOSIDAD DEL ASFALTO CON EL METODO DEL VISCOSIMETRO CAPILAR DE VACIO .......................431 MTC E 309 VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL DE ASFALTOS LIQUIDOS.......................................................................437 MTC E 310 VISCOSIDAD CINEMATICA DE ASFALTOS.............................................................................................445 MTC E 311 PUNTO DE FRAGILIDAD FRAASS..........................................................................................................457 MTC E 312 PUNTO DE INFLAMACION MEDIANTE LA COPA ABIERTA TAG ............................................................462 MTC E 313 DESTILACION DE ASFALTOS LIQUIDOS................................................................................................468 MTC E 314 ENSAYO DE LA MANCHA (OLIENSIS) DE MATERIALES ASFALTICOS.....................................................474 MTC E 315 EFECTO DEL CALOR Y AIRE EN MATERIALES ASFALTICOS (ENSAYO DEL HORNO DE PELICULA DELGADA- TFOT)...................................................................................................................................................478 MTC E 316 EFECTO DEL CALOR Y AIRE EN UNA PELÍCULA DE ASFALTO EN MOVIMIENTO (ENSAYO DEL HORNO DE PELICULA DELGADA RODANTE - RTFOT)..............................................................................................482 MTC E 317 PESO ESPECIFICO ALQUITRANES (METODO DEL DESPLAZAMIENTO) .................................................489 MTC E 318 PESO ESPECIFICO Y PESO UNITARIO DE MATERIALES BITUMINOSOS .................................................491 MTC E 319 ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO DE ASFALTOS MODIFICADOS...................................................495 MTC E 320 RECUPERACION ELASTICA POR TORSION DE ASFALTOS MODIFICADOS .............................................498 SECCION N° 4 EMULSIONES ................................................................................... 501 MTC E 401 DESTILACION DE EMULSIONES ASFALTICAS .......................................................................................502 MTC E 402 AGUA EN EMULSIONES ASFALTICAS ...................................................................................................506
Manual de Ensayo de Materiales Página 3 MTC E 403 VISCOSIDAD SAYBOLT DE EMULSIONES ASFALTICAS..........................................................................510 MTC E 404 SEDIMENTACION EN LAS EMULSIONES ASFALTICAS...........................................................................515 MTC E 405 TAMIZADO DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS.....................................................................................517 MTC E 406 DEMULSIBILIDAD DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS...........................................................................520 MTC E 407 CARGA DE LAS PARTICULAS DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS...........................................................522 MTC E 408 PH DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS ..................................................................................................524 MTC E 409 CUBRIMIENTO Y RESISTENCIA AL DESPLAZAMIENTO POR EL AGUA DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS.... ............................................................................................................................................................526 MTC E 410 ESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS (MEZCLA CON CEMENTO)........................................530 MTC E 411 RESIDUO POR EVAPORACION DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS A 163 ºC..........................................532 MTC E 412 CUBRIMIENTO DE AGREGADO CON EMULSIONES ASFALTICAS..........................................................535 MTC E 413 MISCIBILIDAD CON AGUA DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS..............................................................537 MTC E 414 ADHESIVIDAD Y COHESIVIDAD CON EMULSIONES ASFALTICAS MEDIANTE LA PLACA VIALIT.............540 MTC E 415 COEFICIENTE DE EMULSIBILIDAD DEL RELLENO MINERAL..................................................................546 MTC E 416 CONSISTENCIA CON EL CONO DE LAS LECHADAS ASFALTICAS............................................................548 MTC E 417 ABRASION EN PISTA HUMEDA............................................................................................................551 MTC E 418 DETERMINACION DEL EXCESO DE ASFALTO EN MEZCLAS CON MAQUINA DE RUEDA CARGADA (LWT)... ............................................................................................................................................................557 MTC E 419 METODO DE ENSAYO PARA CLASIFICAR LAS LECHADAS BITUMINOSAS POR MEDIDA DE TORSION, EN EL COHESIOMETRO, EN FUNCION DEL TIEMPO DE CURADO...............................................................561 SECCION N° 5 MEZCLAS BITUMINOSAS.................................................................. 566 MTC E 501 TOMA DE MUESTRAS DE MEZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTOS.................................................567 MTC E 502 EXTRACCION CUANTITATIVA DE ASFALTO EN MEZCLAS PARA PAVIMENTOS.....................................570 MTC E 503 ANALISIS MECANICO DE LOS AGREGADOS EXTRAIDOS DE MEZCLASASFALTICAS ..............................580 MTC E 504 RESISTENCIA DE MEZCLAS BITUMINOSAS EMPLEANDO EL APARATO MARSHALL..............................583 MTC E 505 PORCENTAJE DE VACIOS DE AIRE EN MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS DENSAS Y ABIERTAS ....594 MTC E 506 GRAVEDAD ESPECÍFICA APARENTE Y PESO UNITARIO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS COMPACTADAS E MPLEANDO ESPECIMENES PARAFINADOS .........................................................................................596 MTC E 507 ESPESOR O ALTURA DE ESPECIMENES COMPACTADOS DE MEZCLAS DE PAVIMENTO ASFALTICO.....600 MTC E 508 PESO ESPECIFICO TEORICO MAXIMO DE MEZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTOS.........................603 MTC E 509 DETERMINACION DEL GRADO DE COMPACTACION DE UNA MEZCLA BITUMINOSA ..........................614 MTC E 510 DENSIDAD DEL HORMIGON BITUMINOSO IN SITU POR METODOS NUCLEARES.................................618 MTC E 511 CALCULO DEL PORCENTAJE DE ASFALTO QUE ABSORBE EL AGREGADO EN UNA MEZCLA DE PAVIMENTOS ASFALTICO....................................................................................................................623 MTC E 512 HUMEDAD O DESTILADOS VOLATILES EN MEZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTOS .......................628 MTC E 513 RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE DE MEZCLAS ASFALTICAS........................................................635 MTC E 514 PESO ESPECIFICO APARENTE Y PESO UNITARIO DE MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS EMPLEANDO ESPECÍMENES SATURADOS CON SUPERFICIE SECA.............................................................................641 MTC E 515 CARACTERIZACION DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS ABIERTAS POR MEDIO DEL ENSAYO CANTABRO DE PERDIDA POR DESGASTE.....................................................................................................................644 MTC E 516 PERMEABILIDAD IN SITU DE PAVIMENTOS DRENANTES CON EL PERMEAMETRO LCS .......................646 MTC E 517 REVESTIMIENTO Y DESPRENDIMIENTO DE MEZCLAS AGREGADO – BITUMEN...................................649 MTC E 518 EFECTO DEL AGUA EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE MEZCLAS BITUMINOSAS COMPACTADAS ............................................................................................................................................................653 MTC E 519 GRADO ESTIMADO DE CUBRIMIENTO DE PARTICULAS EN MEZCLAS AGREGADO – BITUMEN ...........656 MTC E 520 ADHERENCIA EN BANDEJA..................................................................................................................658 MTC E 521 EFECTO DEL AGUA SOBRE AGREGADOS CON RECUBRIMIENTOS BITUMINOSOS USANDO AGUA HERVIDA..............................................................................................................................................659 MTC E 522 RESISTENCIA DE MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS AL DAÑO INDUCIDO POR HUMEDAD..........661 SECCION N° 6 CEMENTOS Y AGLOMERADOS........................................................... 667 MTC E 601 MUESTREO Y ACEPTACION DEL CEMENTO HIDRAULICO ....................................................................668 MTC E 602 ANALISIS QUIMICO DEL CEMENTO HIDRAULICO (PORTLAND) ...........................................................671 MTC E 603 EXPANSION DEL CEMENTO EN EL AUTOCLAVE ..................................................................................671 MTC E 604 FINURA DEL CEMENTO POR MEDIO DE LA MALLA Nº 200...................................................................701 MTC E 605 CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO.............................................................................................702
Manual de Ensayo de Materiales Página 4 MTC E 606 TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO PORTLAND (METODO DE VICAT) ..........................................705 MTC E 607 FRAGUA DEL CEMENTO HIDRÁULICO (AGUJAS DE GILLMORE)...........................................................708 MTC E 608 FINURA DEL CEMENTO PORTLAND (TURBIDIMETRO).........................................................................711 MTC E 609 COMPRESION DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRAULICO (CUBOS DE 50,8 MM) ................................723 MTC E 610 DENSIDAD DEL CEMENTO PORTLAND (FRASCO DE LE CHATELIER).....................................................728 MTC E 611 MEZCLA MECANICA DE PASTAS DE CEMENTO Y MORTEROS DE CONSISTENCIA PLÁSTICA ................731 MTC E 612 CONTENIDO DE AIRE EN MORTEROS DE CEMENTO............................................................................734 MTC E 613 FINURA DEL CEMENTO PORTLAND METODO DEL APARATO BLAINE (PERMEABILIDAD)....................738 MTC E 614 FALSO FRAGUADO DEL CEMENTO ......................................................................................................745 MTC E 615 RESISTENCIA A LA TENSION DE MORTEROS DE CEMENTO..................................................................748 MTC E 616 FLUIDEZ DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRAULICO (MESA DE FLUJO) ..............................................753 MTC E 617 RESISTENCIA A LA FLEXION DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRÁULICO .............................................758 SECCION N° 7 CONCRETO....................................................................................... 765 MTC E 701 TOMA DE MUESTRAS DE CONCRETO FRESCO.....................................................................................766 MTC E 702 ELABORACION Y CURADO DE ESPECÍMENES DE HORMIGON (CONCRETO) EN EL LABORATORIO ......770 MTC E 703 REFRENTADO DE CILINDROS DE CONCRETO (CAPPING) .....................................................................780 MTC E 704 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN TESTIGOS CILÍNDRICOS...................................................................789 MTC E 705 ASENTAMIENTO DEL CONCRETO (SLUMP) .........................................................................................801 MTC E 706 CONTENIDO DE AIRE EN EL CONCRETO FRESCO METODO DE PRESION..............................................804 MTC E 707 TOMA DE NUCLEOS Y VIGAS EN CONCRETOS ENDURECIDO...............................................................814 MTC E 708 ENSAYO DE TRACCION INDIRECTA DE CILINDROS ESTÁNDARES DE CONCRETO.................................819 MTC E 709 RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON CARGAS A LOS TERCIOS DEL TRAMO...........................................................................................................................823 MTC E 711 RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO METODO DE LA VIGA SIMPLE CARGADA EN EL PUNTO CENTRAL..............................................................................................................................................828 MTC E 712 MEDIDA DE LA LONGITUD DE NUCLEOS DE CONCRETO (TESTIGOS EXTRAIDOS CON BROCAS)..........832 MTC E 713 EXUDACION DEL CONCRETO...............................................................................................................834 MTC E 714 PESO UNITARIO DE PRODUCCION (RENDIMIENTO) Y CONTENIDO DE AIRE (GRAVIMETRICO)...........840 MTC E 715 FLUJO PLASTICO DEL CONCRETO A LA COMPRESION .........................................................................845 MTC E 716 RESIDUO SOLIDO Y MATERIA ORGANICA (SOLIDOS VOLATILES).........................................................851 MTC E 717 MATERIA ORGANICA...........................................................................................................................853 MTC E 718 DETERMINACION DEL VALOR PH.........................................................................................................855 MTC E 719 CONCENTRACION DEL IÓN SULFATO ..................................................................................................858 MTC E 720 CONCENTRACION DEL IÓN CLORURO.................................................................................................861 MTC E 721 DETERMINACION DE ALCALIS COMO (NA2O + 0,658 K2O)..................................................................873 MTC E 722 CONTENIDO DE CEMENTO PORTLAND EN EL CONCRETO ENDURECIDO ............................................874 MTC E 723 METODO DE ENSAYO PARA LA ELABORACION Y CURADO DE PROBETAS CILINDRICAS DE CONCRETO EN OBRA...................................................................................................................................................879 MTC E 724 METODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA DETERMINAR LA TEMPERATURA DE MEZCLAS DE CONCRETO ..........................................................................................................................................882 MTC E 725 METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL NUMERO DE REBOTE DEL CONCRETO ENDURECIDO (ESCLEROMETRIA)...............................................................................................................................884 MTC E 726 METODO PARA LA UTILIZACIÓN DE CABEZALES CON ALMOHADILLAS DE NEOPRENO EN EL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE CILINDROS DE CONCRETO ENDURECIDO M2BC514...................887 MTC E 727 METODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA ELABORACION, CURADO ACELERADO Y ENSAYO EN COMPRESION DE ESPECIMENES DE CONCRETO..................................................................................895 MTC E 728 AGUA DE MEZCLA UTILIZADA EN LA PRODUCCION DE CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND. REQUISITOS.........................................................................................................................................913 SECCION N° 8 METALICOS...................................................................................... 920 MTC E 801 ENSAYOS DE TENSION DE MATERIAL METALICO (BARRAS Y ALAMBRES) ...........................................921 MTC E 802 ENSAYO DE TENSION EN TORONES PARA CABLES DE ACERO..............................................................929 MTC E 803 ENSAYO DE DOBLAMIENTO ................................................................................................................931 MTC E 804 ENSAYO DE DUREZA BRINELL..............................................................................................................935
Manual de Ensayo de Materiales Página 5 SECCION N° 9 DRENAJE.......................................................................................... 937 MTC E 901 RESISTENCIA A LA ROTURA DE TUBOS DE CONCRETO Y GRES POR EL METODO DE LOS TRES APOYOS .... ............................................................................................................................................................938 MTC E 902 ENSAYO DE ABSORCION PARA TUBOS DE CONCRETO Y DE GRES .......................................................942 MTC E 903 ENSAYO DE INFILTRACION EN TUBERIAS ............................................................................................944 MTC E 904 ENSAYO DE PERMEABILIDAD EN TUBERIA ..........................................................................................945 MTC E 905 DETERMINACION DE LA RIGIDEZ EN TUBERIAS DE PVC ......................................................................947 MTC E 906 PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES (CARGA CONSTANTE) .....................................................949 SECCION N° 10 MISCELANEOS ............................................................................... 956 MTC E 1001 MEDIDA DE LA IRREGULARIDAD SUPERFICIAL DE UN PAVIMENTO MEDIANTE LA REGLA DE TRES METROS, ESTATICA O RODANTE .........................................................................................................957 MTC E 1002 MEDIDA DE LA DEFLEXION DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE EMPLEANDO LA VIGA BENKELMAN...........962 MTC E 1003 FRICCION DE FUERZA LATERAL EN SUPERFICIES PAVIMENTADAS USANDO EL MU-METER................967 MTC E 1004 DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO EN EL PAVIMENTO CON PENDULO BRITANICO (TRRL)...............................................................................................................975 MTC E 1005 DETERMINACION DE LA TEXTURA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO MEDIANTE ENSAYO DEL CÍRCULO DE ARENA.................................................................................................................................................989 SECCION N° 11 ESTABILIZACIONES....................................................................... 993 MTC E 1101 PREPARACION EN EL LABORATORIO DE PROBETAS DE SUELO – CEMENTO........................................994 MTC E 1102 RELACIONES HUMEDAD-DENSIDAD (SUELO-CEMENTO)....................................................................999 MTC E 1103 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE SUELO-CEMENTO..............................................1005 MTC E 1104 HUMEDECIMIENTO Y SECADO DE MEZCLAS DE SUELO-CEMENTO COMPACTADAS.........................1009 MTC E 1105 DETERMINACION POR TITULACION DELCONTENIDO DE CAL EN SUELOS.........................................1014 MTC E 1106 PREPARACION EN EL LABORATORIO DE MEZCLAS DE SUELO-CAL EMPLEANDO UNA MEZCLADORA MECANICA.........................................................................................................................................1022 MTC E 1107 CONTENIDO DE CAL DE MEZCLAS SUELO- CAL NO CURADAS............................................................1024 MTC E 1108 RESISTENCIA DE MEZCLAS DE SUELO CAL .........................................................................................1028 MTC E 1109 ESTABILIZACION QUIMICA DE SUELOS - CARACTERIZACION DEL ESTABILIZADOR Y EVALUACION DE PROPIEDADES DE COMPORTAMIENTO DEL SUELO MEJORADO .......................................................1040 SECCION N° 12 PINTURAS ................................................................................... 1048 MTC E 1201 DETERMINACION DE LA CONSISTENCIA DE PINTURAS CON EL VISCOSIMETRO STORMER...............1049 MTC E 1203 DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE PINTURAS METODO DEL PICNOMETRO...............................1054 MTC E 1204 DETERMINACION DE LA FINURA DE DISPERSION..............................................................................1057 MTC E 1206 DETERMINACION DE LA FLEXIBILIDAD MANDRIL CONICO................................................................1060 MTC E 1207 DETERMINACION DEL CONTENIDO EN PIGMENTO METODO POR CENTRIFUGACION......................1062 MTC E 1208 DETERMINACION DEL BRILLO ESPECULAR........................................................................................1065 MTC E 1209 DETERMINACION DEL TIEMPO DE SECADO “NO PICK-UP” ...............................................................1067 MTC E 1210 DETERMINACION DE LA DUREZA MEDIANTE LA PRUEBA DEL LAPIZ.................................................1070 MTC E 1211 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL AGUA................................................................................1072 MTC E 1213 DETERMINACION DE LA ADHERENCIA MEDIANTE EL ENSAYO DE LA CINTA CORTE EN CUADRICULA....... ..........................................................................................................................................................1074 MTC E 1214 DETERMINACION DE LA RELACION DE CONTRASTE (PODER CUBRIENTE) ........................................1078 MTC E 1215 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL SANGRADO.......................................................................1080 MTC E 1216 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN METODO TABER...........................................1083 MTC E 1217 TOMA DE MUESTRAS PINTURAS, BARNICES Y MATERIAS PRIMAS PARA PINTURAS Y BARNICES .....1086 MTC E 1226 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DE LOS RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS A LOS EFECTOS DE DEFORMACION ROPIDA (IMPACTO) .................................................................................................1093 MTC E 1228 DETERMINACION DE LA ADHERENCIA (RESISTENCIA A LA TRACCIÓN) .............................................1096 MTC E 1230 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA ABRASION DE RECUBRIMIENTOS MEDIANTE LA CAIDA DE UN ABRASIVO....................................................................................................................................1110 MTC E 1231 DETERMINACION DEL TIEMPO SE SECADO, CURADO Y FORMACION DE PELICULA..........................1114 MTC E 1232 DETERMINACION DE LA ADHERENCIA MEDIANTE EL ENSAYO DE LA CINTA CORTE EN X..................1118 MTC E 1234 DETERMINACION DE LA MATERIA NO VOLATIL EN VOLUMEN .........................................................1121
Manual de Ensayo de Materiales Página 6 MTC E 1235 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL CONGELAMIENTO – DESCONGELAMIENTO .....................1124 MTC E 1236 DETERMINACION DE LA MATERIA NO VOLATIL Y VOLATIL ...............................................................1126 MTC E 1237 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE PIGMENTO MEDIANTE CALCINACION A BAJA TEMPERATURA .... ..........................................................................................................................................................1128 MTC E 1238 DETERMINACION DEL COLOR Y EL FACTOR DE LUMINANCIA ...........................................................1130 MTC E 1239 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE COMPUESTOS VOLATILES....................................................1136 SECCION N° 13 ESFERAS Y MICROESFERAS DE VIDRIO ....................................... 1140 MTC E 1301 ANALISIS GRANULOMETRICO ...........................................................................................................1141 MTC E 1302 DETERMINACION DEL INDICE DE REFRACCION .................................................................................1143 MTC E 1304 DETERMINACION DE LA PRESENCIA DE UN TRATAMIENTO DE HIDROFUGACION............................1145 MTC E 1305 DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE MASA...................................................................................1148 MTC E 1306 DETERMINACION DE LA APARIENCIA Y DEFECTOS............................................................................1150 MTC E 1307 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LOS ACIDOS........................................................................1153 MTC E 1308 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL CLORURO DE CALCIO........................................................1155 MTC E 1309 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL SULFURO DE SODIO..........................................................1157 ANEXO Nº 1 SISTEMAS DE CLASIFICACION DE LOS SUELOS ................................ 1159 ANEXO Nº 2 CONTROL DE CALIDAD...................................................................... 1162 NORMA GENERAL ……………………………………………………………………………………….1264
Manual de Ensayo de Materiales Página 7 PRESENTACION El Ministerio de Transportes y Comunicaciones en su calidad de órgano rector a nivel nacional en materia de transporte y tránsito terrestre, es la autoridad competente para dictar las normas correspondientes a la gestión de la infraestructura vial y fiscalizar su cumplimiento. La Dirección General de Caminos y Ferrocarriles es el órgano de línea de ámbito nacional encargada de normar sobre la gestión de la infraestructura de caminos, puentes y ferrocarriles; así como, de fiscalizar su cumplimiento. El “Manual de Ensayo de Materiales” forma parte de los Manuales de Carreteras establecidos por el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial aprobado por D.S. N° 034-2008-MTC y constituye uno de los documentos técnicos de carácter normativo, que rige a nivel nacional y es de cumplimiento obligatorio por los órganos responsables de la gestión de la infraestructura vial de los tres niveles de gobierno: Nacional, Regional y Local. El “Manual de Ensayo de Materiales” tiene por finalidad estandarizar el método y procedimientos, para la ejecución de los ensayos de laboratorio y de campo, de los materiales que se utilizan en los proyectos de infraestructura vial, con el objeto de asegurar que su comportamiento correspondan a los estándares de calidad propuestos en los estudios, para las obras y actividades de mantenimiento vial. La presente versión del “Manual de Ensayo de Materiales” es la actualización del Manual de Ensayo de Materiales para Carreteras (EM. 2000), y está organizado en Secciones, que abarcan a los diferentes tipos de materiales y dentro de ellas, los ensayos correspondientes. El “Manual de Ensayo de Materiales”, toma en como referencia la normatividad de las instituciones técnicas reconocidas internacionalmente, tales como AASHTO, ASTM, Instituto del Asfalto ACI, NTP, entre otras. Teniendo en consideración que como toda ciencia y técnica, la ingeniería vial se encuentra en permanente cambio e innovación, es necesario que el presente documento sea revisado y actualizado periódicamente por el órgano normativo de la infraestructura vial del MTC. Lima, mayo de 2016
Manual de Ensayo de Materiales Página 8 GENERALIDADES 1 Organización del Manual El “Manual de Ensayo de Materiales” está organizado de la siguiente manera: SECCIONES · SECCIÓN N° 1. SUELOS · SECCIÓN N° 2. AGREGADOS · SECCIÓN N° 3. BITUMENES · SECCIÓN N° 4. EMULSIONES · SECCIÓN N° 5. MEZCLAS BITUMINOSAS · SECCIÓN N° 6. CEMENTOS Y AGLOMERADOS · SECCIÓN N° 7. CONCRETO HIDRAULICO · SECCIÓN N° 8. METÁLICOS · SECCIÓN N° 9. DRENAJE · SECCIÓN N° 10. MISCELÁNEOS · SECCIÓN N° 11. ESTABILIZADORES DE SUELOS · SECCIÓN N° 12. PINTURAS · SECCIÓN N° 13. MICROESFERAS DE VIDRIO ANEXOS · ANEXO N° 1 Sistema de clasificación de suelos · ANEXO N° 2 Control de calidad Cada Sección contiene los correspondientes procedimientos de muestreo y los ensayos de laboratorio y/o campo. 1.1 Codificación La codificación del manual es de la siguiente manera: MTC E : Código general en todas las secciones 101 a 1309 : Código de número correspondiente a cada sección Ejemplos: MTC E 720 : Concentración del Ión Cloruro MTC E 1107 : Contenido de cal de mezclas suelo-cal no curadas 1.2 Siglas y abreviaturas Las abreviaturas utilizadas en el “Manual de Ensayo de Materiales”, representan lo que se indica a continuación: AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials o Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte ASTM : American Society for Testing and Materials ó Sociedad Americana para Ensayos y Materiales ACI : American Concrete Institute o Instituto Americano del Concreto NTP : Normas Técnicas Peruanas IP : Índice Plástico
Manual de Ensayo de Materiales Página 9 LL : Limite Líquido LP : Limite Plástico CBR : California Bering Ratio (valor de la relación de soporte). FWD : Falling Weight Deflectometer SLUMP : Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (el SI en el Perú) SI : Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico Modernizado). FHWA : Federal Highway Administration o Administración Federal de Carreteras. 1.3 Unidades de medida Las unidades de medida utilizadas en este Manual y sus símbolos, corresponden al Sistema Legal de Unidades de Medida de Perú (SLUMP aprobada con la Ley 23560), que adopta a su vez las unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI). Aquellas que no se encuentren incluidas en la lista siguiente, se definirán como lo establece el SLUMP o la norma ASTM E 380 “Standard Practice for Use of International System of Units (SI) (The Moderniced Metric System)”. a. Unidades básicas Símbolo Unidad de Medida Magnitud Física m metro longitud kg kilogramo masa s segundo tiempo km kilometro longitud h hora tiempo b. Unidades derivadas Símbolo Unidad de Medida Nombre unidades m2 metro cuadrado área m3 metro cúbico volumen kg/m3 kilogramo por metro cúbico densidad m/s metro por segundo velocidad km/h Kilómetros por hora velocidad c. Otras unidades Símbolo Unidad de Medida Magnitud Física min minuto tiempo d día tiempo l litro volumen t tonelada métrica masa ha hectárea área
Manual de Ensayo de Materiales Página 10 1.4 GLOSARIO DE TERMINOS La definición de los términos usados en el presente documento corresponde al “Glosario de Términos de Uso Frecuente en Proyectos de Infraestructura Vial”, vigente. Así mismo, se incluye los siguientes términos que serán de uso exclusivo para el presente Manual: ABRASION (pista húmeda (WTAT)): Procedimiento de ensayo para determinar las pérdidas de peso para muestra de lechada asfáltica al someterlo a desgaste. ACEITE DE CARRETERA: Un aceite pesado de petróleo, generalmente del tipo de los asfaltos de curado lento (SC). ADHESION: Resistencia al corte entre el suelo y otro material cuando la presión que se aplica externamente es cero. ADHESIVIDAD: Grado de adherencia de los ligantes bituminosos a los áridos finos. AGREGADO DE GRADACION FINA: Agregado cuya gradación es continúa desde tamaños gruesos hasta tamaños finos, y donde predominan estas últimas AGREGADO DE GRADACION GRUESA: Agregado cuya gradación es continúa desde tamaños gruesos hasta tamaños finos, y donde predominan los tamaños gruesos. AGREGADO DENSAMENTE GRADADO: Agregado con una distribución de tamaños de partícula tal que cuando es compactado, los vacíos que resultan entre las partículas, expresados como un porcentaje del espacio total ocupado, son relativamente pequeños. AGUA ABSORBIDA: Agua que es retenida mecánicamente en el suelo o roca. ALMACENAMIENTO (estabilidad al): Ensayo que sirve para determinar si ha habido un asentamiento en el almacenamiento de un asfalto modificado. ANALISIS MECANICO: Sirve para determinar la granulometría en un material o la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños. APARATO DE VICAT: Instrumento que sirva para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico. APARATO A VAPOR: Se utiliza para determinar la estabilidad de volumen (método del agua hirviendo por el procedimiento de las “galletas”). ASFALTO NATURAL: Asfalto que ocurre en la naturaleza y que ha sido derivado del petróleo por procesos naturales de evaporación de las fracciones volátiles, dejando así las fracciones asfálticas. Los asfaltos naturales de mayor importancia se encuentran en los depósitos de los lagos de Trinidad y Bermúdez. El asfalto de estas fuentes es comúnmente llamado asfalto de lago. En el Perú, existen importantes yacimientos de asfaltos naturales. ASFALTOS DE ROCA: Roca porosa, tal como la arenisca o la caliza, que ha sido impregnada con asfalto natural mediante un proceso geológico. BALANZA DE “MICHAELIS”: Equipo que se utiliza para el ensayo de tracción de testigo de montos de cemento, moldeados en moldes especiales que tienen forma de “ochos”. BAÑO DE AGUA: Elemento (baño) provisto de termostato. BLAINE (finura): Que corresponde a un material pulverulento, como un cemento y/o puzolana y que se expresa como área superficial en cm2 /gramo. CAL- Oxido de calcio CaO: Adopta la denominación de cal rápida e hidratada, según su proceso de producción. CANTABRO (ensayo): Procedimiento para determinar la pérdida por desgaste de una probeta de ensayo elaborado con mezcla asfáltica. CARBURO DE CALCIO: Material utilizado en instrumentos destinados a medir el porcentaje (%) de humedad de suelos y materiales, en forma rápida y aproximada.
Manual de Ensayo de Materiales Página 11 COMPRESION: Acción de comprimir un material aplicando una carga que puede ser axial, existiendo variantes en ensayos como: no confinada, triaxial y entre estos el ensayo consolidado no drenado; el ensayo drenado, el ensayo no consolidado no drenado y que sirven para medir el ángulo de fricción interna (ф) y la cohesión (C), cuyos valores se emplean en análisis de estabilidad en estructuras (fundaciones), cortes, taludes, muros de contención, etc. COMPRESION NO CONFINADA: Procedimiento para determinar la resistencia al corte de un suelo. CONSISTENCIA: Relativa facilidad con que el suelo puede fluir y deformarse. CONSOLIDACION (ensayo): Es una prueba en la cual el espécimen está lateralmente confinado en una arcilla y es comprimido entre dos superficies porosas. CONTRACCION (factores): Parámetros relativos a cambios de volumen de un suelo. DRILL: Máquina o pieza de equipo diseñado para penetrar en la tierra o formación de roca. DUREZA BRINELL: Ensayo para determinar la resistencia a la penetración de una esfera dura dentro de la superficie. EXTRACCIÓN (cuantitativa) del asfalto: Sirve para determinar el porcentaje (%) de bitumen de una mezcla asfáltica. FRAGILIDAD FRAAS: Ensayo que permite determinar el punto de fragilidad Fraas (temperatura). FRASCO DE LE CHATELIER: Aparato que sirve para determinar el peso específico del cemento hidráulico. HUMEDAD: Porcentaje de agua en suelo o material. MODULO DE FINURA: Número empírico que se obtiene sumando los porcentajes retenidos en cada una de las mallas que se indican mas abajo y luego dividiendo el resultado entre 100. MUESTREADORES: Instrumentos que permiten obtener muestras, existiendo: los muestradores de pistón y los de tubo abierto. MU METER: Aparato similar a un remolque que se utiliza para determinar la fuerza en fracción lateral sobre superficies pavimentadas. PICNOMETRO: Recipiente de vidrio, forma cilíndrica o cónica. PIEZOMETRO: Aparato que mide la carga en un punto por debajo de la superficie. POISE: Una unidad de centímetro-gramo-segundo de viscosidad absoluta, correspondiente a la viscosidad de un fluido en donde un esfuerzo de una dina por centímetro cuadrado es requerido para mantener una diferencia de velocidad de un centímetro por segundo entre dos planos paralelos del fluido, orientados en la dirección del flujo y separados por una distancia de un centímetro. PUNTO DE INFLAMACIÓN: Temperatura a la cual los vapores de un material bituminoso producen ignición (inflamación) al contacto directo con una llama puede hacerse con la copa abierta TAG o copia abierta Cleveland. POLIMER: Compuesta de moléculas de alto peso molecular, con cadenas ramificadas o interconectadas mediante grado polimerización. RELACIONES HUMEDAD/DENSIDAD (Proctor): Humedad vs. P.U. de suelos compactados. RELLENO MINERAL: Un producto mineral finamente dividido en donde más del 70 por ciento pasa el tamiz de 0.075 mm (#200). La caliza pulverizada constituye el relleno mineral fabricado más común. También se usan otros polvos de roca, cal hidratada, cemento Portland, y ciertos depósitos naturales de material fino. REFRENTAR EL CONCRETO (los testigos): Acción de colocar una cubierta sobre los testigos antes de ser ensayados a la comprensión (“capping”).
Manual de Ensayo de Materiales Página 12 SECADOR: Aparato que seca los agregados y los calienta a la temperatura especificada. SOLUBILIDAD: Medida de la pureza de un cemento asfáltico. La porción del cemento asfáltico que es soluble en un solvente específico tal como el tricloroetileno. STOKE: Unidad de viscosidad cinemática, igual a la viscosidad de un fluido en poises dividida por la densidad del fluido en gramos por centímetro cúbico. TESTIGO: Muestra cilíndrica de concreto hidráulico o de mezcla bituminosa. TOLERANCIAS DE ENTREGA: Variaciones permisibles en las proporciones de asfalto y agregado que se descargan en el amasadero. TURBIDIMETRO (de Wagner): Equipo que permite determinar la finura del cemento Portland en cm2 /g, tal como el aparato de Blaine (permeabilidad). VACIOS: Espacios en una mezcla compactada rodeados de partículas cubiertas de asfalto. VELETA: Instrumento para determinar la resistencia al corte de un suelo en campo o laboratorio. VISCOSIMETRO SAYBOLT: Aparato que se utiliza para determinar la Viscosidad Saybolt
Manual de Ensayo de Materiales Página 13 SECCION N° 1 SUELOS
Manual de Ensayo de Materiales Página 14 MTC E 101 MUESTREO DE SUELOS Y ROCAS 1.0 OBJETO 1.1 Es el muestreo e investigación de suelos y rocas con base en procedimientos normales, mediante los cuales deben determinarse las condiciones de los suelos y rocas. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Establecer los procedimientos adecuados de muestreo de suelos y rocas, que permitirán la correlación de los respectivos datos con las propiedades del suelo, tales como plasticidad, permeabilidad, peso unitario, compresibilidad, resistencia y gradación; y de la roca, tales como resistencia, estratigrafía, estructura y morfología. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM D 420: Standard Guide to Site Characterization for Engineering Design and Construction Purposes 4.0 EQUIPOS MATERIALES E INSUMOS 4.1 EQUIPO El equipo requerido para una investigación por debajo de la superficie, depende de varios factores, tales como el tipo de material a investigar, profundidad de exploración, naturaleza del terreno, y utilización de la información. Entre ellos se indica los siguientes: · Barrenos manuales, excavadoras y palas, para depósitos superficiales de suelo hasta profundidades de 3 -15 pies (1-5 m). · Equipos de percusión y lavado. · Barrenos y taladros rotatorios motorizados, con formas adecuadas, muestreadores y tubos saca núcleos, para la investigación y muestreo tanto de rocas como de suelos. · Aparatos geofísicos utilizados para la investigación sub superficial que pueden ser: - Instrumentos sísmicos, con recepción simple o múltiple mediante geófonos, de señales originadas por golpes de martillo, explosivos u otras fuentes de energía. - Aparato de resistividad de suelos, para medir la resistencia del suelo o roca al paso de una corriente continúa o alterna. - Aparatos nucleares, para medir humedad y peso unitario de suelos o rocas. - Muestreadores de turba, para investigar áreas compuestas por suelos orgánicos. · Herramientas manuales pequeñas, tales como llaves de tubo y palas, constituyen parte del equipo necesario. Para determinados suelos finos plásticos de la selva, los denominados "posteadores”. · Frascos de cierre hermético, para humedad de muestras (aproximadamente de 4 a 8 onzas) de capacidad, de vidrio, metal o plástico, que puedan sellarse; además, recipientes herméticos o bolsas de tejido cerrado, libres de material contaminante, de manera que no haya pérdida de partículas finas y que tengan una capacidad de por lo menos 16 kg (35 lb); también cajas apropiadas para muestras de núcleos de roca. · Accesorios complementarios: Brújula, inclinómetro, nivel de mano, cámara fotográfica, estacas y cinta métrica. · Instrumentos para medir asentamientos y movimientos del terreno in situ. 4.2 REACTIVOS · Ácido clorhídrico normal diluido con gotero, para la determinación de carbonatos al identificar minerales en rocas y suelos.
Manual de Ensayo de Materiales Página 15 5.0 MUESTRA 5.1 Deben obtenerse muestras representativas de suelo o roca, o de ambos, de cada material que sea necesario para la investigación. El tamaño y tipo de la muestra requerida, depende de los ensayos que se vayan a efectuar y del porcentaje de partículas gruesas en la muestra, y las limitaciones del equipo de ensayo a ser usado. Nota 1. El tamaño de las muestras alteradas, en bruto, puede variar a criterio del responsable de la investigación, pero se sugiere las siguientes cantidades: · Clasificación visual: 0,50 kg – 50 – 500 g. · Análisis granulométrico y constantes de suelos no granulares: 0,50 a 2,5 kg. · Ensayo de compactación y granulometría de suelo-agregado granular: 20 - 40 kg. · Producción de agregados o ensayo de propiedades de agregados: 50 - 200 kg. 5.2 Debe identificarse cuidadosamente cada muestra con la respectiva perforación o calicata y con la profundidad a la cual fue tomada. Colóquese una identificación dentro del recipiente o bolsa, ciérrese en forma segura, protéjase del manejo rudo y márquese exteriormente con una identificación apropiada. Guárdense muestras para la determinación de la humedad natural en recipientes de cierre hermético para evitar pérdidas de la misma. Cuando el secado de muestras puede afectar la clasificación y los resultados de los ensayos, las muestras deben ser protegidas para la pérdida de humedad. 5.3 Deberá tomarse muestras de suelo y agua para determinar la acidez, el pH y el contenido de compuestos metálicos del material, cuando pueda esperarse que causen un cambio inaceptable en su medio ambiente. El tamaño de la muestra no deberá ser menor de 2,5 kg. 5.4 CLASIFICACION DEL MATERIAL 5.4.1 Las muestras para ensayos de suelos y rocas deberán enviarse al laboratorio para los ensayos de clasificación física y mecánica respectiva, de acuerdo con las instrucciones del especialista geotécnico. 5.4.2 Las muestras tomadas, deben servir como mínimo para realizar los siguientes ensayos de laboratorio: · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Análisis granulométrico por hidrómetro MTC E 109 · Humedad natural MTC E 108 · Determinación del límite líquido MTC E 110 · Determinación del límite plástico MTC E 111 · Determinación del límite de contracción, si se encuentra alta actividad de los finos MTC E 112. · Gravedad específica de los suelos MTC E 113. 5.4.3 Las muestras tomadas deben servir para la realización de los siguientes ensayos en construcción de terraplenes: · Los mencionados en el numeral 5.4.2 que antecede. · Relación humedad-densidad compactada a la energía Proctor Modificado MTC E 115. · CBR de materiales compactados MTC E 132. · Módulo Resiliente sobre muestras compactadas a la energía Proctor Modificado MTC E 128. · Compresión triaxial no consolidada, no drenada (cu) y consolidada no drenada con medida de presión de poros (MTC E 131), para materiales compactados a la energía Proctor Modificado, que se van a utilizar en terraplenes mayores de 7,00 m de altura. · Consolidación unidimensional para materiales compactados para las mismas condiciones del ensayo anterior. 5.4.4 Las muestras tomadas deben servir para la realización de los siguientes ensayos para subrasantes: · Los mencionado en el numeral 5.4.2 que antecede. · Relación humedad-densidad compactada a la energía de Proctor Modificado MTC E 115. · CBR MTC E 132.
Manual de Ensayo de Materiales Página 16 · Módulo Resiliente sobre muestras inalteradas MTC E 128. Nota 2. Si se ha realizado la determinación de CBR in situ (MTC E 133) no se considerará necesario la ejecución de la prueba de laboratorio. Sólo se permitirá la prueba in situ cuando los suelos de subrasante tengan un tamaño máximo de 19,1mm (3/4”). 5.4.5 Las muestras para materiales granulares a utilizarse en capas de base y sub base, deben provenir de materiales procesados en planta o laboratorio, y servirán como mínimo para los siguientes ensayos: · Los mencionados en el numeral 5.4.2 que antecede, excepto el límite de contracción. · Relación humedad-densidad compactada a la energía Proctor Modificado MTC E 115. · CBR sobre muestras compactadas MTC E 132. · Módulo Resiliente MTC E 128. · Determinación de equivalente de arena MTC E 114. · Peso unitario y vacíos MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de agregados finos y gruesos MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad en sulfato de sodio y en sulfato de magnesio MTC E 209. · Porcentaje de caras fracturadas en los agregados MTC E 210. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. · Porcentaje de partículas livianas MTC E 211 (opcional). · Arcilla en terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. · Contenido de Sales Totales MTC E 219. 5.4.6 Las muestras de los materiales a usarse en la evaluación de concretos hidráulicos que deben provenir de materiales procesados en planta o laboratorio, servirán como mínimo para los siguientes ensayos: · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Cantidad de material fino que pasa el tamiz 200 MTC E 202. · Peso unitario y vacío de los agregados MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de los agregados MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad al sulfato de sodio y sulfato de Magnesio MTC E 209. · Porcentaje de caras fracturadas MTC E 210. · Partículas livianas en los agregados MTC E 211. · Contenido de Sales MTC E 219. · Arcilla de terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. · Impurezas orgánicas en el agregado fino MTC E 213. · Índice de durabilidad en los agregados MTC E 214. · Carbón y lignito en arenas MTC E 215. · Determinación de la reactividad agregado / álcali MTC E 217. · Determinación cuantitativa de los compuestos de azufre en los agregados MTC E 218. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. · Equivalente de Arena MTC E 114. 5.4.7 Las muestras para los materiales pétreos a utilizarse en la elaboración de concretos asfálticos, deben provenir de materiales procesados en planta o laboratorio, y servirán como mínimo para la realización de los siguientes ensayos: · Petrografía, difracción de rayos X y polaridad de agregados (evaluación de petrografos) (1). · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Análisis por hidrómetro del relleno mineral (material que pasa la malla No. 200) MTC E 109 (1). · Peso unitario y vacíos de los agregados MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de los agregados MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad al sulfato de sodio y sulfato de magnesio MTC E 209.
Manual de Ensayo de Materiales Página 17 · Porcentaje de caras fracturadas MTC E 210. · Partículas livianas en los agregados MTC E 211. (1) · Arcilla de terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. (1) · Impurezas orgánicas en el agregado fino MTC E 213. (1) · Índice de durabilidad en los agregados MTC E 214. (1) · Sales solubles MTC E 219. (1) · Riedel Weber MTC E 220. · Índice Plástico (por la malla Nº 40 y Nº 200). · Equivalente de Arena MTC E 114. · Adherencia agregado – bitumen MTC E 519. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Los procedimientos recomendados para el muestreo en el sitio, la identificación de muestras y los ensayos a realizar, son los siguientes: · Calicatas y trincheras: Excavaciones a cielo abierto, hasta la profundidad deseada, tomando las precauciones necesarias para evitar el desprendimiento de material de las paredes que pueda afectar la seguridad del trabajador o contaminar la muestra que se espera obtener. · Investigación y muestreo del suelo mediante barrenos y muestreadores: Procedimiento útil para la determinación del nivel freático. La profundidad con esta clase de barreno está limitada por las condiciones agua-suelo, las características del suelo y el equipo empleado. · Ensayo de penetración estándar (SPT) y muestreo de suelos: Procedimiento para obtener muestras y medir la resistencia del suelo a la penetración de un muestreador normalizado, fundamentalmente para suelos no cohesivos, pudiendo ser usado en suelos cohesivos para recuperar muestras o para determinar un valor cualitativo de la resistencia. · Método para muestreo de suelos con tubo de pared delgada, MTC E 120: Procedimiento para recobrar muestras de suelo relativamente inalteradas, adecuadas para ensayos de laboratorio. · Ensayo de corte con veleta en suelo cohesivo, MTC E 122: Procedimiento para medir in situ la resistencia al corte de suelos cohesivos blandos, mediante la rotación de una veleta de cuatro hojas en un plano horizontal. 6.2 La investigación del suelo y roca comprenderá entre otros lo siguiente: · Revisión de cualquier información disponible sobre la geología y la formación de la roca o del suelo, o de ambas, sobre las condiciones del nivel freático en el sitio y en las vecindades. · Determinación del nivel freático y del material de fundación firme, bien sea roca o suelos de adecuada capacidad de soporte. · Investigación en el sitio de los materiales superficiales y del subsuelo mediante perforaciones de percusión y lavado, rotación, barrenos manuales o mecánicos de espiral, calicatas y métodos geofísicos. · Identificación del suelo y de los tipos de roca en el terreno con registros de la profundidad a la cual se presentan y de la localización de sus discontinuidades estructurales. · Recuperación de muestras representativas inalteradas y remoldeadas para ensayos de caracterización del suelo o de la roca, y de los materiales para la construcción. · Evaluación del comportamiento de instalaciones existentes en la vecindad inmediata del sitio propuesto, con respecto al material de fundación y el medio ambiente. · Instrumentación en el sitio para medir movimientos por medio de inclinómetro, placa de asentamiento, etc. 6.3 DETERMINACION DEL PERFIL DE SUELOS 6.3.1 Un perfil detallado de suelos deberá desarrollarse únicamente donde la relación continua entre profundidades y datos de los diferentes tipos de suelo y roca, sea económicamente justificable para el proyecto en cuestión. 6.3.2 Pueden emplearse métodos geofísicos de exploración para complementar los datos de las perforaciones y afloramientos, y para interpolar entre los hoyos. Los métodos sísmicos y de
Manual de Ensayo de Materiales Página 18 resistividad eléctrica, pueden resultar particularmente valiosos cuando las diferencias nítidas en las propiedades de materiales sub superficiales contiguas están indicadas. El método de refracción sísmica es especialmente útil para determinar la profundidad a la cual se halla la roca o en sitios donde estratos sucesivamente más densos son encontrados. El método de resistividad eléctrica es igualmente útil para determinar la profundidad de la roca, evaluando formaciones estratificadas donde un estrato más denso descansa sobre uno menos denso, y en la investigación de canteras de arena-grava o de otros materiales de préstamo. Las investigaciones geofísicas pueden ser una guía útil para programar los sitios de perforaciones y calicatas. En lo que sea posible, la interpretación de estudios geofísicos deberá ser verificada por perforaciones o excavaciones de prueba. 6.3.3 La profundidad de las calicatas o perforaciones para carreteras, aeropuertos, o áreas de estacionamiento, deberá ser al menos de 1,5 m (5 pies) por debajo del nivel proyectado para la subrasante, pero circunstancias especiales pueden aumentar o disminuir esa profundidad. Los sondeos para estructuras o terraplenes deberán llevarse por debajo del nivel de influencia de la carga propuesta, determinado mediante un análisis su superficial de transmisión de esfuerzos. Donde el drenaje pueda ser afectado por materiales permeables, acuíferos o materiales impermeables que lo puedan obstaculizar, las perforaciones deberán prolongarse suficientemente dentro de estos materiales para determinar las propiedades hidrogeológicas y de ingeniería, relevantes para el diseño del proyecto. En todas las zonas de préstamo, las perforaciones deberán ser suficientes en número y profundidad, para obtener las cantidades requeridas de material que cumpla los requerimientos de calidad especificada. 6.3.4 Los registros de perforaciones deberán incluir: · Descripción de cada sitio o área investigada, con cada hueco, sondeo o calicata, localizado claramente (horizontal y verticalmente) con referencia a algún sistema establecido de coordenadas o a algún sitio permanente. · Perfil estratigráfico de cada hueco, sondeo o calicata, o de una superficie de corte expuesta, en la cual se muestre claramente la descripción de campo y localización de cada material encontrado, mediante símbolos o palabras. · Fotografías en colores de núcleos de roca, muestras de suelos y estratos expuestos, pueden ser de gran utilidad. Cada fotografía deberá identificarse con fecha y un número o símbolo específico, una fecha y escala de referencia. · La identificación de todos los suelos deberá basarse en las presentes normas para la clasificación de los suelos y de los suelos-agregados para construcción de carreteras, en la norma sobre descripción mediante procedimientos manuales y visuales, o en la de identificación de rocas. · Las áreas acuíferas, drenaje subterráneo y profundidad del nivel freático hallado en cada perforación, calicata o hueco. · Los resultados de ensayos en sitio (in situ), donde se requieran, como los de penetración o los de veleta u otros ensayos para determinar propiedades de suelos o rocas. · Porcentaje de recuperación de núcleos e Índice Calidad de Roca en perforaciones de núcleo. · Representación gráfica de campo y laboratorio y su interpretación facilita el entendimiento y comprensión de condiciones superficiales. 6.4 PERFIL SUBSUPERFICIAL 6.4.1 Los perfiles del subsuelo se deben dibujar únicamente en base a perforaciones reales o datos de los cortes. La interpolación entre dichos sitios deberá hacerse con extremo cuidado y con la ayuda de toda la información geológica que se tenga disponible, anotando claramente que tal interpolación o continuidad asumida de estratos, es tentativa.
Manual de Ensayo de Materiales Página 19 7.0 CALCULOS E INFORME 7.1 INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS 7.1.1 La extrapolación de datos en áreas locales no investigadas puede hacerse de manera tentativa, únicamente cuando se conozca que existe geológicamente una disposición sub superficial uniforme del suelo y de la roca siendo la interpretación de responsabilidad del especialista. Las propiedades de los suelos y rocas de proyectos importantes, no deberán predecirse solamente con base en la simple identificación o clasificación en el terreno, sino que deberán comprobarse mediante ensayos de laboratorio y de terreno. Las recomendaciones de diseño deben ser formuladas por especialistas en geotecnia o por ingenieros de carreteras familiarizados con los problemas comunes en dichas áreas. ANEXO SIMBOLOS GRAFICOS PARA SUELOS Tanto en los perfiles como en los registros estratigráficos se deberán usar los símbolos que se muestran a continuación. Gravas bien graduadas mezcla, grava con poco o nada de materia fino, variación en tamaños granulares Materiales finos sin plasticidad o con plasticidad muy bajo Gravas mal granuladas, mezcla de arena-grava con poco o nada de material fino Arenas arcillosas, mezcla de arena-arcillosa Gravas limosas mezclas de grava arena limosa Limos orgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, arenas finas limosas o arcillosa o limos arcillosas con ligera plasticidad Gravas arcillosas mezcla de grava-arena-arcilla; grava con material fino cantidad apreciable de material fino Limo orgánicos de plasticidad baja o mediano, arcillas gravas, arcillas arenosas, arenas limosas, arcillas magras Arenas bien graduadas, arena con grava, poco o nada de material fino. Arena limpia poco o nada de material fino, amplia variación en tamaños granulares y cantidades de partículas en tamaños intermedios Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas, baja plasticidad Arenas mal graduadas con grava poco o nada de material fino. Un tamaño predominante o una serie de tamaños con ausencia de partículas intermedios Limos inorgánicos suelos finos granosos o limosos micáceas o diatomáceas, limos elásticos Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad, arcillas grasosas Arcillas orgánicas de mediana o elevada plasticidad, limos orgánicas Turba, suelos considerablemente orgánicos
Manual de Ensayo de Materiales Página 20 MTC E 102 MUESTREO POR PERFORACION CON BARRENOS HELICOIDALES (VASTAGO HUECO) 1.0 OBJETO 1.1 Es el muestreo de suelos mediante perforación con barrenos helicoidales o también conocido como vástago hueco. Puede aplicarse cuando se requieran muestras representativas o muestras in situ, o ambas, siempre que la formación del terreno sea de naturaleza consolidada, que permita tal tipo de perforación. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Este ensayo tiene por finalidad obtener muestras representativas in situ mediante la utilización de barrenos helicoidales (vástago hueco), para la realización de los ensayos, análisis o investigaciones de laboratorio que requiera un proyecto. 2.2 Puede ser aplicado en lugar del revestimiento para el muestreo o para la toma de núcleos, o de ambos, en cualquier formación de naturaleza tal que permita la perforación con barreno, y cuando no se desee información alguna relacionada con resistencia al hincado, del revestimiento o del tubo guía. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM D 1452: Standard Practice for Soil Exploration and Sampling by Auger Borings. 4.0 EQUIPO 4.1 Barrenos con vástago hueco, fabricados de acero-carbono, de aleaciones de acero, o de ambos. Deberán clasificarse como pequeños, medianos y largos. Un dispositivo de barreno helicoidal con vástago hueco se muestra en la Figura 1. · Tamaño mínimo. Los diámetros interiores deberán ser de 57,2 mm (2,25"), 82,6 mm (3,25") y 95,2 mm (3,75"). Son aceptables tamaños adicionales y mayores, con tal de que cumplan el requisito del párrafo siguiente para la luz libre del “muestreador.” · La holgura del “muestreador” deberá ser tal, que ningún “muestreador” o tubos saca núcleos sea operado en, o a través de un barreno con vástago hueco, cuyo diámetro de dicho hueco sea menor del 108% del diámetro exterior del “muestreador”. El barreno con vástago hueco podrá avanzar y tomar núcleos, conducida por cualquier máquina de perforación que tenga suficiente fuerza de torsión y de hincado, para hacerla girar y forzar hasta la profundidad deseada, con tal de que la máquina esté equipada con los accesorios necesarios para tomar la muestra o el núcleo requerido.
Manual de Ensayo de Materiales Página 21 Figura 1. Barreno típico para perforaciones 5.0 MUESTRA 5.1 Según sean las características de los materiales a muestrear. 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Procedimiento A Hágase avanzar el barreno de vástago hueco con tapón, hasta la profundidad de muestreo deseada. Retírese el tapón, sacando las varillas centrales de perforación y reemplácese con las herramientas requeridas para el muestreo o toma de los núcleos. Bájese la herramienta de muestreo a través de la barrena con vástago hueco, y asiéntese sobre el material inalterado en el fondo de la perforación. Procédase con la operación de muestreo, mediante rotación, presión o hincamiento de acuerdo con el método normal o el autorizado, que rija el uso de la herramienta particular de muestreo. Retírese el “muestreador” cargado sacando las varillas centrales. Reemplácese el “muestreador” con el tapón y retórnese al fondo del hueco. Hágase avanzar la barrena de vástago hueco hasta la siguiente profundidad a la que se va a muestrear. Repítase la secuencia para cada muestra deseada. 6.2 Procedimiento B Hágase avanzar el barreno del vástago hueco con el tapón en su sitio, hasta la profundidad de muestreo deseada. Retráigase el tapón, enrollando el cable en su carrete con el martillo y el tapón ensamblados. Sepárese el tapón del martillo y sustitúyase por el “muestreador” guía deseado. Con el cable, bájese dentro del hueco el martillo con el muestreador ajustado, hasta apoyarlo sobre el material inalterado expuesto en el fondo del hueco. Procédase con la operación de muestreo de acuerdo con el método normal o el aprobado que gobierne el empleo del “muestreador” y martillo.
Manual de Ensayo de Materiales Página 22 Alíviese el “muestreador” cargado, sobrebarrenando hasta que la boca de la barrena se halle a la profundidad de la zapata del muestreador o descargándola hacia atrás. Recupérese el “muestreador” enrollando la línea de cable con el martillo y el “muestreador” ensamblados. Sepárese el “muestreador” del martillo y reemplácese por el tapón de la barrena, o en el caso de muestreo continuo, con otro “muestreador”. Bájese dentro del hueco el martillo con el tapón o con el “muestreador”, y reiníciese la perforación del barreno, o continúese el muestreo en la forma apropiada para el sistema que se esté efectuando, ya sea incremental o continuo. Repítase o continúese la secuencia hasta su terminación. 6.3 Procedimiento C El barreno de vástago hueco puede emplearse sin tapón. Cuando se emplea así, puede esperarse que se forme un tapón de suelo, en la boca de la barrena. Raras veces este tapón excederá de 102 a 152 mm (4" a 6") de espesor. Normalmente, los muestreadores pueden presionarse o hincarse a través de este tapón. El tapón de suelo, sin embargo, llega a ser entonces la parte superior de la muestra. De acuerdo con esto, las muestras obtenidas así con la barrena de vástago hueco deben acuñarse con pedazos de barrenas y muestreadores de desecho. El barreno con vástago hueco puede emplearse con el tubo central lleno de un líquido a presión constante positiva, cuando se trabaje sin el tapón. El líquido podrá ser agua o lodo de perforación, sobrecargado tanto como sea necesario, para evitar la entrada de material saturado a flujo libre, dentro de la barrena. Deberá tenerse cuidado de evitar la expulsión de la muestra por exceso de presión o peso del líquido, dentro del tubo central. Normalmente, el líquido sobrecargado deberá introducirse dentro del barreno, únicamente por gravedad, y solamente cuando sea necesario para mantener el nivel dentro del tubo central del barreno por encima del nivel de agua. El muestreo dentro del barreno lleno de líquido, deberá efectuarse de la manera normal prescrita para usar el muestreador especial, en una perforación llena con líquido. 6.4 En el caso de que haya ingreso de suelos dentro del barreno, por pérdida de presión del líquido dentro del tubo central o por otra causa, deberá lavarse el tubo central de la misma manera que se indica para la limpieza del revestimiento. El muestreo deberá ejecutarse entonces, como se prescribe para el empleo del muestreador especial en agujeros llenos de líquido; sin embargo, el informe de perforación deberá indicar siempre que la pérdida de suelo ocurrió antes de efectuado el muestreo. El flujo de material no cohesivo en el fondo de cualquier tipo de perforación, normalmente hace que se afloje el material a ese nivel o por debajo del fondo y por ello una muestra, o el valor N tomado, pueden no ser verdaderamente representativos de la condición inalterada del material. El flujo de material no cohesivo en el fondo de cualquier tipo de perforación, normalmente hace que se afloje el material a ese nivel o por debajo del fondo y por ello una muestra, o el valor N tomado, pueden no ser verdaderamente representativos de la condición inalterada del material.
Manual de Ensayo de Materiales Página 23 MTC E 103 REDUCCION DE MUESTRAS DE CAMPO A TAMAÑOS DE MUESTRAS DE ENSAYO 1.0 OBJETO 1.1 Es la reducción de las muestras obtenidas en el campo a los tamaños de muestras requeridas para los ensayos, empleando procedimientos que minimizan la variación en la medición de las características entre las muestras de ensayo y las muestras de campo. 1.2 La reducción de muestras se obtiene mediante los siguientes tres métodos: Método A: Cuarteador mecánico Método B: Cuarteo Método C: Pilas cónicas (agregado fino húmedo) 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 La finalidad es el reducir las muestras obtenidas en el campo a las porciones requeridas para someterlas a ensayos. Las muestras más grandes tienden a ser más representativas de la muestra total. Los métodos indicados tienen por finalidad reducir el tamaño de la muestra obtenida en el campo a tamaños convenientes para realizar varios ensayos a fin de describir el material y medir su calidad, de tal manera que la porción de muestra de ensayo más pequeña no deje de ser representativa de la muestra más grande y por lo tanto de la total suministrada. Los errores que se cometen en un seguimiento no cuidadoso de los métodos, conducirán a la obtención de muestras no representativas para su uso en ensayos posteriores. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM C 702: Standard Practice for Reducing Samples of Aggregate to Testing Size. 4.0 EQUIPO 4.1 METODO A: CUARTEADOR MECÁNICO 4.1.1 Divisor de muestras: Los divisores de muestras deberán tener un número par de cajuelas con planos inclinados de igual ancho, pero no menor que ocho para suelos gruesos, o veinte para suelos finos, con descargas alternativas a cada lado del divisor. El ancho mínimo de la cajuela debe ser aproximadamente 1,5 veces el diámetro de la partícula de mayor tamaño contenida en la muestra a ser dividida. El divisor debe estar equipado con dos recipientes para recibir las dos mitades de la muestra dividida. Asimismo, debe estar equipado con una tolva, la cual tiene un ancho igual o ligeramente menor que el ancho total de la cajuela, por la cual la muestra debe ser depositada a una velocidad controlada a las cajuelas. El equipo y sus accesorios deben ser diseñados para que la muestra fluya suavemente sin restricciones o pérdidas de material. Ver Figura 1.
Manual de Ensayo de Materiales Página 24 Tamaño Máximo de Muestra Número de Canales Dimensiones Internas Dimensiones Internas de las cajas (3 requeridas) A B C D E F Mm Mm mm mm mm mm mm mm 40 8 50 150 70 230 150 400 20 10 30 130 40 150 100 300 10 12 15 80 30 120 90 200 5 12 7 20 15 50 50 90 Figura 1. Cuarteador mecánico 4.2 METODO B: CUARTEO 4.2.1 El aparato consiste de un cucharón metálico, pala o badilejo y una lona para cubrir aproximadamente 2 m x 2,5 m. Ver Figura 2. Figura 2 Cuarteo.
Manual de Ensayo de Materiales Página 25 4.3 METODO C: PILAS CONICAS (Agregado fino húmedo) 4.3.1 El equipo consiste de un cucharón metálico, pala o badilejo para mezclar y un muestreador (pequeño cucharón o pala). Ver Figura 3 Figura 3: Pilas cónicas 5.0 MUESTRA La muestra de campo se toma de acuerdo con el método (MTC E101), o como lo establezca cada método de ensayo. Cuando se contempla solamente el ensayo de análisis granulométrico, el tamaño de la muestra de campo dada en MTC E 101 es usualmente adecuado. Cuando se van a realizar ensayos adicionales, el usuario deberá asegurar por sí mismo que el tamaño inicial de la muestra de campo sea adecuado para realizar todos los ensayos considerados. 5.1 SELECCION DEL METODO 5.1.1 Agregado fino La muestra de campo de agregado fino que está seca o en condición de saturada superficialmente seca, se debe reducir de tamaño por medio de un cuarteador mecánico usando el Método A. Muestras de campo libres de humedad superficial se pueden reducir de tamaño por cuarteo de acuerdo al Método B o por tratamiento como una pequeña muestra conforme al Método C. 5.1.1.1 Si se desea utilizar el Método B ó C y la muestra de campo no tiene humedad libre sobre la superficie de las partículas, la muestra se debe humedecer para alcanzar esta condición, mezclarla bien y luego llevar a cabo la reducción de la muestra. 5.1.1.2 Si se desea utilizar el Método A y la muestra de campo tiene humedad libre sobre la superficie de las partículas, la muestra de campo se debe secar hasta la condición de superficie seca, usando temperaturas que no excedan aquellas especificadas para cualquiera de los ensayos contemplados y luego se procede a reducir la muestra. Alternativamente, si la humedad de la muestra de campo es muy grande, una división preliminar se debe realizar utilizando un cuarteador mecánico que tenga una abertura de 38 mm (1 ½ pulg) o más para reducir la muestra a no menos de 5 000 g, la porción así obtenida se seca y se reduce al tamaño de muestra de ensayo usando el Método A. Nota 1. El método para determinar la condición de saturado superficialmente seco se describe en NTP 400.022. A manera de aproximación, si el agregado fino mantiene su forma, cuando se moldea con la mano, se puede considerar que posee dicha condición. 5.1.2 Agregado grueso y mezcla de agregados grueso y fino La muestra se reduce usando un cuarteador mecánico de acuerdo con el Método A (método preferido) o por cuarteo usando el Método B. No se debe usar el Método C para agregado grueso o mezcla de agregado grueso y fino.
Manual de Ensayo de Materiales Página 26 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 METODO A: CUARTEADOR MECANICO 6.1.1 La muestra de campo se coloca en la tolva distribuyéndola uniformemente de extremo a extremo de tal manera que, aproximadamente igual cantidad fluya a través de cada cajuela. La razón a la cual la muestra se deposita en la tolva, es tal que se debe alcanzar un flujo libre a través de las cajuelas hasta los recipientes colocados abajo. La muestra de uno de los recipientes se reintroduce al aparato las veces que sea necesario para reducir el tamaño de la muestra a la cantidad especificada para el ensayo. La porción de muestra acumulada en el otro recipiente se debe reservar para otros ensayos. 6.1.2 La muestra de campo se coloca en la tolva distribuyéndola uniformemente de extremo a extremo de tal manera que, aproximadamente igual cantidad fluya a través de cada cajuela. La razón a la cual la muestra se deposita en la tolva, es tal que se debe alcanzar un flujo libre a través de las cajuelas hasta los recipientes colocados abajo. La muestra de uno de los recipientes se reintroduce al aparato las veces que sea necesario para reducir el tamaño de la muestra a la cantidad especificada para el ensayo. La porción de muestra acumulada en el otro recipiente se debe reservar para otros ensayos. 6.2 METODO B: CUARTEO 6.2.1 Se puede usar cualquiera de los procedimientos descritos en los dos numerales siguientes o una combinación de ambos. 6.2.1.1 Se coloca la muestra sobre una superficie dura, limpia y horizontal evitando cualquier pérdida de material o la adición de sustancias extrañas. Se mezcla bien la muestra hasta formar una pila en forma de cono; se mezcla de nuevo hasta formar un nuevo cono, repitiendo esta operación tres veces. Cada palada tomada de la base se deposita en la parte superior del cono, de modo que el material caiga uniformemente por los lados del cono. Cuidadosamente se aplana y extiende la pila cónica hasta darle base circular y espesor y diámetro uniforme presionando hacia abajo con la cuchara de la pala, de tal manera que cada cuarto del sector contenga el material original. El diámetro debe ser aproximadamente cuatro a ocho veces el espesor. Se procede luego a dividir diametralmente el material en cuatro partes iguales, de las cuales se separan dos cuartos diagonalmente opuestos, incluyendo todo el material fino limpiando luego con cepillo o escoba los espacios libres. Los dos cuartos restantes se mezclan sucesivamente y se repite la operación hasta obtener la cantidad de muestra requerida, tal como se aprecia en la Figura 2. 6.2.1.2 Como una alternativa al procedimiento anterior, cuando la superficie no es uniforme, la muestra de campo se coloca sobre una lona sobre la cual se homogeniza la muestra original por paleo. Se puede operar también, mezclando el material mediante la elevación alternativa de las esquinas de la lona tirando hacia la muestra, como si se tratara de doblar la lona diagonalmente haciendo rodar al material. En cualquiera de los casos se procede a aplanar y extender la pila como en 6.2.1.1 y luego dividirlo, o si la superficie bajo la lona es irregular, se coloca debajo de la lona en el centro de la muestra una varilla que al levantar sus extremos divida la muestra en dos partes iguales. Doblando las esquinas de la lona se saca la varilla y se coloca nuevamente debajo del centro de la lona en ángulo recto a la primera división y levantando ambos extremos de la varilla se divide la muestra en cuatro partes iguales. Se descartan dos cuartos de muestra diagonalmente opuestos y cuidadosamente se limpia los filos de la lona. Sucesivamente se mezcla y cuartea el material remanente hasta reducir la muestra a la cantidad deseada, tal como se aprecia en la Figura 3. 6.3 METODO C: PILAS CONICAS (Agregado fino húmedo) 6.3.1 Se coloca la muestra de campo de agregado fino húmedo sobre una superficie limpia y nivelada para evitar cualquier pérdida de material o la adición de sustancias extrañas. Se mezcla el material completamente por volteo repitiendo la operación hasta tres veces. En la última
Manual de Ensayo de Materiales Página 27 operación cada palada se deposita en la parte superior del cono de modo que el material caiga uniformemente por los lados del cono. Si se desea la pila cónica puede ser aplanada hasta un espesor y diámetro uniforme presionando hacia abajo con la cuchara de la pala de tal forma que cada cuarto de sector resultante contenga el material original. Se obtiene la muestra para cada ensayo seleccionando al azar por lo menos cinco porciones de material localizados de la pequeña pila cónica usando el equipo descrito en 4.3.1. 7.0 PRECISION Y DISPERSION 7.1 Puesto que la presente norma no proporciona resultados numéricos, la determinación de la precisión no es posible. Sin embargo, si no se siguen cuidadosamente los procedimientos descritos pueden resultar muestras distorsionadas para ser usadas en ensayos subsecuentes.
Manual de Ensayo de Materiales Página 28 MTC E 104 CONSERVACION Y TRANSPORTE DE MUESTRAS DE SUELOS 1.0 OBJETO 1.1 Establecer el procedimiento para la conservación de las muestras inmediatamente después de obtenidas en el terreno, así como para su transporte y manejo. 1.2 En todos los casos, el objeto primordial es el de preservar las condiciones propias de cada muestra. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 El empleo de los diferentes métodos que se describirán, depende del tipo de muestras obtenidas, del tipo de ensayo y de las propiedades de ingeniería requeridas, de la fragilidad y sensibilidad del suelo, y de las condiciones climáticas. 2.2 Los métodos aquí desarrollados fueron inicialmente para muestras de suelo que han de ensayarse para obtener las propiedades de ingeniería; sin embargo, ellos también pueden aplicarse a muestras de suelo o de otros materiales, para otros fines. 2.3 Los diferentes métodos se distribuyen en cuatro grupos, así: · Grupo A. Muestras que requieren únicamente identificación visual. · Grupo B. Muestras que necesitan únicamente ensayos de contenidos de humedad y clasificación; de peso unitario y peso específico; el perfil de la perforación; y muestras, en bruto que serán remoldeadas o compactadas en especímenes para someterlas a ensayos de presión y porcentaje de hinchamiento, consolidación, permeabilidad, resistencia al corte, CBR, etc. · Grupo C. Muestras inalteradas, formadas naturalmente o preparadas en el campo para determinaciones de peso unitario; o para compresión y porcentaje de hinchamiento, consolidación, ensayos de permeabilidad y de resistencia al corte, con y sin medidas de esfuerzo-deformación y de cambios de volumen, hasta incluir ensayos dinámicos y cíclicos. · Grupo D. Muestras frágil o altamente sensible, para las cuales se requieren los ensayos del Grupo C. 2.4 El método de conservación y transporte de muestras de suelos, que se vaya a emplear, deberá fijarse en las especificaciones del proyecto o definirse por parte de la entidad responsable. 2.5 Es de responsabilidad de quien utilice esta norma, consultar y establecer medidas de seguridad y sanidad apropiadas y determinar la posibilidad de aplicar limitaciones reglamentarias antes de su empleo. 2.6 Instrucciones especiales, descripciones y marcas en las cajas (advertencias), deben incluirse en cualquier muestra que pueda contener materiales radiactivos, tóxicos o con contaminantes. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM D4220 - 95(2007) SOILS. Standard Practices for Preserving and Transporting Soil Samples 4.0 EQUIPOS Y MATERIALES El tipo de materiales y de recipientes requeridos, depende de las condiciones y requerimientos enunciados para los grupos A a D del numeral 6.3 y también del clima, del medio de transporte y de la distancia. 4.1 Parafina para sellado, puede ser: cera microcristalina, cera de abejas, o una combinación de las mismas. 4.2 Discos de metal, de alrededor de 2 mm (1/16") de espesor y con un diámetro ligeramente menor que el diámetro interno del tubo, muestreador o anillo, y para utilizarlos conjuntamente con parafina, tapas y cinta, o ambos. 4.3 Discos de madera, encerados previamente, de 25 mm (1") de espesor y con un diámetro ligeramente menor que el diámetro interior del muestreador o el del tubo.
Manual de Ensayo de Materiales Página 29 4.4 Cinta, ya sea plástica a prueba de agua, adhesiva de fricción, o de pegar tubos. 4.5 Estopa de algodón, para emplear con parafina en capas alternadas. 4.6 Tapas, ya sean plásticas, de caucho o de metal, para colocar en los extremos de los tubos de pared delgada, muestreadores con anillos, junto con cinta o parafina. 4.7 Selladores, empleados para sellar los extremos de la muestra, dentro de los tubos de pared delgada. Nota 1. Se prefieren empacadores de plástico dilatables. Los empacadores dilatables metálicos sellan igualmente bien; sin embargo, en almacenamientos a largo plazo, pueden causar problemas de corrosión. 4.8 Frascos, de boca ancha, con tapa y anillo de caucho o tapa con un papel sellante, y de un tamaño adecuado para recibir fácilmente la muestra, comúnmente de 250 mL, 500 mL y 1000 mL. 4.9 Bolsas, ya sean plásticas, de yute, fibra, lona, etc. 4.10 Material para amortiguar contra vibraciones y choques. 4.11 Aislamiento, ya sea polietileno expandido, burbujas plásticas o del tipo de espuma, que resista cambios de temperatura perjudiciales para el suelo. 4.12 Cajas, para el transporte de muestras de bloque cúbico y elaboradas con tablas de 13 a 19 mm (½ a ¾") de espesor. 4.13 Cajas cilíndricas, un poco más largas que los tubos de pared delgada. 4.14 Containeres o cajas, para transporte, de construcción apropiada para protección contra choques y vibraciones. Nota 2. Deben observarse las limitaciones de dimensiones de embalaje y peso para el transporte comercial. 4.15 Para la identificación. Incluir los elementos necesarios, tales como rótulos y marcadores para identificar adecuadamente la (s) muestra (s). 5.0 MUESTRA 5.1 Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con tamices se hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de separar los finos por lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se seca en el horno una pequeña porción húmeda del material y luego se examina su resistencia en seco rompiéndola entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino se pulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con tamices se puede efectuar sin previo lavado. 5.2 Prepárese una muestra para el ensayo como se describe en la preparación de muestras para análisis granulométrico (MTC E 106), la cual estará constituida por dos fracciones: una retenida sobre el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) y otra que pasa dicho tamiz. Ambas fracciones se ensayaran por separado. 5.3 El peso del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, como se indica en el modo operativo MTC E 106, será suficiente para las cantidades requeridas para el análisis mecánico, como sigue: 5.3.1 Para la porción de muestra retenida en el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) el peso dependerá del tamaño máximo de las partículas de acuerdo con la Tabla 1:
Manual de Ensayo de Materiales Página 30 Tabla 1 Diámetro nominal de las partículas más grandes mm (pulg) Peso mínimo aproximado de la porción (g) 9,5 (3/8”) 5 00 19,6 (3/4”) 1 000 25,7 (1”) 2 000 37,5 (1 ½”) 3 000 50,0 (2”) 4 000 75,0 (3”) 5 000 5.3.2 El tamaño de la porción que pasa tamiz de 4,760 mm (Nº 4) será aproximadamente de 115 g para suelos arenosos y de 65 g para suelos arcillosos y limosos. 5.4 En el modo operativo MTC E 106 se dan indicaciones para la pesada del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, así como para la separación del suelo sobre el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) por medio del tamizado en seco, y para el lavado y pesado de las fracciones lavadas y secadas retenidas en dicho tamiz. De estos dos pesos, los porcentajes, retenido y que pasa el tamiz de 4,760 mm (Nº 4), pueden calcularse de acuerdo con el numeral 5.4.1. 5.4.1 Se puede tener una comprobación de los pesos, así como de la completa pulverización de los terrones, pesando la porción de muestra que pasa el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) y agregándole este valor al peso de la porción de muestra lavada y secada en el horno, retenida en el tamiz de 4,760 mm (Nº 4). 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Para todas las muestras. Identifíquense apropiadamente las muestras con membretes, rótulos y marcas, antes de transportarlos, en la siguiente forma: a) Nombre o número de la obra, o ambos. b) Fecha del muestreo. c) Muestra/número y localización de la calicata. d) Profundidad o elevación, o ambas. e) Orientación de la muestra. f) Instrucciones para transporte especial o manejo en el laboratorio, o ambas, incluida la forma como debe quedar colocada la muestra y g) Datos del ensayo de penetración SPT si son aplicables. 6.2 Grupo A · Transpórtense muestras en cualquier clase de caja mediante cualquier medio de transporte disponible. Si es comercial, el recipiente sólo necesita cumplir con las exigencias mínimas de la agencia transportadora y con los restantes requisitos para asegurarse contra la pérdida de la muestra. 6.3 Grupo B · Estas muestras deberán conservarse y transportarse en recipientes sellados a prueba de humedad, todos los cuales deberán ser de espesor y resistencia suficientes para evitar su rotura. Los recipientes o empaques pueden ser bolsas plásticas, frascos de vidrio o de plástico (suponiendo que sean a prueba de agua), tubos de pared delgada, y anillos. Las muestras cúbicas y cilíndricas pueden envolverse en membranas plásticas adecuadas, en papel de aluminio, o ambas (Véase Nota 3) y cubrirse con varias capas de parafina, o sellarse con varias capas de estopa paño impermeable y parafina. · Estas muestras pueden enviarse mediante cualquier medio disponible de transporte. Pueden remitirse como fueron preparadas o colocarse en recipientes más grandes, como costales, cajas de cartón o de madera, o barriles.
Manual de Ensayo de Materiales Página 31 Nota 3. Algunos suelos pueden perforar el papel de aluminio, debido a corrosión. En tales casos, evítese entonces el contacto directo. · Bolsas plásticas. Deberán colocarse tan ajustadamente como sea necesario alrededor de la muestra, expulsando todo el aire posible. El plástico deberá ser lo suficiente grueso, para evitar escapes. · Frascos de vidrio o de plástico. Si las tapas de los frascos no están selladas con anillos de caucho o con papel parafinado, las tapas deberán sellarse con parafina o con cinta aislante. · Tubos de pared delgada. a) Cubiertas ensanchables. El método preferido para sellar los extremos de las muestras dentro de los tubos es con cubiertas plásticas que pueden dilatarse. b) Para un sellamiento a corto plazo, la parafina es aceptable; a largo plazo (más de 3 días), deben emplearse ceras micro-cristalinas o combinadas con 15% de cera de abejas o resinas para una mejor adherencia a la pared del tubo y para reducir la contracción. Varias capas delgadas de parafina son mejores que una capa gruesa. El espesor mínimo final deberá ser de 10 mm. (0,4"). c) Tapas de los extremos. Las tapas en los extremos, de metal, de caucho o de plástico, deberán sellarse con cinta. Para almacenamiento a largo plazo (más de 3 días), deberán también parafinarse, aplicando dos o más capas. d) Estopa de algodón y parafina. Capas que se alternan (un mínimo de dos de cada una) de estopa y parafina, pueden emplearse para sellar cada extremo del tubo y para estabilizar la muestra. Nota 4. Cuando sea necesario, deberán colocarse separadores o material adecuado, antes de sellar los extremos del tubo, para proporcionar el confinamiento debido. · Alineadores o camisas delgadas de anillos: véanse los literales c) y d) anteriores. · Muestras expuestas a) Las muestras cilíndricas, cúbicas u otras muestras envueltas en plástico, como polietileno y polipropileno u hojas delgadas de papel de estaño o aluminio, etc., deberán protegerse posteriormente con un mínimo de tres capas de parafina. b) Las muestras cilíndricas y cubos envueltos en estopa y parafina, deberán sellarse con un mínimo de tres capas colocadas alternadamente. c) Las muestras en cajas de cartón deben empacarse en tal forma, que la parafina pueda vaciarse completamente alrededor de la muestra. Generalmente, deberán envolverse las muestras en plástico o en papel de estaño o de aluminio, antes de parafinarse. 6.4 Grupo C · Estas muestras deben preservarse y sellarse en empaques como se indica en 6.3. Adicionalmente, deberán protegerse contra choques, vibraciones y cambios de temperatura. · Las muestras transportadas por el personal del muestreo o del laboratorio, o en la cabina de un vehículo automotor, necesitan colocarse solamente en cajas de cartón o en empaques similares, dentro de los cuales las muestras selladas encajen ajustadamente, evitando golpes, volcamientos, caídas, etc. · Para los demás métodos de transporte de muestras, incluyendo buses, encomiendas, camiones, barcos, aviones, etc., será necesario colocar las muestras selladas en cajas de madera, de metal, o de otro tipo adecuado, que proporcionen amortiguación o aislamiento. · El material de amortiguación (aserrín, caucho, polietileno, espuma de uretano o material elástico similar) deberá sujetar completamente cada muestra. La amortiguación entre las muestras y las paredes de las cajas deberá tener un espesor mínimo de 25 mm (1"). Un espesor mínimo de 50 mm (2") deberá proporcionarse sobre el piso de la caja. · Cuando sea necesario, las muestras deberán remitirse en la misma posición como fueron tomadas. Por otra parte, pueden proporcionarse condiciones especiales, tales como drenaje controlado o confinamiento suficiente del suelo, o una combinación de éstas.
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  • 1. MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES Edición Mayo de 2016
  • 2. Manual de Ensayo de Materiales Página 1 INDICE PRESENTACION .......................................................................................................... 7 GENERALIDADES ........................................................................................................ 8 1.0 ORGANIZACION DEL MANUAL ............................................................................. 8 1.1 CODIFICACIÓN...........................................................................................................................................................8 1.2 SIGLAS Y ABREVIATURAS..............................................................................................................................................8 1.3 UNIDADES DE MEDIDA ................................................................................................................................................9 1.4 GLOSARIO DE TÉRMINOS ...........................................................................................................................................10 SECCION N° 1 SUELOS.............................................................................................. 13 MTC E 101 MUESTREO DE SUELOS Y ROCAS...........................................................................................................14 MTC E 102 MUESTREO POR PERFORACION CON BARRENOS HELICOIDALES (VASTAGO HUECO) ..........................20 MTC E 103 REDUCCION DE MUESTRAS DE CAMPO A TAMAÑOS DE MUESTRAS DE ENSAYO.................................23 MTC E 104 CONSERVACION Y TRANSPORTE DE MUESTRAS DE SUELOS.................................................................28 MTC E 105 OBTENCION EN LABORATORIO DE MUESTRAS REPRESENTATIVAS (CUARTEO)....................................36 MTC E 106 PREPARACIÓN EN SECO DE MUESTRAS PARA EL ANALISIS GRANULOMETRICO Y DETERMINACION DE LAS CONSTANTES DEL SUELO................................................................................................................41 MTC E 107 ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO...................................................................44 MTC E 108 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO.........................................................49 MTC E 109 ANALISIS GRANULOMETRICO POR MEDIO DEL HIDROMETRO .............................................................54 MTC E 110 DETERMINACIÓN DEL LIMITE LIQUIDO DE LOS SUELOS........................................................................67 MTC E 111 DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (L.P.) DE LOS SUELOS E INDICE DE PLASTICIDAD (I.P.)............72 MTC E 112 DETERMINACION DE LOS FACTORES DE CONTRACCIÓN DE LOS SUELOS .............................................75 MTC E 113 MÉTODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE SOLIDOS DE SUELO MEDIANTE PICNOMETRO DE AGUA ........................................................................................................................80 MTC E 114 METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA EL VALOR EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y AGREGADO FINO ......................................................................................................................................................91 MTC E 115 COMPACTACION DE SUELOS EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA MODIFICADA (PROCTOR MODIFICADO) .....................................................................................................................................105 MTC E 116 COMPACTACION DEL SUELO EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA ESTANDAR (PROCTOR ESTANDAR)..........................................................................................................................................119 MTC E 117 ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD Y PESO UNITARIO DEL SUELO INSITU MEDIANTE EL METODO DEL CONO DE ARENA...........................................................................................................133 MTC E 118 MATERIA ORGANICA EN SUELOS (PERDIDA POR IGNICION) ...............................................................143 MTC E 119 METODO DE ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR SPT ....................................................................145 MTC E 120 MUESTREO CON TUBOS DE PAREDES DELGADAS...............................................................................151 MTC E 121 COMPRESION NO CONFINADA EN MUESTRAS DE SUELOS .................................................................155 MTC E 122 CORTE EN SUELOS COHESIVOS (VELETA) ............................................................................................162 MTC E 123 CORTE DIRECTO (CONSOLIDADO DRENADO)......................................................................................167 MTC E 124 DENSIDAD EN EL SITIO – METODO NUCLEAR A PROFUNDIDAD REDUCIDA........................................175 MTC E 125 HUMEDAD DEL SUELO EN EL TERRENO. METODO NUCLEAR (PROFUNDIDAD REDUCIDA).................182 MTC E 126 CONTENIDO DE HUMEDAD EN SUELOS METODO DEL CARBURO DE CALCIO .....................................188 MTC E 127 MUESTREO DE SUELOS INALTERADOS (SUPERFICIALES) ....................................................................192 MTC E 128 MODULO RESILIENTE DE SUELOS DE SUBRASANTE ............................................................................201 MTC E 129 PH EN LOS SUELOS ..............................................................................................................................223 MTC E 130 MEDICIONES DE LA PRESION DE POROS .............................................................................................225 MTC E 131 DETERMINACION DE PARAMETROS DE RESISTENCIA AL CORTE MEDIANTE COMPRESION TRIAXIAL 235 MTC E 132 CBR DE SUELOS (LABORATORIO) ........................................................................................................248 MTC E 133 CBR EN EL TERRENO (CBR IN SITU)......................................................................................................257 MTC E 134 DETERMINACION DE MATERIA ORGANICA EN SUELOS POR OXIDACION Y VIA HUMEDA...................262 MTC E 135 DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE SUELOS ...........265 MTC E 136 DETERMINACION DEL VALOR DE RESITENCIA (R-VALUE) Y DE LA PRESION DE EXPANSION DE SUELOS COMPACTADOS...................................................................................................................................278 MTC E 137 DETERMINACION DE MATERIAL MAS FINO QUE EL TAMIZ 75 µM (Nº 200) EN SUELOS.......................287
  • 3. Manual de Ensayo de Materiales Página 2 SECCION N° 2 AGREGADOS .................................................................................... 291 MTC E 201 MUESTREO PARA MATERIALES DE CONSTRUCCION...........................................................................292 MTC E 202 CANTIDAD DE MATERIAL FINO QUE PASA EL TAMIZ DE 75 µM (Nº 200) POR LAVADO ........................295 MTC E 203 PESO UNITARIO Y VACIOS DE LOS AGREGADOS..................................................................................298 MTC E 204 ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADOS GRUESOS Y FINOS .....................................................303 MTC E 205 GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCION DE AGREGADOS FINOS...........................................................309 MTC E 206 PESO ESPECIFICO Y ABSORCION DE AGREGADOS GRUESOS...............................................................312 MTC E 207. ABRASION LOS ANGELES (L.A.) AL DESGASTE DE LOS GREGADOS DE TAMAÑOS MENORES DE 37,5 MM (1 ½”)...................................................................................................................................................315 MTC E 208 INDICE DE FORMA Y DE TEXTURA DE AGREGADOS.............................................................................323 MTC E 209 DURABILIDAD AL SULFATO DE SODIO Y SULFATO DE MAGNESIO.......................................................329 MTC E 210. METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA LA DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE PARTICULAS FRACTURADAS EN EL AGREGADO GRUESO.........................................................................................337 MTC E 211. PARTICULAS LIVIANAS EN LOS AGREGADOS.......................................................................................343 MTC E 212. ARCILLA EN TERRONES Y PARTICULAS DESMENUZABLES (FRIABLES) EN AGREGADOS.......................346 MTC E 213. METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR CUALITATIVAMENTE LAS IMPUREZAS ORGANICAS EN EL AGREGADO FINO PARA CONCRETO ....................................................................................................349 MTC E 214. PRUEBA DE ENSAYO ESTANDAR PARA INDICE DE DURABILIDAD DEL AGREGADO..............................351 MTC E 215. METODO DE ENSAYO PARA CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL DE LOS AGREGADOS POR SECADO...361 MTC E 216. ANALISIS GRANULOMETRICO DEL RELLENO MINERAL .......................................................................364 MTC E 217. DETERMINACION DE LA REACTIVIDAD AGREGADO / ALCALI (METODO QUIMICO)............................366 MTC E 218 DETERMINACION CUANTITATIVA DE LOS COMPUESTOS DE AZUFRE EN LOS AGREGADOS................372 MTC E 219 SALES SOLUBLES EN AGREGADOS PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES......................................................378 MTC E 220 ADHESIVIDAD DE LOS LIGANTES BITUMINOSOS A LOS ARIDOS FINOS (PROCEDIMIENTO RIEDEL- WEBER) ...............................................................................................................................................380 MTC E 221 INDICE DE APLANAMIENTO Y ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS PARA CARRETERAS..................384 MTC E 222 ANGULARIDAD DEL AGREGADO FINO.................................................................................................389 MTC E 223 PARTICULAS CHATAS Y ALARGADAS EN AGREGADOS.........................................................................391 SECCION N° 3 BITUMENES ..................................................................................... 395 MTC E 301 MUESTREO DE MATERIALES BITUMINOSOS.......................................................................................396 MTC E 302 SOLUBILIDAD DE MATERIALES ASFALTICOS EN TRICLOROETILENO....................................................404 MTC E 303 PUNTOS DE INFLAMACION Y DE LLAMA (COPA ABIERTA) CLEVELAND...............................................407 MTC E 304 PENETRACION DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS ...........................................................................414 MTC E 305 FLOTACION PARA MATERIALES BITUMINOSOS (FLOAT TEST) ............................................................419 MTC E 306 DUCTILIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS...............................................................................422 MTC E 307 PUNTO DE ABLANDAMIENTO DE MATERIALES BITUMINOSOS (ANILLO Y BOLA)................................426 MTC E 308 VISCOSIDAD DEL ASFALTO CON EL METODO DEL VISCOSIMETRO CAPILAR DE VACIO .......................431 MTC E 309 VISCOSIDAD SAYBOLT FUROL DE ASFALTOS LIQUIDOS.......................................................................437 MTC E 310 VISCOSIDAD CINEMATICA DE ASFALTOS.............................................................................................445 MTC E 311 PUNTO DE FRAGILIDAD FRAASS..........................................................................................................457 MTC E 312 PUNTO DE INFLAMACION MEDIANTE LA COPA ABIERTA TAG ............................................................462 MTC E 313 DESTILACION DE ASFALTOS LIQUIDOS................................................................................................468 MTC E 314 ENSAYO DE LA MANCHA (OLIENSIS) DE MATERIALES ASFALTICOS.....................................................474 MTC E 315 EFECTO DEL CALOR Y AIRE EN MATERIALES ASFALTICOS (ENSAYO DEL HORNO DE PELICULA DELGADA- TFOT)...................................................................................................................................................478 MTC E 316 EFECTO DEL CALOR Y AIRE EN UNA PELÍCULA DE ASFALTO EN MOVIMIENTO (ENSAYO DEL HORNO DE PELICULA DELGADA RODANTE - RTFOT)..............................................................................................482 MTC E 317 PESO ESPECIFICO ALQUITRANES (METODO DEL DESPLAZAMIENTO) .................................................489 MTC E 318 PESO ESPECIFICO Y PESO UNITARIO DE MATERIALES BITUMINOSOS .................................................491 MTC E 319 ESTABILIDAD AL ALMACENAMIENTO DE ASFALTOS MODIFICADOS...................................................495 MTC E 320 RECUPERACION ELASTICA POR TORSION DE ASFALTOS MODIFICADOS .............................................498 SECCION N° 4 EMULSIONES ................................................................................... 501 MTC E 401 DESTILACION DE EMULSIONES ASFALTICAS .......................................................................................502 MTC E 402 AGUA EN EMULSIONES ASFALTICAS ...................................................................................................506
  • 4. Manual de Ensayo de Materiales Página 3 MTC E 403 VISCOSIDAD SAYBOLT DE EMULSIONES ASFALTICAS..........................................................................510 MTC E 404 SEDIMENTACION EN LAS EMULSIONES ASFALTICAS...........................................................................515 MTC E 405 TAMIZADO DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS.....................................................................................517 MTC E 406 DEMULSIBILIDAD DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS...........................................................................520 MTC E 407 CARGA DE LAS PARTICULAS DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS...........................................................522 MTC E 408 PH DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS ..................................................................................................524 MTC E 409 CUBRIMIENTO Y RESISTENCIA AL DESPLAZAMIENTO POR EL AGUA DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS.... ............................................................................................................................................................526 MTC E 410 ESTABILIDAD DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS (MEZCLA CON CEMENTO)........................................530 MTC E 411 RESIDUO POR EVAPORACION DE LAS EMULSIONES ASFALTICAS A 163 ºC..........................................532 MTC E 412 CUBRIMIENTO DE AGREGADO CON EMULSIONES ASFALTICAS..........................................................535 MTC E 413 MISCIBILIDAD CON AGUA DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS..............................................................537 MTC E 414 ADHESIVIDAD Y COHESIVIDAD CON EMULSIONES ASFALTICAS MEDIANTE LA PLACA VIALIT.............540 MTC E 415 COEFICIENTE DE EMULSIBILIDAD DEL RELLENO MINERAL..................................................................546 MTC E 416 CONSISTENCIA CON EL CONO DE LAS LECHADAS ASFALTICAS............................................................548 MTC E 417 ABRASION EN PISTA HUMEDA............................................................................................................551 MTC E 418 DETERMINACION DEL EXCESO DE ASFALTO EN MEZCLAS CON MAQUINA DE RUEDA CARGADA (LWT)... ............................................................................................................................................................557 MTC E 419 METODO DE ENSAYO PARA CLASIFICAR LAS LECHADAS BITUMINOSAS POR MEDIDA DE TORSION, EN EL COHESIOMETRO, EN FUNCION DEL TIEMPO DE CURADO...............................................................561 SECCION N° 5 MEZCLAS BITUMINOSAS.................................................................. 566 MTC E 501 TOMA DE MUESTRAS DE MEZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTOS.................................................567 MTC E 502 EXTRACCION CUANTITATIVA DE ASFALTO EN MEZCLAS PARA PAVIMENTOS.....................................570 MTC E 503 ANALISIS MECANICO DE LOS AGREGADOS EXTRAIDOS DE MEZCLASASFALTICAS ..............................580 MTC E 504 RESISTENCIA DE MEZCLAS BITUMINOSAS EMPLEANDO EL APARATO MARSHALL..............................583 MTC E 505 PORCENTAJE DE VACIOS DE AIRE EN MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS DENSAS Y ABIERTAS ....594 MTC E 506 GRAVEDAD ESPECÍFICA APARENTE Y PESO UNITARIO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS COMPACTADAS E MPLEANDO ESPECIMENES PARAFINADOS .........................................................................................596 MTC E 507 ESPESOR O ALTURA DE ESPECIMENES COMPACTADOS DE MEZCLAS DE PAVIMENTO ASFALTICO.....600 MTC E 508 PESO ESPECIFICO TEORICO MAXIMO DE MEZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTOS.........................603 MTC E 509 DETERMINACION DEL GRADO DE COMPACTACION DE UNA MEZCLA BITUMINOSA ..........................614 MTC E 510 DENSIDAD DEL HORMIGON BITUMINOSO IN SITU POR METODOS NUCLEARES.................................618 MTC E 511 CALCULO DEL PORCENTAJE DE ASFALTO QUE ABSORBE EL AGREGADO EN UNA MEZCLA DE PAVIMENTOS ASFALTICO....................................................................................................................623 MTC E 512 HUMEDAD O DESTILADOS VOLATILES EN MEZCLAS ASFALTICAS PARA PAVIMENTOS .......................628 MTC E 513 RESISTENCIA A COMPRESION SIMPLE DE MEZCLAS ASFALTICAS........................................................635 MTC E 514 PESO ESPECIFICO APARENTE Y PESO UNITARIO DE MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS EMPLEANDO ESPECÍMENES SATURADOS CON SUPERFICIE SECA.............................................................................641 MTC E 515 CARACTERIZACION DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS ABIERTAS POR MEDIO DEL ENSAYO CANTABRO DE PERDIDA POR DESGASTE.....................................................................................................................644 MTC E 516 PERMEABILIDAD IN SITU DE PAVIMENTOS DRENANTES CON EL PERMEAMETRO LCS .......................646 MTC E 517 REVESTIMIENTO Y DESPRENDIMIENTO DE MEZCLAS AGREGADO – BITUMEN...................................649 MTC E 518 EFECTO DEL AGUA EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE MEZCLAS BITUMINOSAS COMPACTADAS ............................................................................................................................................................653 MTC E 519 GRADO ESTIMADO DE CUBRIMIENTO DE PARTICULAS EN MEZCLAS AGREGADO – BITUMEN ...........656 MTC E 520 ADHERENCIA EN BANDEJA..................................................................................................................658 MTC E 521 EFECTO DEL AGUA SOBRE AGREGADOS CON RECUBRIMIENTOS BITUMINOSOS USANDO AGUA HERVIDA..............................................................................................................................................659 MTC E 522 RESISTENCIA DE MEZCLAS ASFALTICAS COMPACTADAS AL DAÑO INDUCIDO POR HUMEDAD..........661 SECCION N° 6 CEMENTOS Y AGLOMERADOS........................................................... 667 MTC E 601 MUESTREO Y ACEPTACION DEL CEMENTO HIDRAULICO ....................................................................668 MTC E 602 ANALISIS QUIMICO DEL CEMENTO HIDRAULICO (PORTLAND) ...........................................................671 MTC E 603 EXPANSION DEL CEMENTO EN EL AUTOCLAVE ..................................................................................671 MTC E 604 FINURA DEL CEMENTO POR MEDIO DE LA MALLA Nº 200...................................................................701 MTC E 605 CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO.............................................................................................702
  • 5. Manual de Ensayo de Materiales Página 4 MTC E 606 TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO PORTLAND (METODO DE VICAT) ..........................................705 MTC E 607 FRAGUA DEL CEMENTO HIDRÁULICO (AGUJAS DE GILLMORE)...........................................................708 MTC E 608 FINURA DEL CEMENTO PORTLAND (TURBIDIMETRO).........................................................................711 MTC E 609 COMPRESION DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRAULICO (CUBOS DE 50,8 MM) ................................723 MTC E 610 DENSIDAD DEL CEMENTO PORTLAND (FRASCO DE LE CHATELIER).....................................................728 MTC E 611 MEZCLA MECANICA DE PASTAS DE CEMENTO Y MORTEROS DE CONSISTENCIA PLÁSTICA ................731 MTC E 612 CONTENIDO DE AIRE EN MORTEROS DE CEMENTO............................................................................734 MTC E 613 FINURA DEL CEMENTO PORTLAND METODO DEL APARATO BLAINE (PERMEABILIDAD)....................738 MTC E 614 FALSO FRAGUADO DEL CEMENTO ......................................................................................................745 MTC E 615 RESISTENCIA A LA TENSION DE MORTEROS DE CEMENTO..................................................................748 MTC E 616 FLUIDEZ DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRAULICO (MESA DE FLUJO) ..............................................753 MTC E 617 RESISTENCIA A LA FLEXION DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRÁULICO .............................................758 SECCION N° 7 CONCRETO....................................................................................... 765 MTC E 701 TOMA DE MUESTRAS DE CONCRETO FRESCO.....................................................................................766 MTC E 702 ELABORACION Y CURADO DE ESPECÍMENES DE HORMIGON (CONCRETO) EN EL LABORATORIO ......770 MTC E 703 REFRENTADO DE CILINDROS DE CONCRETO (CAPPING) .....................................................................780 MTC E 704 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN TESTIGOS CILÍNDRICOS...................................................................789 MTC E 705 ASENTAMIENTO DEL CONCRETO (SLUMP) .........................................................................................801 MTC E 706 CONTENIDO DE AIRE EN EL CONCRETO FRESCO METODO DE PRESION..............................................804 MTC E 707 TOMA DE NUCLEOS Y VIGAS EN CONCRETOS ENDURECIDO...............................................................814 MTC E 708 ENSAYO DE TRACCION INDIRECTA DE CILINDROS ESTÁNDARES DE CONCRETO.................................819 MTC E 709 RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON CARGAS A LOS TERCIOS DEL TRAMO...........................................................................................................................823 MTC E 711 RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO METODO DE LA VIGA SIMPLE CARGADA EN EL PUNTO CENTRAL..............................................................................................................................................828 MTC E 712 MEDIDA DE LA LONGITUD DE NUCLEOS DE CONCRETO (TESTIGOS EXTRAIDOS CON BROCAS)..........832 MTC E 713 EXUDACION DEL CONCRETO...............................................................................................................834 MTC E 714 PESO UNITARIO DE PRODUCCION (RENDIMIENTO) Y CONTENIDO DE AIRE (GRAVIMETRICO)...........840 MTC E 715 FLUJO PLASTICO DEL CONCRETO A LA COMPRESION .........................................................................845 MTC E 716 RESIDUO SOLIDO Y MATERIA ORGANICA (SOLIDOS VOLATILES).........................................................851 MTC E 717 MATERIA ORGANICA...........................................................................................................................853 MTC E 718 DETERMINACION DEL VALOR PH.........................................................................................................855 MTC E 719 CONCENTRACION DEL IÓN SULFATO ..................................................................................................858 MTC E 720 CONCENTRACION DEL IÓN CLORURO.................................................................................................861 MTC E 721 DETERMINACION DE ALCALIS COMO (NA2O + 0,658 K2O)..................................................................873 MTC E 722 CONTENIDO DE CEMENTO PORTLAND EN EL CONCRETO ENDURECIDO ............................................874 MTC E 723 METODO DE ENSAYO PARA LA ELABORACION Y CURADO DE PROBETAS CILINDRICAS DE CONCRETO EN OBRA...................................................................................................................................................879 MTC E 724 METODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA DETERMINAR LA TEMPERATURA DE MEZCLAS DE CONCRETO ..........................................................................................................................................882 MTC E 725 METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL NUMERO DE REBOTE DEL CONCRETO ENDURECIDO (ESCLEROMETRIA)...............................................................................................................................884 MTC E 726 METODO PARA LA UTILIZACIÓN DE CABEZALES CON ALMOHADILLAS DE NEOPRENO EN EL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE CILINDROS DE CONCRETO ENDURECIDO M2BC514...................887 MTC E 727 METODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA ELABORACION, CURADO ACELERADO Y ENSAYO EN COMPRESION DE ESPECIMENES DE CONCRETO..................................................................................895 MTC E 728 AGUA DE MEZCLA UTILIZADA EN LA PRODUCCION DE CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND. REQUISITOS.........................................................................................................................................913 SECCION N° 8 METALICOS...................................................................................... 920 MTC E 801 ENSAYOS DE TENSION DE MATERIAL METALICO (BARRAS Y ALAMBRES) ...........................................921 MTC E 802 ENSAYO DE TENSION EN TORONES PARA CABLES DE ACERO..............................................................929 MTC E 803 ENSAYO DE DOBLAMIENTO ................................................................................................................931 MTC E 804 ENSAYO DE DUREZA BRINELL..............................................................................................................935
  • 6. Manual de Ensayo de Materiales Página 5 SECCION N° 9 DRENAJE.......................................................................................... 937 MTC E 901 RESISTENCIA A LA ROTURA DE TUBOS DE CONCRETO Y GRES POR EL METODO DE LOS TRES APOYOS .... ............................................................................................................................................................938 MTC E 902 ENSAYO DE ABSORCION PARA TUBOS DE CONCRETO Y DE GRES .......................................................942 MTC E 903 ENSAYO DE INFILTRACION EN TUBERIAS ............................................................................................944 MTC E 904 ENSAYO DE PERMEABILIDAD EN TUBERIA ..........................................................................................945 MTC E 905 DETERMINACION DE LA RIGIDEZ EN TUBERIAS DE PVC ......................................................................947 MTC E 906 PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES (CARGA CONSTANTE) .....................................................949 SECCION N° 10 MISCELANEOS ............................................................................... 956 MTC E 1001 MEDIDA DE LA IRREGULARIDAD SUPERFICIAL DE UN PAVIMENTO MEDIANTE LA REGLA DE TRES METROS, ESTATICA O RODANTE .........................................................................................................957 MTC E 1002 MEDIDA DE LA DEFLEXION DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE EMPLEANDO LA VIGA BENKELMAN...........962 MTC E 1003 FRICCION DE FUERZA LATERAL EN SUPERFICIES PAVIMENTADAS USANDO EL MU-METER................967 MTC E 1004 DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO EN EL PAVIMENTO CON PENDULO BRITANICO (TRRL)...............................................................................................................975 MTC E 1005 DETERMINACION DE LA TEXTURA SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO MEDIANTE ENSAYO DEL CÍRCULO DE ARENA.................................................................................................................................................989 SECCION N° 11 ESTABILIZACIONES....................................................................... 993 MTC E 1101 PREPARACION EN EL LABORATORIO DE PROBETAS DE SUELO – CEMENTO........................................994 MTC E 1102 RELACIONES HUMEDAD-DENSIDAD (SUELO-CEMENTO)....................................................................999 MTC E 1103 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE PROBETAS DE SUELO-CEMENTO..............................................1005 MTC E 1104 HUMEDECIMIENTO Y SECADO DE MEZCLAS DE SUELO-CEMENTO COMPACTADAS.........................1009 MTC E 1105 DETERMINACION POR TITULACION DELCONTENIDO DE CAL EN SUELOS.........................................1014 MTC E 1106 PREPARACION EN EL LABORATORIO DE MEZCLAS DE SUELO-CAL EMPLEANDO UNA MEZCLADORA MECANICA.........................................................................................................................................1022 MTC E 1107 CONTENIDO DE CAL DE MEZCLAS SUELO- CAL NO CURADAS............................................................1024 MTC E 1108 RESISTENCIA DE MEZCLAS DE SUELO CAL .........................................................................................1028 MTC E 1109 ESTABILIZACION QUIMICA DE SUELOS - CARACTERIZACION DEL ESTABILIZADOR Y EVALUACION DE PROPIEDADES DE COMPORTAMIENTO DEL SUELO MEJORADO .......................................................1040 SECCION N° 12 PINTURAS ................................................................................... 1048 MTC E 1201 DETERMINACION DE LA CONSISTENCIA DE PINTURAS CON EL VISCOSIMETRO STORMER...............1049 MTC E 1203 DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE PINTURAS METODO DEL PICNOMETRO...............................1054 MTC E 1204 DETERMINACION DE LA FINURA DE DISPERSION..............................................................................1057 MTC E 1206 DETERMINACION DE LA FLEXIBILIDAD MANDRIL CONICO................................................................1060 MTC E 1207 DETERMINACION DEL CONTENIDO EN PIGMENTO METODO POR CENTRIFUGACION......................1062 MTC E 1208 DETERMINACION DEL BRILLO ESPECULAR........................................................................................1065 MTC E 1209 DETERMINACION DEL TIEMPO DE SECADO “NO PICK-UP” ...............................................................1067 MTC E 1210 DETERMINACION DE LA DUREZA MEDIANTE LA PRUEBA DEL LAPIZ.................................................1070 MTC E 1211 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL AGUA................................................................................1072 MTC E 1213 DETERMINACION DE LA ADHERENCIA MEDIANTE EL ENSAYO DE LA CINTA CORTE EN CUADRICULA....... ..........................................................................................................................................................1074 MTC E 1214 DETERMINACION DE LA RELACION DE CONTRASTE (PODER CUBRIENTE) ........................................1078 MTC E 1215 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL SANGRADO.......................................................................1080 MTC E 1216 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN METODO TABER...........................................1083 MTC E 1217 TOMA DE MUESTRAS PINTURAS, BARNICES Y MATERIAS PRIMAS PARA PINTURAS Y BARNICES .....1086 MTC E 1226 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DE LOS RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS A LOS EFECTOS DE DEFORMACION ROPIDA (IMPACTO) .................................................................................................1093 MTC E 1228 DETERMINACION DE LA ADHERENCIA (RESISTENCIA A LA TRACCIÓN) .............................................1096 MTC E 1230 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA ABRASION DE RECUBRIMIENTOS MEDIANTE LA CAIDA DE UN ABRASIVO....................................................................................................................................1110 MTC E 1231 DETERMINACION DEL TIEMPO SE SECADO, CURADO Y FORMACION DE PELICULA..........................1114 MTC E 1232 DETERMINACION DE LA ADHERENCIA MEDIANTE EL ENSAYO DE LA CINTA CORTE EN X..................1118 MTC E 1234 DETERMINACION DE LA MATERIA NO VOLATIL EN VOLUMEN .........................................................1121
  • 7. Manual de Ensayo de Materiales Página 6 MTC E 1235 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL CONGELAMIENTO – DESCONGELAMIENTO .....................1124 MTC E 1236 DETERMINACION DE LA MATERIA NO VOLATIL Y VOLATIL ...............................................................1126 MTC E 1237 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE PIGMENTO MEDIANTE CALCINACION A BAJA TEMPERATURA .... ..........................................................................................................................................................1128 MTC E 1238 DETERMINACION DEL COLOR Y EL FACTOR DE LUMINANCIA ...........................................................1130 MTC E 1239 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE COMPUESTOS VOLATILES....................................................1136 SECCION N° 13 ESFERAS Y MICROESFERAS DE VIDRIO ....................................... 1140 MTC E 1301 ANALISIS GRANULOMETRICO ...........................................................................................................1141 MTC E 1302 DETERMINACION DEL INDICE DE REFRACCION .................................................................................1143 MTC E 1304 DETERMINACION DE LA PRESENCIA DE UN TRATAMIENTO DE HIDROFUGACION............................1145 MTC E 1305 DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE MASA...................................................................................1148 MTC E 1306 DETERMINACION DE LA APARIENCIA Y DEFECTOS............................................................................1150 MTC E 1307 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LOS ACIDOS........................................................................1153 MTC E 1308 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL CLORURO DE CALCIO........................................................1155 MTC E 1309 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA AL SULFURO DE SODIO..........................................................1157 ANEXO Nº 1 SISTEMAS DE CLASIFICACION DE LOS SUELOS ................................ 1159 ANEXO Nº 2 CONTROL DE CALIDAD...................................................................... 1162 NORMA GENERAL ……………………………………………………………………………………….1264
  • 8. Manual de Ensayo de Materiales Página 7 PRESENTACION El Ministerio de Transportes y Comunicaciones en su calidad de órgano rector a nivel nacional en materia de transporte y tránsito terrestre, es la autoridad competente para dictar las normas correspondientes a la gestión de la infraestructura vial y fiscalizar su cumplimiento. La Dirección General de Caminos y Ferrocarriles es el órgano de línea de ámbito nacional encargada de normar sobre la gestión de la infraestructura de caminos, puentes y ferrocarriles; así como, de fiscalizar su cumplimiento. El “Manual de Ensayo de Materiales” forma parte de los Manuales de Carreteras establecidos por el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial aprobado por D.S. N° 034-2008-MTC y constituye uno de los documentos técnicos de carácter normativo, que rige a nivel nacional y es de cumplimiento obligatorio por los órganos responsables de la gestión de la infraestructura vial de los tres niveles de gobierno: Nacional, Regional y Local. El “Manual de Ensayo de Materiales” tiene por finalidad estandarizar el método y procedimientos, para la ejecución de los ensayos de laboratorio y de campo, de los materiales que se utilizan en los proyectos de infraestructura vial, con el objeto de asegurar que su comportamiento correspondan a los estándares de calidad propuestos en los estudios, para las obras y actividades de mantenimiento vial. La presente versión del “Manual de Ensayo de Materiales” es la actualización del Manual de Ensayo de Materiales para Carreteras (EM. 2000), y está organizado en Secciones, que abarcan a los diferentes tipos de materiales y dentro de ellas, los ensayos correspondientes. El “Manual de Ensayo de Materiales”, toma en como referencia la normatividad de las instituciones técnicas reconocidas internacionalmente, tales como AASHTO, ASTM, Instituto del Asfalto ACI, NTP, entre otras. Teniendo en consideración que como toda ciencia y técnica, la ingeniería vial se encuentra en permanente cambio e innovación, es necesario que el presente documento sea revisado y actualizado periódicamente por el órgano normativo de la infraestructura vial del MTC. Lima, mayo de 2016
  • 9. Manual de Ensayo de Materiales Página 8 GENERALIDADES 1 Organización del Manual El “Manual de Ensayo de Materiales” está organizado de la siguiente manera: SECCIONES · SECCIÓN N° 1. SUELOS · SECCIÓN N° 2. AGREGADOS · SECCIÓN N° 3. BITUMENES · SECCIÓN N° 4. EMULSIONES · SECCIÓN N° 5. MEZCLAS BITUMINOSAS · SECCIÓN N° 6. CEMENTOS Y AGLOMERADOS · SECCIÓN N° 7. CONCRETO HIDRAULICO · SECCIÓN N° 8. METÁLICOS · SECCIÓN N° 9. DRENAJE · SECCIÓN N° 10. MISCELÁNEOS · SECCIÓN N° 11. ESTABILIZADORES DE SUELOS · SECCIÓN N° 12. PINTURAS · SECCIÓN N° 13. MICROESFERAS DE VIDRIO ANEXOS · ANEXO N° 1 Sistema de clasificación de suelos · ANEXO N° 2 Control de calidad Cada Sección contiene los correspondientes procedimientos de muestreo y los ensayos de laboratorio y/o campo. 1.1 Codificación La codificación del manual es de la siguiente manera: MTC E : Código general en todas las secciones 101 a 1309 : Código de número correspondiente a cada sección Ejemplos: MTC E 720 : Concentración del Ión Cloruro MTC E 1107 : Contenido de cal de mezclas suelo-cal no curadas 1.2 Siglas y abreviaturas Las abreviaturas utilizadas en el “Manual de Ensayo de Materiales”, representan lo que se indica a continuación: AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials o Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte ASTM : American Society for Testing and Materials ó Sociedad Americana para Ensayos y Materiales ACI : American Concrete Institute o Instituto Americano del Concreto NTP : Normas Técnicas Peruanas IP : Índice Plástico
  • 10. Manual de Ensayo de Materiales Página 9 LL : Limite Líquido LP : Limite Plástico CBR : California Bering Ratio (valor de la relación de soporte). FWD : Falling Weight Deflectometer SLUMP : Sistema Legal de Unidades de Medida del Perú (el SI en el Perú) SI : Sistema Internacional de Unidades (Sistema Métrico Modernizado). FHWA : Federal Highway Administration o Administración Federal de Carreteras. 1.3 Unidades de medida Las unidades de medida utilizadas en este Manual y sus símbolos, corresponden al Sistema Legal de Unidades de Medida de Perú (SLUMP aprobada con la Ley 23560), que adopta a su vez las unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI). Aquellas que no se encuentren incluidas en la lista siguiente, se definirán como lo establece el SLUMP o la norma ASTM E 380 “Standard Practice for Use of International System of Units (SI) (The Moderniced Metric System)”. a. Unidades básicas Símbolo Unidad de Medida Magnitud Física m metro longitud kg kilogramo masa s segundo tiempo km kilometro longitud h hora tiempo b. Unidades derivadas Símbolo Unidad de Medida Nombre unidades m2 metro cuadrado área m3 metro cúbico volumen kg/m3 kilogramo por metro cúbico densidad m/s metro por segundo velocidad km/h Kilómetros por hora velocidad c. Otras unidades Símbolo Unidad de Medida Magnitud Física min minuto tiempo d día tiempo l litro volumen t tonelada métrica masa ha hectárea área
  • 11. Manual de Ensayo de Materiales Página 10 1.4 GLOSARIO DE TERMINOS La definición de los términos usados en el presente documento corresponde al “Glosario de Términos de Uso Frecuente en Proyectos de Infraestructura Vial”, vigente. Así mismo, se incluye los siguientes términos que serán de uso exclusivo para el presente Manual: ABRASION (pista húmeda (WTAT)): Procedimiento de ensayo para determinar las pérdidas de peso para muestra de lechada asfáltica al someterlo a desgaste. ACEITE DE CARRETERA: Un aceite pesado de petróleo, generalmente del tipo de los asfaltos de curado lento (SC). ADHESION: Resistencia al corte entre el suelo y otro material cuando la presión que se aplica externamente es cero. ADHESIVIDAD: Grado de adherencia de los ligantes bituminosos a los áridos finos. AGREGADO DE GRADACION FINA: Agregado cuya gradación es continúa desde tamaños gruesos hasta tamaños finos, y donde predominan estas últimas AGREGADO DE GRADACION GRUESA: Agregado cuya gradación es continúa desde tamaños gruesos hasta tamaños finos, y donde predominan los tamaños gruesos. AGREGADO DENSAMENTE GRADADO: Agregado con una distribución de tamaños de partícula tal que cuando es compactado, los vacíos que resultan entre las partículas, expresados como un porcentaje del espacio total ocupado, son relativamente pequeños. AGUA ABSORBIDA: Agua que es retenida mecánicamente en el suelo o roca. ALMACENAMIENTO (estabilidad al): Ensayo que sirve para determinar si ha habido un asentamiento en el almacenamiento de un asfalto modificado. ANALISIS MECANICO: Sirve para determinar la granulometría en un material o la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños. APARATO DE VICAT: Instrumento que sirva para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico. APARATO A VAPOR: Se utiliza para determinar la estabilidad de volumen (método del agua hirviendo por el procedimiento de las “galletas”). ASFALTO NATURAL: Asfalto que ocurre en la naturaleza y que ha sido derivado del petróleo por procesos naturales de evaporación de las fracciones volátiles, dejando así las fracciones asfálticas. Los asfaltos naturales de mayor importancia se encuentran en los depósitos de los lagos de Trinidad y Bermúdez. El asfalto de estas fuentes es comúnmente llamado asfalto de lago. En el Perú, existen importantes yacimientos de asfaltos naturales. ASFALTOS DE ROCA: Roca porosa, tal como la arenisca o la caliza, que ha sido impregnada con asfalto natural mediante un proceso geológico. BALANZA DE “MICHAELIS”: Equipo que se utiliza para el ensayo de tracción de testigo de montos de cemento, moldeados en moldes especiales que tienen forma de “ochos”. BAÑO DE AGUA: Elemento (baño) provisto de termostato. BLAINE (finura): Que corresponde a un material pulverulento, como un cemento y/o puzolana y que se expresa como área superficial en cm2 /gramo. CAL- Oxido de calcio CaO: Adopta la denominación de cal rápida e hidratada, según su proceso de producción. CANTABRO (ensayo): Procedimiento para determinar la pérdida por desgaste de una probeta de ensayo elaborado con mezcla asfáltica. CARBURO DE CALCIO: Material utilizado en instrumentos destinados a medir el porcentaje (%) de humedad de suelos y materiales, en forma rápida y aproximada.
  • 12. Manual de Ensayo de Materiales Página 11 COMPRESION: Acción de comprimir un material aplicando una carga que puede ser axial, existiendo variantes en ensayos como: no confinada, triaxial y entre estos el ensayo consolidado no drenado; el ensayo drenado, el ensayo no consolidado no drenado y que sirven para medir el ángulo de fricción interna (ф) y la cohesión (C), cuyos valores se emplean en análisis de estabilidad en estructuras (fundaciones), cortes, taludes, muros de contención, etc. COMPRESION NO CONFINADA: Procedimiento para determinar la resistencia al corte de un suelo. CONSISTENCIA: Relativa facilidad con que el suelo puede fluir y deformarse. CONSOLIDACION (ensayo): Es una prueba en la cual el espécimen está lateralmente confinado en una arcilla y es comprimido entre dos superficies porosas. CONTRACCION (factores): Parámetros relativos a cambios de volumen de un suelo. DRILL: Máquina o pieza de equipo diseñado para penetrar en la tierra o formación de roca. DUREZA BRINELL: Ensayo para determinar la resistencia a la penetración de una esfera dura dentro de la superficie. EXTRACCIÓN (cuantitativa) del asfalto: Sirve para determinar el porcentaje (%) de bitumen de una mezcla asfáltica. FRAGILIDAD FRAAS: Ensayo que permite determinar el punto de fragilidad Fraas (temperatura). FRASCO DE LE CHATELIER: Aparato que sirve para determinar el peso específico del cemento hidráulico. HUMEDAD: Porcentaje de agua en suelo o material. MODULO DE FINURA: Número empírico que se obtiene sumando los porcentajes retenidos en cada una de las mallas que se indican mas abajo y luego dividiendo el resultado entre 100. MUESTREADORES: Instrumentos que permiten obtener muestras, existiendo: los muestradores de pistón y los de tubo abierto. MU METER: Aparato similar a un remolque que se utiliza para determinar la fuerza en fracción lateral sobre superficies pavimentadas. PICNOMETRO: Recipiente de vidrio, forma cilíndrica o cónica. PIEZOMETRO: Aparato que mide la carga en un punto por debajo de la superficie. POISE: Una unidad de centímetro-gramo-segundo de viscosidad absoluta, correspondiente a la viscosidad de un fluido en donde un esfuerzo de una dina por centímetro cuadrado es requerido para mantener una diferencia de velocidad de un centímetro por segundo entre dos planos paralelos del fluido, orientados en la dirección del flujo y separados por una distancia de un centímetro. PUNTO DE INFLAMACIÓN: Temperatura a la cual los vapores de un material bituminoso producen ignición (inflamación) al contacto directo con una llama puede hacerse con la copa abierta TAG o copia abierta Cleveland. POLIMER: Compuesta de moléculas de alto peso molecular, con cadenas ramificadas o interconectadas mediante grado polimerización. RELACIONES HUMEDAD/DENSIDAD (Proctor): Humedad vs. P.U. de suelos compactados. RELLENO MINERAL: Un producto mineral finamente dividido en donde más del 70 por ciento pasa el tamiz de 0.075 mm (#200). La caliza pulverizada constituye el relleno mineral fabricado más común. También se usan otros polvos de roca, cal hidratada, cemento Portland, y ciertos depósitos naturales de material fino. REFRENTAR EL CONCRETO (los testigos): Acción de colocar una cubierta sobre los testigos antes de ser ensayados a la comprensión (“capping”).
  • 13. Manual de Ensayo de Materiales Página 12 SECADOR: Aparato que seca los agregados y los calienta a la temperatura especificada. SOLUBILIDAD: Medida de la pureza de un cemento asfáltico. La porción del cemento asfáltico que es soluble en un solvente específico tal como el tricloroetileno. STOKE: Unidad de viscosidad cinemática, igual a la viscosidad de un fluido en poises dividida por la densidad del fluido en gramos por centímetro cúbico. TESTIGO: Muestra cilíndrica de concreto hidráulico o de mezcla bituminosa. TOLERANCIAS DE ENTREGA: Variaciones permisibles en las proporciones de asfalto y agregado que se descargan en el amasadero. TURBIDIMETRO (de Wagner): Equipo que permite determinar la finura del cemento Portland en cm2 /g, tal como el aparato de Blaine (permeabilidad). VACIOS: Espacios en una mezcla compactada rodeados de partículas cubiertas de asfalto. VELETA: Instrumento para determinar la resistencia al corte de un suelo en campo o laboratorio. VISCOSIMETRO SAYBOLT: Aparato que se utiliza para determinar la Viscosidad Saybolt
  • 14. Manual de Ensayo de Materiales Página 13 SECCION N° 1 SUELOS
  • 15. Manual de Ensayo de Materiales Página 14 MTC E 101 MUESTREO DE SUELOS Y ROCAS 1.0 OBJETO 1.1 Es el muestreo e investigación de suelos y rocas con base en procedimientos normales, mediante los cuales deben determinarse las condiciones de los suelos y rocas. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Establecer los procedimientos adecuados de muestreo de suelos y rocas, que permitirán la correlación de los respectivos datos con las propiedades del suelo, tales como plasticidad, permeabilidad, peso unitario, compresibilidad, resistencia y gradación; y de la roca, tales como resistencia, estratigrafía, estructura y morfología. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM D 420: Standard Guide to Site Characterization for Engineering Design and Construction Purposes 4.0 EQUIPOS MATERIALES E INSUMOS 4.1 EQUIPO El equipo requerido para una investigación por debajo de la superficie, depende de varios factores, tales como el tipo de material a investigar, profundidad de exploración, naturaleza del terreno, y utilización de la información. Entre ellos se indica los siguientes: · Barrenos manuales, excavadoras y palas, para depósitos superficiales de suelo hasta profundidades de 3 -15 pies (1-5 m). · Equipos de percusión y lavado. · Barrenos y taladros rotatorios motorizados, con formas adecuadas, muestreadores y tubos saca núcleos, para la investigación y muestreo tanto de rocas como de suelos. · Aparatos geofísicos utilizados para la investigación sub superficial que pueden ser: - Instrumentos sísmicos, con recepción simple o múltiple mediante geófonos, de señales originadas por golpes de martillo, explosivos u otras fuentes de energía. - Aparato de resistividad de suelos, para medir la resistencia del suelo o roca al paso de una corriente continúa o alterna. - Aparatos nucleares, para medir humedad y peso unitario de suelos o rocas. - Muestreadores de turba, para investigar áreas compuestas por suelos orgánicos. · Herramientas manuales pequeñas, tales como llaves de tubo y palas, constituyen parte del equipo necesario. Para determinados suelos finos plásticos de la selva, los denominados "posteadores”. · Frascos de cierre hermético, para humedad de muestras (aproximadamente de 4 a 8 onzas) de capacidad, de vidrio, metal o plástico, que puedan sellarse; además, recipientes herméticos o bolsas de tejido cerrado, libres de material contaminante, de manera que no haya pérdida de partículas finas y que tengan una capacidad de por lo menos 16 kg (35 lb); también cajas apropiadas para muestras de núcleos de roca. · Accesorios complementarios: Brújula, inclinómetro, nivel de mano, cámara fotográfica, estacas y cinta métrica. · Instrumentos para medir asentamientos y movimientos del terreno in situ. 4.2 REACTIVOS · Ácido clorhídrico normal diluido con gotero, para la determinación de carbonatos al identificar minerales en rocas y suelos.
  • 16. Manual de Ensayo de Materiales Página 15 5.0 MUESTRA 5.1 Deben obtenerse muestras representativas de suelo o roca, o de ambos, de cada material que sea necesario para la investigación. El tamaño y tipo de la muestra requerida, depende de los ensayos que se vayan a efectuar y del porcentaje de partículas gruesas en la muestra, y las limitaciones del equipo de ensayo a ser usado. Nota 1. El tamaño de las muestras alteradas, en bruto, puede variar a criterio del responsable de la investigación, pero se sugiere las siguientes cantidades: · Clasificación visual: 0,50 kg – 50 – 500 g. · Análisis granulométrico y constantes de suelos no granulares: 0,50 a 2,5 kg. · Ensayo de compactación y granulometría de suelo-agregado granular: 20 - 40 kg. · Producción de agregados o ensayo de propiedades de agregados: 50 - 200 kg. 5.2 Debe identificarse cuidadosamente cada muestra con la respectiva perforación o calicata y con la profundidad a la cual fue tomada. Colóquese una identificación dentro del recipiente o bolsa, ciérrese en forma segura, protéjase del manejo rudo y márquese exteriormente con una identificación apropiada. Guárdense muestras para la determinación de la humedad natural en recipientes de cierre hermético para evitar pérdidas de la misma. Cuando el secado de muestras puede afectar la clasificación y los resultados de los ensayos, las muestras deben ser protegidas para la pérdida de humedad. 5.3 Deberá tomarse muestras de suelo y agua para determinar la acidez, el pH y el contenido de compuestos metálicos del material, cuando pueda esperarse que causen un cambio inaceptable en su medio ambiente. El tamaño de la muestra no deberá ser menor de 2,5 kg. 5.4 CLASIFICACION DEL MATERIAL 5.4.1 Las muestras para ensayos de suelos y rocas deberán enviarse al laboratorio para los ensayos de clasificación física y mecánica respectiva, de acuerdo con las instrucciones del especialista geotécnico. 5.4.2 Las muestras tomadas, deben servir como mínimo para realizar los siguientes ensayos de laboratorio: · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Análisis granulométrico por hidrómetro MTC E 109 · Humedad natural MTC E 108 · Determinación del límite líquido MTC E 110 · Determinación del límite plástico MTC E 111 · Determinación del límite de contracción, si se encuentra alta actividad de los finos MTC E 112. · Gravedad específica de los suelos MTC E 113. 5.4.3 Las muestras tomadas deben servir para la realización de los siguientes ensayos en construcción de terraplenes: · Los mencionados en el numeral 5.4.2 que antecede. · Relación humedad-densidad compactada a la energía Proctor Modificado MTC E 115. · CBR de materiales compactados MTC E 132. · Módulo Resiliente sobre muestras compactadas a la energía Proctor Modificado MTC E 128. · Compresión triaxial no consolidada, no drenada (cu) y consolidada no drenada con medida de presión de poros (MTC E 131), para materiales compactados a la energía Proctor Modificado, que se van a utilizar en terraplenes mayores de 7,00 m de altura. · Consolidación unidimensional para materiales compactados para las mismas condiciones del ensayo anterior. 5.4.4 Las muestras tomadas deben servir para la realización de los siguientes ensayos para subrasantes: · Los mencionado en el numeral 5.4.2 que antecede. · Relación humedad-densidad compactada a la energía de Proctor Modificado MTC E 115. · CBR MTC E 132.
  • 17. Manual de Ensayo de Materiales Página 16 · Módulo Resiliente sobre muestras inalteradas MTC E 128. Nota 2. Si se ha realizado la determinación de CBR in situ (MTC E 133) no se considerará necesario la ejecución de la prueba de laboratorio. Sólo se permitirá la prueba in situ cuando los suelos de subrasante tengan un tamaño máximo de 19,1mm (3/4”). 5.4.5 Las muestras para materiales granulares a utilizarse en capas de base y sub base, deben provenir de materiales procesados en planta o laboratorio, y servirán como mínimo para los siguientes ensayos: · Los mencionados en el numeral 5.4.2 que antecede, excepto el límite de contracción. · Relación humedad-densidad compactada a la energía Proctor Modificado MTC E 115. · CBR sobre muestras compactadas MTC E 132. · Módulo Resiliente MTC E 128. · Determinación de equivalente de arena MTC E 114. · Peso unitario y vacíos MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de agregados finos y gruesos MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad en sulfato de sodio y en sulfato de magnesio MTC E 209. · Porcentaje de caras fracturadas en los agregados MTC E 210. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. · Porcentaje de partículas livianas MTC E 211 (opcional). · Arcilla en terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. · Contenido de Sales Totales MTC E 219. 5.4.6 Las muestras de los materiales a usarse en la evaluación de concretos hidráulicos que deben provenir de materiales procesados en planta o laboratorio, servirán como mínimo para los siguientes ensayos: · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Cantidad de material fino que pasa el tamiz 200 MTC E 202. · Peso unitario y vacío de los agregados MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de los agregados MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad al sulfato de sodio y sulfato de Magnesio MTC E 209. · Porcentaje de caras fracturadas MTC E 210. · Partículas livianas en los agregados MTC E 211. · Contenido de Sales MTC E 219. · Arcilla de terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. · Impurezas orgánicas en el agregado fino MTC E 213. · Índice de durabilidad en los agregados MTC E 214. · Carbón y lignito en arenas MTC E 215. · Determinación de la reactividad agregado / álcali MTC E 217. · Determinación cuantitativa de los compuestos de azufre en los agregados MTC E 218. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. · Equivalente de Arena MTC E 114. 5.4.7 Las muestras para los materiales pétreos a utilizarse en la elaboración de concretos asfálticos, deben provenir de materiales procesados en planta o laboratorio, y servirán como mínimo para la realización de los siguientes ensayos: · Petrografía, difracción de rayos X y polaridad de agregados (evaluación de petrografos) (1). · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Análisis por hidrómetro del relleno mineral (material que pasa la malla No. 200) MTC E 109 (1). · Peso unitario y vacíos de los agregados MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de los agregados MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad al sulfato de sodio y sulfato de magnesio MTC E 209.
  • 18. Manual de Ensayo de Materiales Página 17 · Porcentaje de caras fracturadas MTC E 210. · Partículas livianas en los agregados MTC E 211. (1) · Arcilla de terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. (1) · Impurezas orgánicas en el agregado fino MTC E 213. (1) · Índice de durabilidad en los agregados MTC E 214. (1) · Sales solubles MTC E 219. (1) · Riedel Weber MTC E 220. · Índice Plástico (por la malla Nº 40 y Nº 200). · Equivalente de Arena MTC E 114. · Adherencia agregado – bitumen MTC E 519. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Los procedimientos recomendados para el muestreo en el sitio, la identificación de muestras y los ensayos a realizar, son los siguientes: · Calicatas y trincheras: Excavaciones a cielo abierto, hasta la profundidad deseada, tomando las precauciones necesarias para evitar el desprendimiento de material de las paredes que pueda afectar la seguridad del trabajador o contaminar la muestra que se espera obtener. · Investigación y muestreo del suelo mediante barrenos y muestreadores: Procedimiento útil para la determinación del nivel freático. La profundidad con esta clase de barreno está limitada por las condiciones agua-suelo, las características del suelo y el equipo empleado. · Ensayo de penetración estándar (SPT) y muestreo de suelos: Procedimiento para obtener muestras y medir la resistencia del suelo a la penetración de un muestreador normalizado, fundamentalmente para suelos no cohesivos, pudiendo ser usado en suelos cohesivos para recuperar muestras o para determinar un valor cualitativo de la resistencia. · Método para muestreo de suelos con tubo de pared delgada, MTC E 120: Procedimiento para recobrar muestras de suelo relativamente inalteradas, adecuadas para ensayos de laboratorio. · Ensayo de corte con veleta en suelo cohesivo, MTC E 122: Procedimiento para medir in situ la resistencia al corte de suelos cohesivos blandos, mediante la rotación de una veleta de cuatro hojas en un plano horizontal. 6.2 La investigación del suelo y roca comprenderá entre otros lo siguiente: · Revisión de cualquier información disponible sobre la geología y la formación de la roca o del suelo, o de ambas, sobre las condiciones del nivel freático en el sitio y en las vecindades. · Determinación del nivel freático y del material de fundación firme, bien sea roca o suelos de adecuada capacidad de soporte. · Investigación en el sitio de los materiales superficiales y del subsuelo mediante perforaciones de percusión y lavado, rotación, barrenos manuales o mecánicos de espiral, calicatas y métodos geofísicos. · Identificación del suelo y de los tipos de roca en el terreno con registros de la profundidad a la cual se presentan y de la localización de sus discontinuidades estructurales. · Recuperación de muestras representativas inalteradas y remoldeadas para ensayos de caracterización del suelo o de la roca, y de los materiales para la construcción. · Evaluación del comportamiento de instalaciones existentes en la vecindad inmediata del sitio propuesto, con respecto al material de fundación y el medio ambiente. · Instrumentación en el sitio para medir movimientos por medio de inclinómetro, placa de asentamiento, etc. 6.3 DETERMINACION DEL PERFIL DE SUELOS 6.3.1 Un perfil detallado de suelos deberá desarrollarse únicamente donde la relación continua entre profundidades y datos de los diferentes tipos de suelo y roca, sea económicamente justificable para el proyecto en cuestión. 6.3.2 Pueden emplearse métodos geofísicos de exploración para complementar los datos de las perforaciones y afloramientos, y para interpolar entre los hoyos. Los métodos sísmicos y de
  • 19. Manual de Ensayo de Materiales Página 18 resistividad eléctrica, pueden resultar particularmente valiosos cuando las diferencias nítidas en las propiedades de materiales sub superficiales contiguas están indicadas. El método de refracción sísmica es especialmente útil para determinar la profundidad a la cual se halla la roca o en sitios donde estratos sucesivamente más densos son encontrados. El método de resistividad eléctrica es igualmente útil para determinar la profundidad de la roca, evaluando formaciones estratificadas donde un estrato más denso descansa sobre uno menos denso, y en la investigación de canteras de arena-grava o de otros materiales de préstamo. Las investigaciones geofísicas pueden ser una guía útil para programar los sitios de perforaciones y calicatas. En lo que sea posible, la interpretación de estudios geofísicos deberá ser verificada por perforaciones o excavaciones de prueba. 6.3.3 La profundidad de las calicatas o perforaciones para carreteras, aeropuertos, o áreas de estacionamiento, deberá ser al menos de 1,5 m (5 pies) por debajo del nivel proyectado para la subrasante, pero circunstancias especiales pueden aumentar o disminuir esa profundidad. Los sondeos para estructuras o terraplenes deberán llevarse por debajo del nivel de influencia de la carga propuesta, determinado mediante un análisis su superficial de transmisión de esfuerzos. Donde el drenaje pueda ser afectado por materiales permeables, acuíferos o materiales impermeables que lo puedan obstaculizar, las perforaciones deberán prolongarse suficientemente dentro de estos materiales para determinar las propiedades hidrogeológicas y de ingeniería, relevantes para el diseño del proyecto. En todas las zonas de préstamo, las perforaciones deberán ser suficientes en número y profundidad, para obtener las cantidades requeridas de material que cumpla los requerimientos de calidad especificada. 6.3.4 Los registros de perforaciones deberán incluir: · Descripción de cada sitio o área investigada, con cada hueco, sondeo o calicata, localizado claramente (horizontal y verticalmente) con referencia a algún sistema establecido de coordenadas o a algún sitio permanente. · Perfil estratigráfico de cada hueco, sondeo o calicata, o de una superficie de corte expuesta, en la cual se muestre claramente la descripción de campo y localización de cada material encontrado, mediante símbolos o palabras. · Fotografías en colores de núcleos de roca, muestras de suelos y estratos expuestos, pueden ser de gran utilidad. Cada fotografía deberá identificarse con fecha y un número o símbolo específico, una fecha y escala de referencia. · La identificación de todos los suelos deberá basarse en las presentes normas para la clasificación de los suelos y de los suelos-agregados para construcción de carreteras, en la norma sobre descripción mediante procedimientos manuales y visuales, o en la de identificación de rocas. · Las áreas acuíferas, drenaje subterráneo y profundidad del nivel freático hallado en cada perforación, calicata o hueco. · Los resultados de ensayos en sitio (in situ), donde se requieran, como los de penetración o los de veleta u otros ensayos para determinar propiedades de suelos o rocas. · Porcentaje de recuperación de núcleos e Índice Calidad de Roca en perforaciones de núcleo. · Representación gráfica de campo y laboratorio y su interpretación facilita el entendimiento y comprensión de condiciones superficiales. 6.4 PERFIL SUBSUPERFICIAL 6.4.1 Los perfiles del subsuelo se deben dibujar únicamente en base a perforaciones reales o datos de los cortes. La interpolación entre dichos sitios deberá hacerse con extremo cuidado y con la ayuda de toda la información geológica que se tenga disponible, anotando claramente que tal interpolación o continuidad asumida de estratos, es tentativa.
  • 20. Manual de Ensayo de Materiales Página 19 7.0 CALCULOS E INFORME 7.1 INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS 7.1.1 La extrapolación de datos en áreas locales no investigadas puede hacerse de manera tentativa, únicamente cuando se conozca que existe geológicamente una disposición sub superficial uniforme del suelo y de la roca siendo la interpretación de responsabilidad del especialista. Las propiedades de los suelos y rocas de proyectos importantes, no deberán predecirse solamente con base en la simple identificación o clasificación en el terreno, sino que deberán comprobarse mediante ensayos de laboratorio y de terreno. Las recomendaciones de diseño deben ser formuladas por especialistas en geotecnia o por ingenieros de carreteras familiarizados con los problemas comunes en dichas áreas. ANEXO SIMBOLOS GRAFICOS PARA SUELOS Tanto en los perfiles como en los registros estratigráficos se deberán usar los símbolos que se muestran a continuación. Gravas bien graduadas mezcla, grava con poco o nada de materia fino, variación en tamaños granulares Materiales finos sin plasticidad o con plasticidad muy bajo Gravas mal granuladas, mezcla de arena-grava con poco o nada de material fino Arenas arcillosas, mezcla de arena-arcillosa Gravas limosas mezclas de grava arena limosa Limos orgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, arenas finas limosas o arcillosa o limos arcillosas con ligera plasticidad Gravas arcillosas mezcla de grava-arena-arcilla; grava con material fino cantidad apreciable de material fino Limo orgánicos de plasticidad baja o mediano, arcillas gravas, arcillas arenosas, arenas limosas, arcillas magras Arenas bien graduadas, arena con grava, poco o nada de material fino. Arena limpia poco o nada de material fino, amplia variación en tamaños granulares y cantidades de partículas en tamaños intermedios Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas, baja plasticidad Arenas mal graduadas con grava poco o nada de material fino. Un tamaño predominante o una serie de tamaños con ausencia de partículas intermedios Limos inorgánicos suelos finos granosos o limosos micáceas o diatomáceas, limos elásticos Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad, arcillas grasosas Arcillas orgánicas de mediana o elevada plasticidad, limos orgánicas Turba, suelos considerablemente orgánicos
  • 21. Manual de Ensayo de Materiales Página 20 MTC E 102 MUESTREO POR PERFORACION CON BARRENOS HELICOIDALES (VASTAGO HUECO) 1.0 OBJETO 1.1 Es el muestreo de suelos mediante perforación con barrenos helicoidales o también conocido como vástago hueco. Puede aplicarse cuando se requieran muestras representativas o muestras in situ, o ambas, siempre que la formación del terreno sea de naturaleza consolidada, que permita tal tipo de perforación. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Este ensayo tiene por finalidad obtener muestras representativas in situ mediante la utilización de barrenos helicoidales (vástago hueco), para la realización de los ensayos, análisis o investigaciones de laboratorio que requiera un proyecto. 2.2 Puede ser aplicado en lugar del revestimiento para el muestreo o para la toma de núcleos, o de ambos, en cualquier formación de naturaleza tal que permita la perforación con barreno, y cuando no se desee información alguna relacionada con resistencia al hincado, del revestimiento o del tubo guía. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM D 1452: Standard Practice for Soil Exploration and Sampling by Auger Borings. 4.0 EQUIPO 4.1 Barrenos con vástago hueco, fabricados de acero-carbono, de aleaciones de acero, o de ambos. Deberán clasificarse como pequeños, medianos y largos. Un dispositivo de barreno helicoidal con vástago hueco se muestra en la Figura 1. · Tamaño mínimo. Los diámetros interiores deberán ser de 57,2 mm (2,25"), 82,6 mm (3,25") y 95,2 mm (3,75"). Son aceptables tamaños adicionales y mayores, con tal de que cumplan el requisito del párrafo siguiente para la luz libre del “muestreador.” · La holgura del “muestreador” deberá ser tal, que ningún “muestreador” o tubos saca núcleos sea operado en, o a través de un barreno con vástago hueco, cuyo diámetro de dicho hueco sea menor del 108% del diámetro exterior del “muestreador”. El barreno con vástago hueco podrá avanzar y tomar núcleos, conducida por cualquier máquina de perforación que tenga suficiente fuerza de torsión y de hincado, para hacerla girar y forzar hasta la profundidad deseada, con tal de que la máquina esté equipada con los accesorios necesarios para tomar la muestra o el núcleo requerido.
  • 22. Manual de Ensayo de Materiales Página 21 Figura 1. Barreno típico para perforaciones 5.0 MUESTRA 5.1 Según sean las características de los materiales a muestrear. 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Procedimiento A Hágase avanzar el barreno de vástago hueco con tapón, hasta la profundidad de muestreo deseada. Retírese el tapón, sacando las varillas centrales de perforación y reemplácese con las herramientas requeridas para el muestreo o toma de los núcleos. Bájese la herramienta de muestreo a través de la barrena con vástago hueco, y asiéntese sobre el material inalterado en el fondo de la perforación. Procédase con la operación de muestreo, mediante rotación, presión o hincamiento de acuerdo con el método normal o el autorizado, que rija el uso de la herramienta particular de muestreo. Retírese el “muestreador” cargado sacando las varillas centrales. Reemplácese el “muestreador” con el tapón y retórnese al fondo del hueco. Hágase avanzar la barrena de vástago hueco hasta la siguiente profundidad a la que se va a muestrear. Repítase la secuencia para cada muestra deseada. 6.2 Procedimiento B Hágase avanzar el barreno del vástago hueco con el tapón en su sitio, hasta la profundidad de muestreo deseada. Retráigase el tapón, enrollando el cable en su carrete con el martillo y el tapón ensamblados. Sepárese el tapón del martillo y sustitúyase por el “muestreador” guía deseado. Con el cable, bájese dentro del hueco el martillo con el muestreador ajustado, hasta apoyarlo sobre el material inalterado expuesto en el fondo del hueco. Procédase con la operación de muestreo de acuerdo con el método normal o el aprobado que gobierne el empleo del “muestreador” y martillo.
  • 23. Manual de Ensayo de Materiales Página 22 Alíviese el “muestreador” cargado, sobrebarrenando hasta que la boca de la barrena se halle a la profundidad de la zapata del muestreador o descargándola hacia atrás. Recupérese el “muestreador” enrollando la línea de cable con el martillo y el “muestreador” ensamblados. Sepárese el “muestreador” del martillo y reemplácese por el tapón de la barrena, o en el caso de muestreo continuo, con otro “muestreador”. Bájese dentro del hueco el martillo con el tapón o con el “muestreador”, y reiníciese la perforación del barreno, o continúese el muestreo en la forma apropiada para el sistema que se esté efectuando, ya sea incremental o continuo. Repítase o continúese la secuencia hasta su terminación. 6.3 Procedimiento C El barreno de vástago hueco puede emplearse sin tapón. Cuando se emplea así, puede esperarse que se forme un tapón de suelo, en la boca de la barrena. Raras veces este tapón excederá de 102 a 152 mm (4" a 6") de espesor. Normalmente, los muestreadores pueden presionarse o hincarse a través de este tapón. El tapón de suelo, sin embargo, llega a ser entonces la parte superior de la muestra. De acuerdo con esto, las muestras obtenidas así con la barrena de vástago hueco deben acuñarse con pedazos de barrenas y muestreadores de desecho. El barreno con vástago hueco puede emplearse con el tubo central lleno de un líquido a presión constante positiva, cuando se trabaje sin el tapón. El líquido podrá ser agua o lodo de perforación, sobrecargado tanto como sea necesario, para evitar la entrada de material saturado a flujo libre, dentro de la barrena. Deberá tenerse cuidado de evitar la expulsión de la muestra por exceso de presión o peso del líquido, dentro del tubo central. Normalmente, el líquido sobrecargado deberá introducirse dentro del barreno, únicamente por gravedad, y solamente cuando sea necesario para mantener el nivel dentro del tubo central del barreno por encima del nivel de agua. El muestreo dentro del barreno lleno de líquido, deberá efectuarse de la manera normal prescrita para usar el muestreador especial, en una perforación llena con líquido. 6.4 En el caso de que haya ingreso de suelos dentro del barreno, por pérdida de presión del líquido dentro del tubo central o por otra causa, deberá lavarse el tubo central de la misma manera que se indica para la limpieza del revestimiento. El muestreo deberá ejecutarse entonces, como se prescribe para el empleo del muestreador especial en agujeros llenos de líquido; sin embargo, el informe de perforación deberá indicar siempre que la pérdida de suelo ocurrió antes de efectuado el muestreo. El flujo de material no cohesivo en el fondo de cualquier tipo de perforación, normalmente hace que se afloje el material a ese nivel o por debajo del fondo y por ello una muestra, o el valor N tomado, pueden no ser verdaderamente representativos de la condición inalterada del material. El flujo de material no cohesivo en el fondo de cualquier tipo de perforación, normalmente hace que se afloje el material a ese nivel o por debajo del fondo y por ello una muestra, o el valor N tomado, pueden no ser verdaderamente representativos de la condición inalterada del material.
  • 24. Manual de Ensayo de Materiales Página 23 MTC E 103 REDUCCION DE MUESTRAS DE CAMPO A TAMAÑOS DE MUESTRAS DE ENSAYO 1.0 OBJETO 1.1 Es la reducción de las muestras obtenidas en el campo a los tamaños de muestras requeridas para los ensayos, empleando procedimientos que minimizan la variación en la medición de las características entre las muestras de ensayo y las muestras de campo. 1.2 La reducción de muestras se obtiene mediante los siguientes tres métodos: Método A: Cuarteador mecánico Método B: Cuarteo Método C: Pilas cónicas (agregado fino húmedo) 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 La finalidad es el reducir las muestras obtenidas en el campo a las porciones requeridas para someterlas a ensayos. Las muestras más grandes tienden a ser más representativas de la muestra total. Los métodos indicados tienen por finalidad reducir el tamaño de la muestra obtenida en el campo a tamaños convenientes para realizar varios ensayos a fin de describir el material y medir su calidad, de tal manera que la porción de muestra de ensayo más pequeña no deje de ser representativa de la muestra más grande y por lo tanto de la total suministrada. Los errores que se cometen en un seguimiento no cuidadoso de los métodos, conducirán a la obtención de muestras no representativas para su uso en ensayos posteriores. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM C 702: Standard Practice for Reducing Samples of Aggregate to Testing Size. 4.0 EQUIPO 4.1 METODO A: CUARTEADOR MECÁNICO 4.1.1 Divisor de muestras: Los divisores de muestras deberán tener un número par de cajuelas con planos inclinados de igual ancho, pero no menor que ocho para suelos gruesos, o veinte para suelos finos, con descargas alternativas a cada lado del divisor. El ancho mínimo de la cajuela debe ser aproximadamente 1,5 veces el diámetro de la partícula de mayor tamaño contenida en la muestra a ser dividida. El divisor debe estar equipado con dos recipientes para recibir las dos mitades de la muestra dividida. Asimismo, debe estar equipado con una tolva, la cual tiene un ancho igual o ligeramente menor que el ancho total de la cajuela, por la cual la muestra debe ser depositada a una velocidad controlada a las cajuelas. El equipo y sus accesorios deben ser diseñados para que la muestra fluya suavemente sin restricciones o pérdidas de material. Ver Figura 1.
  • 25. Manual de Ensayo de Materiales Página 24 Tamaño Máximo de Muestra Número de Canales Dimensiones Internas Dimensiones Internas de las cajas (3 requeridas) A B C D E F Mm Mm mm mm mm mm mm mm 40 8 50 150 70 230 150 400 20 10 30 130 40 150 100 300 10 12 15 80 30 120 90 200 5 12 7 20 15 50 50 90 Figura 1. Cuarteador mecánico 4.2 METODO B: CUARTEO 4.2.1 El aparato consiste de un cucharón metálico, pala o badilejo y una lona para cubrir aproximadamente 2 m x 2,5 m. Ver Figura 2. Figura 2 Cuarteo.
  • 26. Manual de Ensayo de Materiales Página 25 4.3 METODO C: PILAS CONICAS (Agregado fino húmedo) 4.3.1 El equipo consiste de un cucharón metálico, pala o badilejo para mezclar y un muestreador (pequeño cucharón o pala). Ver Figura 3 Figura 3: Pilas cónicas 5.0 MUESTRA La muestra de campo se toma de acuerdo con el método (MTC E101), o como lo establezca cada método de ensayo. Cuando se contempla solamente el ensayo de análisis granulométrico, el tamaño de la muestra de campo dada en MTC E 101 es usualmente adecuado. Cuando se van a realizar ensayos adicionales, el usuario deberá asegurar por sí mismo que el tamaño inicial de la muestra de campo sea adecuado para realizar todos los ensayos considerados. 5.1 SELECCION DEL METODO 5.1.1 Agregado fino La muestra de campo de agregado fino que está seca o en condición de saturada superficialmente seca, se debe reducir de tamaño por medio de un cuarteador mecánico usando el Método A. Muestras de campo libres de humedad superficial se pueden reducir de tamaño por cuarteo de acuerdo al Método B o por tratamiento como una pequeña muestra conforme al Método C. 5.1.1.1 Si se desea utilizar el Método B ó C y la muestra de campo no tiene humedad libre sobre la superficie de las partículas, la muestra se debe humedecer para alcanzar esta condición, mezclarla bien y luego llevar a cabo la reducción de la muestra. 5.1.1.2 Si se desea utilizar el Método A y la muestra de campo tiene humedad libre sobre la superficie de las partículas, la muestra de campo se debe secar hasta la condición de superficie seca, usando temperaturas que no excedan aquellas especificadas para cualquiera de los ensayos contemplados y luego se procede a reducir la muestra. Alternativamente, si la humedad de la muestra de campo es muy grande, una división preliminar se debe realizar utilizando un cuarteador mecánico que tenga una abertura de 38 mm (1 ½ pulg) o más para reducir la muestra a no menos de 5 000 g, la porción así obtenida se seca y se reduce al tamaño de muestra de ensayo usando el Método A. Nota 1. El método para determinar la condición de saturado superficialmente seco se describe en NTP 400.022. A manera de aproximación, si el agregado fino mantiene su forma, cuando se moldea con la mano, se puede considerar que posee dicha condición. 5.1.2 Agregado grueso y mezcla de agregados grueso y fino La muestra se reduce usando un cuarteador mecánico de acuerdo con el Método A (método preferido) o por cuarteo usando el Método B. No se debe usar el Método C para agregado grueso o mezcla de agregado grueso y fino.
  • 27. Manual de Ensayo de Materiales Página 26 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 METODO A: CUARTEADOR MECANICO 6.1.1 La muestra de campo se coloca en la tolva distribuyéndola uniformemente de extremo a extremo de tal manera que, aproximadamente igual cantidad fluya a través de cada cajuela. La razón a la cual la muestra se deposita en la tolva, es tal que se debe alcanzar un flujo libre a través de las cajuelas hasta los recipientes colocados abajo. La muestra de uno de los recipientes se reintroduce al aparato las veces que sea necesario para reducir el tamaño de la muestra a la cantidad especificada para el ensayo. La porción de muestra acumulada en el otro recipiente se debe reservar para otros ensayos. 6.1.2 La muestra de campo se coloca en la tolva distribuyéndola uniformemente de extremo a extremo de tal manera que, aproximadamente igual cantidad fluya a través de cada cajuela. La razón a la cual la muestra se deposita en la tolva, es tal que se debe alcanzar un flujo libre a través de las cajuelas hasta los recipientes colocados abajo. La muestra de uno de los recipientes se reintroduce al aparato las veces que sea necesario para reducir el tamaño de la muestra a la cantidad especificada para el ensayo. La porción de muestra acumulada en el otro recipiente se debe reservar para otros ensayos. 6.2 METODO B: CUARTEO 6.2.1 Se puede usar cualquiera de los procedimientos descritos en los dos numerales siguientes o una combinación de ambos. 6.2.1.1 Se coloca la muestra sobre una superficie dura, limpia y horizontal evitando cualquier pérdida de material o la adición de sustancias extrañas. Se mezcla bien la muestra hasta formar una pila en forma de cono; se mezcla de nuevo hasta formar un nuevo cono, repitiendo esta operación tres veces. Cada palada tomada de la base se deposita en la parte superior del cono, de modo que el material caiga uniformemente por los lados del cono. Cuidadosamente se aplana y extiende la pila cónica hasta darle base circular y espesor y diámetro uniforme presionando hacia abajo con la cuchara de la pala, de tal manera que cada cuarto del sector contenga el material original. El diámetro debe ser aproximadamente cuatro a ocho veces el espesor. Se procede luego a dividir diametralmente el material en cuatro partes iguales, de las cuales se separan dos cuartos diagonalmente opuestos, incluyendo todo el material fino limpiando luego con cepillo o escoba los espacios libres. Los dos cuartos restantes se mezclan sucesivamente y se repite la operación hasta obtener la cantidad de muestra requerida, tal como se aprecia en la Figura 2. 6.2.1.2 Como una alternativa al procedimiento anterior, cuando la superficie no es uniforme, la muestra de campo se coloca sobre una lona sobre la cual se homogeniza la muestra original por paleo. Se puede operar también, mezclando el material mediante la elevación alternativa de las esquinas de la lona tirando hacia la muestra, como si se tratara de doblar la lona diagonalmente haciendo rodar al material. En cualquiera de los casos se procede a aplanar y extender la pila como en 6.2.1.1 y luego dividirlo, o si la superficie bajo la lona es irregular, se coloca debajo de la lona en el centro de la muestra una varilla que al levantar sus extremos divida la muestra en dos partes iguales. Doblando las esquinas de la lona se saca la varilla y se coloca nuevamente debajo del centro de la lona en ángulo recto a la primera división y levantando ambos extremos de la varilla se divide la muestra en cuatro partes iguales. Se descartan dos cuartos de muestra diagonalmente opuestos y cuidadosamente se limpia los filos de la lona. Sucesivamente se mezcla y cuartea el material remanente hasta reducir la muestra a la cantidad deseada, tal como se aprecia en la Figura 3. 6.3 METODO C: PILAS CONICAS (Agregado fino húmedo) 6.3.1 Se coloca la muestra de campo de agregado fino húmedo sobre una superficie limpia y nivelada para evitar cualquier pérdida de material o la adición de sustancias extrañas. Se mezcla el material completamente por volteo repitiendo la operación hasta tres veces. En la última
  • 28. Manual de Ensayo de Materiales Página 27 operación cada palada se deposita en la parte superior del cono de modo que el material caiga uniformemente por los lados del cono. Si se desea la pila cónica puede ser aplanada hasta un espesor y diámetro uniforme presionando hacia abajo con la cuchara de la pala de tal forma que cada cuarto de sector resultante contenga el material original. Se obtiene la muestra para cada ensayo seleccionando al azar por lo menos cinco porciones de material localizados de la pequeña pila cónica usando el equipo descrito en 4.3.1. 7.0 PRECISION Y DISPERSION 7.1 Puesto que la presente norma no proporciona resultados numéricos, la determinación de la precisión no es posible. Sin embargo, si no se siguen cuidadosamente los procedimientos descritos pueden resultar muestras distorsionadas para ser usadas en ensayos subsecuentes.
  • 29. Manual de Ensayo de Materiales Página 28 MTC E 104 CONSERVACION Y TRANSPORTE DE MUESTRAS DE SUELOS 1.0 OBJETO 1.1 Establecer el procedimiento para la conservación de las muestras inmediatamente después de obtenidas en el terreno, así como para su transporte y manejo. 1.2 En todos los casos, el objeto primordial es el de preservar las condiciones propias de cada muestra. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 El empleo de los diferentes métodos que se describirán, depende del tipo de muestras obtenidas, del tipo de ensayo y de las propiedades de ingeniería requeridas, de la fragilidad y sensibilidad del suelo, y de las condiciones climáticas. 2.2 Los métodos aquí desarrollados fueron inicialmente para muestras de suelo que han de ensayarse para obtener las propiedades de ingeniería; sin embargo, ellos también pueden aplicarse a muestras de suelo o de otros materiales, para otros fines. 2.3 Los diferentes métodos se distribuyen en cuatro grupos, así: · Grupo A. Muestras que requieren únicamente identificación visual. · Grupo B. Muestras que necesitan únicamente ensayos de contenidos de humedad y clasificación; de peso unitario y peso específico; el perfil de la perforación; y muestras, en bruto que serán remoldeadas o compactadas en especímenes para someterlas a ensayos de presión y porcentaje de hinchamiento, consolidación, permeabilidad, resistencia al corte, CBR, etc. · Grupo C. Muestras inalteradas, formadas naturalmente o preparadas en el campo para determinaciones de peso unitario; o para compresión y porcentaje de hinchamiento, consolidación, ensayos de permeabilidad y de resistencia al corte, con y sin medidas de esfuerzo-deformación y de cambios de volumen, hasta incluir ensayos dinámicos y cíclicos. · Grupo D. Muestras frágil o altamente sensible, para las cuales se requieren los ensayos del Grupo C. 2.4 El método de conservación y transporte de muestras de suelos, que se vaya a emplear, deberá fijarse en las especificaciones del proyecto o definirse por parte de la entidad responsable. 2.5 Es de responsabilidad de quien utilice esta norma, consultar y establecer medidas de seguridad y sanidad apropiadas y determinar la posibilidad de aplicar limitaciones reglamentarias antes de su empleo. 2.6 Instrucciones especiales, descripciones y marcas en las cajas (advertencias), deben incluirse en cualquier muestra que pueda contener materiales radiactivos, tóxicos o con contaminantes. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 ASTM D4220 - 95(2007) SOILS. Standard Practices for Preserving and Transporting Soil Samples 4.0 EQUIPOS Y MATERIALES El tipo de materiales y de recipientes requeridos, depende de las condiciones y requerimientos enunciados para los grupos A a D del numeral 6.3 y también del clima, del medio de transporte y de la distancia. 4.1 Parafina para sellado, puede ser: cera microcristalina, cera de abejas, o una combinación de las mismas. 4.2 Discos de metal, de alrededor de 2 mm (1/16") de espesor y con un diámetro ligeramente menor que el diámetro interno del tubo, muestreador o anillo, y para utilizarlos conjuntamente con parafina, tapas y cinta, o ambos. 4.3 Discos de madera, encerados previamente, de 25 mm (1") de espesor y con un diámetro ligeramente menor que el diámetro interior del muestreador o el del tubo.
  • 30. Manual de Ensayo de Materiales Página 29 4.4 Cinta, ya sea plástica a prueba de agua, adhesiva de fricción, o de pegar tubos. 4.5 Estopa de algodón, para emplear con parafina en capas alternadas. 4.6 Tapas, ya sean plásticas, de caucho o de metal, para colocar en los extremos de los tubos de pared delgada, muestreadores con anillos, junto con cinta o parafina. 4.7 Selladores, empleados para sellar los extremos de la muestra, dentro de los tubos de pared delgada. Nota 1. Se prefieren empacadores de plástico dilatables. Los empacadores dilatables metálicos sellan igualmente bien; sin embargo, en almacenamientos a largo plazo, pueden causar problemas de corrosión. 4.8 Frascos, de boca ancha, con tapa y anillo de caucho o tapa con un papel sellante, y de un tamaño adecuado para recibir fácilmente la muestra, comúnmente de 250 mL, 500 mL y 1000 mL. 4.9 Bolsas, ya sean plásticas, de yute, fibra, lona, etc. 4.10 Material para amortiguar contra vibraciones y choques. 4.11 Aislamiento, ya sea polietileno expandido, burbujas plásticas o del tipo de espuma, que resista cambios de temperatura perjudiciales para el suelo. 4.12 Cajas, para el transporte de muestras de bloque cúbico y elaboradas con tablas de 13 a 19 mm (½ a ¾") de espesor. 4.13 Cajas cilíndricas, un poco más largas que los tubos de pared delgada. 4.14 Containeres o cajas, para transporte, de construcción apropiada para protección contra choques y vibraciones. Nota 2. Deben observarse las limitaciones de dimensiones de embalaje y peso para el transporte comercial. 4.15 Para la identificación. Incluir los elementos necesarios, tales como rótulos y marcadores para identificar adecuadamente la (s) muestra (s). 5.0 MUESTRA 5.1 Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con tamices se hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de separar los finos por lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se seca en el horno una pequeña porción húmeda del material y luego se examina su resistencia en seco rompiéndola entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino se pulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con tamices se puede efectuar sin previo lavado. 5.2 Prepárese una muestra para el ensayo como se describe en la preparación de muestras para análisis granulométrico (MTC E 106), la cual estará constituida por dos fracciones: una retenida sobre el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) y otra que pasa dicho tamiz. Ambas fracciones se ensayaran por separado. 5.3 El peso del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, como se indica en el modo operativo MTC E 106, será suficiente para las cantidades requeridas para el análisis mecánico, como sigue: 5.3.1 Para la porción de muestra retenida en el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) el peso dependerá del tamaño máximo de las partículas de acuerdo con la Tabla 1:
  • 31. Manual de Ensayo de Materiales Página 30 Tabla 1 Diámetro nominal de las partículas más grandes mm (pulg) Peso mínimo aproximado de la porción (g) 9,5 (3/8”) 5 00 19,6 (3/4”) 1 000 25,7 (1”) 2 000 37,5 (1 ½”) 3 000 50,0 (2”) 4 000 75,0 (3”) 5 000 5.3.2 El tamaño de la porción que pasa tamiz de 4,760 mm (Nº 4) será aproximadamente de 115 g para suelos arenosos y de 65 g para suelos arcillosos y limosos. 5.4 En el modo operativo MTC E 106 se dan indicaciones para la pesada del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, así como para la separación del suelo sobre el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) por medio del tamizado en seco, y para el lavado y pesado de las fracciones lavadas y secadas retenidas en dicho tamiz. De estos dos pesos, los porcentajes, retenido y que pasa el tamiz de 4,760 mm (Nº 4), pueden calcularse de acuerdo con el numeral 5.4.1. 5.4.1 Se puede tener una comprobación de los pesos, así como de la completa pulverización de los terrones, pesando la porción de muestra que pasa el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) y agregándole este valor al peso de la porción de muestra lavada y secada en el horno, retenida en el tamiz de 4,760 mm (Nº 4). 6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Para todas las muestras. Identifíquense apropiadamente las muestras con membretes, rótulos y marcas, antes de transportarlos, en la siguiente forma: a) Nombre o número de la obra, o ambos. b) Fecha del muestreo. c) Muestra/número y localización de la calicata. d) Profundidad o elevación, o ambas. e) Orientación de la muestra. f) Instrucciones para transporte especial o manejo en el laboratorio, o ambas, incluida la forma como debe quedar colocada la muestra y g) Datos del ensayo de penetración SPT si son aplicables. 6.2 Grupo A · Transpórtense muestras en cualquier clase de caja mediante cualquier medio de transporte disponible. Si es comercial, el recipiente sólo necesita cumplir con las exigencias mínimas de la agencia transportadora y con los restantes requisitos para asegurarse contra la pérdida de la muestra. 6.3 Grupo B · Estas muestras deberán conservarse y transportarse en recipientes sellados a prueba de humedad, todos los cuales deberán ser de espesor y resistencia suficientes para evitar su rotura. Los recipientes o empaques pueden ser bolsas plásticas, frascos de vidrio o de plástico (suponiendo que sean a prueba de agua), tubos de pared delgada, y anillos. Las muestras cúbicas y cilíndricas pueden envolverse en membranas plásticas adecuadas, en papel de aluminio, o ambas (Véase Nota 3) y cubrirse con varias capas de parafina, o sellarse con varias capas de estopa paño impermeable y parafina. · Estas muestras pueden enviarse mediante cualquier medio disponible de transporte. Pueden remitirse como fueron preparadas o colocarse en recipientes más grandes, como costales, cajas de cartón o de madera, o barriles.
  • 32. Manual de Ensayo de Materiales Página 31 Nota 3. Algunos suelos pueden perforar el papel de aluminio, debido a corrosión. En tales casos, evítese entonces el contacto directo. · Bolsas plásticas. Deberán colocarse tan ajustadamente como sea necesario alrededor de la muestra, expulsando todo el aire posible. El plástico deberá ser lo suficiente grueso, para evitar escapes. · Frascos de vidrio o de plástico. Si las tapas de los frascos no están selladas con anillos de caucho o con papel parafinado, las tapas deberán sellarse con parafina o con cinta aislante. · Tubos de pared delgada. a) Cubiertas ensanchables. El método preferido para sellar los extremos de las muestras dentro de los tubos es con cubiertas plásticas que pueden dilatarse. b) Para un sellamiento a corto plazo, la parafina es aceptable; a largo plazo (más de 3 días), deben emplearse ceras micro-cristalinas o combinadas con 15% de cera de abejas o resinas para una mejor adherencia a la pared del tubo y para reducir la contracción. Varias capas delgadas de parafina son mejores que una capa gruesa. El espesor mínimo final deberá ser de 10 mm. (0,4"). c) Tapas de los extremos. Las tapas en los extremos, de metal, de caucho o de plástico, deberán sellarse con cinta. Para almacenamiento a largo plazo (más de 3 días), deberán también parafinarse, aplicando dos o más capas. d) Estopa de algodón y parafina. Capas que se alternan (un mínimo de dos de cada una) de estopa y parafina, pueden emplearse para sellar cada extremo del tubo y para estabilizar la muestra. Nota 4. Cuando sea necesario, deberán colocarse separadores o material adecuado, antes de sellar los extremos del tubo, para proporcionar el confinamiento debido. · Alineadores o camisas delgadas de anillos: véanse los literales c) y d) anteriores. · Muestras expuestas a) Las muestras cilíndricas, cúbicas u otras muestras envueltas en plástico, como polietileno y polipropileno u hojas delgadas de papel de estaño o aluminio, etc., deberán protegerse posteriormente con un mínimo de tres capas de parafina. b) Las muestras cilíndricas y cubos envueltos en estopa y parafina, deberán sellarse con un mínimo de tres capas colocadas alternadamente. c) Las muestras en cajas de cartón deben empacarse en tal forma, que la parafina pueda vaciarse completamente alrededor de la muestra. Generalmente, deberán envolverse las muestras en plástico o en papel de estaño o de aluminio, antes de parafinarse. 6.4 Grupo C · Estas muestras deben preservarse y sellarse en empaques como se indica en 6.3. Adicionalmente, deberán protegerse contra choques, vibraciones y cambios de temperatura. · Las muestras transportadas por el personal del muestreo o del laboratorio, o en la cabina de un vehículo automotor, necesitan colocarse solamente en cajas de cartón o en empaques similares, dentro de los cuales las muestras selladas encajen ajustadamente, evitando golpes, volcamientos, caídas, etc. · Para los demás métodos de transporte de muestras, incluyendo buses, encomiendas, camiones, barcos, aviones, etc., será necesario colocar las muestras selladas en cajas de madera, de metal, o de otro tipo adecuado, que proporcionen amortiguación o aislamiento. · El material de amortiguación (aserrín, caucho, polietileno, espuma de uretano o material elástico similar) deberá sujetar completamente cada muestra. La amortiguación entre las muestras y las paredes de las cajas deberá tener un espesor mínimo de 25 mm (1"). Un espesor mínimo de 50 mm (2") deberá proporcionarse sobre el piso de la caja. · Cuando sea necesario, las muestras deberán remitirse en la misma posición como fueron tomadas. Por otra parte, pueden proporcionarse condiciones especiales, tales como drenaje controlado o confinamiento suficiente del suelo, o una combinación de éstas.