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DOSIFICACION DE MEZCLAS
DE SUELO-CEMENTO
PRESENTACION
La presente publicación contiene una descripción de los mé-
todos para dosificar mezclas de suelo-cemento con miras a
su utilización como material de base para pavimentos de
carreteras, calles, aeropuertos, bermas y parqueaderos.
Su publicación obedece al permanente afán del ICPC de di-
fundir la tecnología del suelo-cemento como un real aporte
a la solución de los problemas viales del país, uno de los
cuales es, sin ninguna duda, la creciente escasez de materia-
les granulares tradicionales y el incremento en los costos
de los materiales asfálticos y de trituración.
Los métodos de dosificación aquí descritos han sido desa-
rrollados en los Estados Unidos, pero su aplicabilidad en
condiciones tropicales se han probado, extensa y exitosa-
mente, en paÍses como Brasil y Venezuela. En Colombia
existe ya alguna experiencia al respecto, tanto en carreteras
como en vÍas urbanas, aeropuertos y pisos industriales; esta
publicación pretende ser una herramienta útil para los inge-
nieros proyectistas, constructores o interventores de pavi-
mentos, así como para la labor didáctica en las Facultades
de Ingeniería.
CONTENIDO
Pág.
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Norma general para dosificación . . . . . . . . . . . . . . . 3
Norma shplificada para dosificación . . . . . . . . . . . . 10
Anexo 1:
Normas AASHTO T 134-70 y T 135-70 . . . . . . . . 14
Anexo 21
Procedimientos de laboratorio. . . . . . . . . . . . . . . . . 22
---
Esta publicación fue preparada por CARLOS ARTURO
MADRID M., y NORMAN SANTANDER R., ingenieros del
Departamento Técnico del ICPC. Está dirigida a profesiona-
les competentes, capaces de evaluar el significado y limita-
ciones de su contenido, quienes deben asumir la responsabi-
lidad por la aplicación de la información aquí presentada.
Ni el ICPC ni los autores asumen responsabilidad alguna por
la aplicación que se dé a los principios o procedimientos
que se presentan en esta publicación.
ICPC, Medellín, led. (1976)
ICPC, Medellín, 2ed. (1983)
1. INTRODUCCION
El proceso de diseño de mezclas de suelo-cemento consiste
en una serie de ensayos de laboratorio con miras a determi-
nar:
a. La cantidad de cemento que debe agregarse al suelo pa-
ra que la mezcla endurezca en forma adecuada;
b. La cantidad de agua que se debe agregar a la mezcla, y
c. La densidad a la cual se debe compactar.
LA PRINCIPAL CARACTERISTICA QUE DEBE TENER
UNA BUENA MEZCLA DE SUELO-CEMENTO ES SU CA-
PACIDAD DE SOPORTAR LA EXPOSICION A LOS ELE-
MENTOS, 0 SEA SU DURABILIDAD; la resistencia mecá-
nica también puede considerarse como un requisito impor-
tante: sin embargo, como la MAYORIA DE LAS MEZ-
CLAS DE SUELO-CEMENTO QUE’ POSEEN UNA RESIS
TENCIA ADECUADA A LOS ELEMENTOS TAMBIEN
TIENEN UNA RESISTENCIA MECANICA SIGNIFICATI-
VA, ESTE REQUISITO ES SECUNDARIO.
Los métodos de disefio que se van a presentar a continua-
ción coinciden básicamente con los indicados por la Port-
land Cement Association de Estados Unidos, los cuales se
basan en amplias investigaciones de laboratorio y en la eva-
luacibn de más de 800 millones de metros cuadrados de ba-
se de suelo-cemento construfdos en dicho pals desde 1935.
Además, la aplicabilidad de dichos metodos ha sido amplia-
mente comprobada en palses de condiciones muy similares
a las muestras, como son Brasil y Venezuela.
2 . NORMA GENERAL PARA DOSIFICACION
Este sistema es aplicable a cualquier tipo de.suelos, en tan-
to que la Norma Simplificada que se presenta más adelante
sólo es aplicable a suelos arenosos de determinada granulo-
metr ía.
Se dan enseguida los pasos que deben seguirse en el labora-
torio, los cuales se aclaran después con un ejemplo numéri-
co.
2.1 Ensayos preliminares
Sobre una muestra del suelo en estudio deben realizarse los
siguientes ensayos:
a. Análisis granulométrico por tamizado y por sedimenta-
cibn;
h. Determinación del I-ita Ifquido;
,
c. Determinación del Ifmite pktico;
d. Determinación de la absorción y el peso especifico apa-
rente de la fracción de cascajo.
En este trabajo denominaremos las fracciones de suelo de
acuerdo con su tamaño en la siguiente forma:
Cascajo grueso: de 4,8 a 7 6 m m
Cascajo fino : de 2.0 a 4,8 m m
Arena gruesa : de 0,42 a 2,0 mm
Arena fina : de 0,05 a 0.42 mm
Limo : de 0,005 a 0,05 mm
Arcilla : menor de 0,005 mm
2.2 Ensayos con la mezcla de suelo y cemento
2.2.1 Determinación de la densidad máxima aparente y la
humedad óptima de la mezcla de suelo y cemento por me-
dio del ensayo de Proctor Normal (Especificación AASHTO
T134-70).
Este ensayo se debe efectuar con el contenido de cemento
más probable para el suelo en estudio, fijado por la expe-
riencia con materiales similares o el indicado por la Tabla 1
de.acuerdo con la clasificación AASHTO del suelo (el con-
tenido de cemento en peso se define como la relación entre
el peso de cemento agregado y el peso del suelo seco en es-
tudio).
2.2.2 Ensayo de durabilidad por mojado 4 secado ejecuta-
do con tres contenidos de cemento: el más probable para el
suelo en estudio, 2 O/o por encima y 2 o/. por debajo de él.
TABLA 1
CONTENIDODECEMENTOPARAELENSAYO
I
DE COMPACTACION.
Clasificación AASHTO Contenido de Cemento
del Suelo en peso (O/O)
A l - a 5
A l - b 6
A 2 7
A 3 9
A 4 1 0
A 5 10
A6 1 2
A 7 1 3
2
- TABLA 2
CONTENIDO DE CEMENTO PROBABLE PARA SUELOS ARENOSOS NO ORGANICOS
(A-l. A-3. A-2-4, A-2-5 1
Limo. mas arcilla
0 19 10 9 8 6 5 5
15 - 19 10 - 39 9 8 7 6 6 5
40 50 12 10 9 8 7 6
0 ~ 19 1 0 8 7 6 5 5
30 -- 45 20 ~ 39 l l 9 8 7 6 5
40 50 12 Il 1 0 9 8 6
A
El contenido más probable será el indicado por la experien-
cia con suelos análogos o el obtenido de las tablas 2 ó 3 en
función de las características físicas del suelo y la densidad
máxima aparente obtenida del ensayo de compactación. Pa-
ra cada contenido de cemento se moldea un cilindro, com-
pactado con la energía del ensayo Proctor Normal v con la
humedad óptima ya obtenida en el paso anterior (numeral
2.2.1).
Los cilindros moldeados en esta forma son sometidos a 12
repeticiones del siguiente ciclo: inmersión en agua, secado
al horno y cepilla,do con un cepillo de acero para despren-
der .el material que se haya aflojado. Al final de los doce ci-
clos se cal,cula la pérdida de peso del cilindro.
Para facilitar la ejecución de los ensayos de compactación y
durabilidad, se incluyen en el presente folleto las especifica-
ciones AASHTO correspondientes (Tl 34-70 v Tl 35-70).
2.3 Interpretación de los resultados
Debe adoptarse como contenido de cemento aquel que ga-
rantice el cumplimiento de los requisitos de pérdida por
peso en el ensayo de durabilidad contenidos en la tabla 4.
En esta forma queda resuelto el problema de diseño de la
mezcla planteado inicialmente, ya que por el sistema indi-
cado se determinan el contenido de cemento, la humedad
óptima y la densidad aparente máxima.
Si se desea obtener el contenido de cemento por volumen,
puede emplearse la siguiente fórmula:
CV
Donde
CV = Contenido de cemento en volumen (vo-
lumen de cemento suelto en relación al
volumen de suelo-cemento compactado).
cp = Contenido de cemento en peso (peso de
cemento en relación al peso del suelo se-
co en estufa).
Dsc = Densidad aparente máxima del suelo-
cemento compactado, en kg/m3
DC = Densidad del cemento suelto. Se puede
suponer igual a 1 430 kg/m3.
.TABLA 3
CONTENIDO DE CEMENTO PROBABLE PARA SUELOS LIMOSOS Y ARCILLOSOS.
(A-2-6. I-2-7. A-4. A-5, .A-6. A-7-5. A-7-6)
Densidad aparente máxima (kgm3)
f
I 5 0 0
1600
u -
5 -
z
2 _
1
c --1800
z _
s _
% -
2 -
G - 1900
2 :
-2 0 0 0
- 2 1 0 0
-2 2 0 0
0
a
=
-
ii =
c” - 6 -
5 -
0 -
- 5
- 4
- 3
16
0”
1
0
z
c”
B 7
b 6
15
FIGURA 1
NOMOGRAMA PARA TRANSFORMAR CONTENIDO DE CEMENTO EN PESO A CONTENIDO DE
CEMENTO EN VOLUMEN.
TABLA 4 Granulometría
PERDIDAS ADMISIBLES EN, EL ENSAYO DE
~DURABILIDAD POR MOJADO Y SECADO.
cascajo grueso: 10 o/o
cascajo fino: 5 O/o
arena gruesa: 23 O/o
arena fina: 33 O/o
limo: 6 Olo
arcilla: 23 O/o
O/o que pasa el tamiz de 0,074 mm: 32 O/o
I
 Tipo de Suelo Pérdida Máxima
(Clasificación AASHTO)
1 4
I
?- Z--6. A-2-7, A--4 y A- 5 1 0
7
1
I A~6yA 7
Para resolver esta fórmula puede usarse el nomogramá que
aparece en la figura 1.
2.4 Explicación detallada de la norma general de dosifi-
cación por medio de un ejemplo.
2.4.1 Preparación del suelo para los ensayos. Ensayos de
clasificación.
Para efectuar la totalidad de los ensayos de clasificación del
suelo y de dosificación de la mezcla por la norma general se
requiere una muestra de 30 a 40 kg de suelo. El primer pa-
so, cuando la muestra llega al laboratorio, es secarla al aire
hasta que sea fácilmente desmenuzable con una herramienta
manual (llana o rodillo); a continuación se pasa el material
por’ un cuarteador hasta obtener una muestra representati-
va de alrededor de 5 000 g,l la cual se pesa con aproxima-
ción de 1 g y se tamiza por la malla No. 10 (2 mm). Con el
retenido se ejecutan los ensayos de granulometrla de la frac-
ción gruesa y absorción, y con el material que pasa se ade-
lantan los ensayos de granulometria de la fracción fina (hi-
drómetro y tamizado), humedad higroscópica, gravedad es-
pecífica y límites de Atterberg. En el Diagrama No. 1 del
Anexo 2 del presente capítulo aparece esquemáticamente
el proceso a seguir, que obedece básicamente a la Especifi-
cación AASHTO T 87-70.
El resto del material se utiliza para los ensayos de suelo-ce-
mento.
2.4.2 Dosificación de la mezcla de suelo-cemento para
suelos con material retenido en el tamiz No. 4 (4, 8 mm)
(Método B de las Especificaciones AASHTO T 134-70 y
T 135-70).
Para facilitar la comprensión del método, se desarrollará
un ejemplo con un suelo de las siguientes características:
límite líquido: 25
límite plástico: 1 9
Indice plástico: 5
Caracterlsticas del cascajo grueso:
gravedad específica aparente: 2 630 kg/m3
absorción: 1,2 010
clasificación AASHTO del suelo: A 2 - 4 (0)
a. Selección del contenido de cemento para el ensayo de
compactación.
Aunque los ensayos de durabilidad se hacen para tres conte-
nidos diferentes de cemento, el ensayo de compactación se
hace para uno solo, ya que se ha demostrado experimental-
mente que cuando el cambio en el contenido de cemento
no es muy grande, la variación de los resultados obtenidos
en los ensayos de compactación es escasa.
La mejor manera de determinar los contenidos de cemento
para los ensayos es la comparación con otros suelos ya ensa-
yados, con los cuales se tenga cierta práctica. Cuando esto
no es posible, la tabla 1 da un buen dato, basado únicamen-
te en la clasificación AASHTO del suelo.
Para el caso en estudio (un suelo A 2-4) de la Tabla 1 se ob-
tiene un contenido de cemento de 7 O/o en peso.
b. Ensayo de compactación.
Este se realiza aplicando la compactación correspondiente
al Proctor Normal, teniendo en cuenta que la fracción de
suelo entre 4,8 y 76 mm debe reemplazarse por un porcen-
taje igual de materia entre 4,8 y 19 mm; veamos numérica-
mente la forma de hacerlo:
Datos para el ensayo:
ofo cascajo grueso:
absorción del cascajo grueso:
humedad higroscópica:
contenido de cemento en peso:
Datos de los aparatos.
10 o/o
1.2 o/o
3,0 o/o
7 010
martillo No. 3
cm3
peso del cilindro: 2 1509
Composición de la mezcla
peso total del suelo:
cascajo grueso:
5 000 g (seco)
peso seco: 10 x 5000/100 = 5ooLl
Peso htimedo: 500 x (1 + 0,012) = 506g
fracción menor que el tamiz No. 4:
peso seco:
peso húmedo:
peso de cemento:
5 000 - 500 = 4 5oog
4500x(1+ 0,031 = 4 6 3 5 g
5 000 x 7/100 = 35og
B 0 sea que con 506 g de cascajo grueso, saturado y superfi-
cialmente seco, 4 635 g de suelo menor que el tamiz No. 4,
con su humedad higroscópica, y 350 g de cemento, se obtie-
ne una mezcla para el ensayo de compactación, en la cual
esta garantizado el porcentaje de suelo grueso y el conteni-
do de cemento deseado.
Para el primer ensayo de compactación debe agregarse a la
mezcla agua suficiente para hacerla ligeramente plástica (4
a 6 puntos por debajo de la humedad óptima). Se debe in-
crementar la humedad en 2 O/o aproximadamente para los
ensayos sucesivos, repitiéndolos hasta que el peso total del
cilindro empiece a decrecer o la muestra se vuelva esponjo-
sa. Normalmente son necesarios 5 ó 6 ensayos. Veamos los
cálculos correspondientes a un punto:
Punto No. 1
L
Peso de la probeta húmeda + cilindro: = 398Og
Peso de la probeta húmeda: 3 980 - 2 150 = 1 830 g
Humedad: 9 ‘10 (muestra seca en estufa)
Peso de la probeta seca: 1830/( ,l + 0,091 = 168Og
Densidad aparente: 1 680/0,985 = 1 705 kg/m3
Una vez efectuados los 5 ó 6 ensayos necesarios se colocan
los resultados en un gráfico, se traza la curva de compacta-
ción y en ella se determina la humedad óptima y la densi-
dad máxima aparente. Supongamos que para este caso se
obtuvo:
Densidad aparente máxima 1 880 kg/m3
Humedad óptima 13.2 O/o
c. Selección de los contenidos de cemento para los ensayos
de durabilidad.
Como ya se indicó, los ensayos de durabilidad se efectúan
con tres contenidos de cemento determinados con base en
i experiencia previa, cuando existe; en caso contrario, se de-
termina por medio de las Tablas 2 y 3 el contenido más pr
bable, y se moldea un cilindro con ese contenido, otro CC
2 O/o más y otro con 2 O/O menos. Se advierte que los datt
de las Tablas 2 y 3 no se aplican a suelos superficiales q
pueden contener materia orgánica en cantidades perjudici
les; en tales casos el contenido más probable es de 2 a
puntos mayor que el indicado por dichas Tablas.
Veamos cómo se usan para el sutilo que estamos analizando
Como se trata de un suelo arenoso, en la Tabla 2 con 10 O/
de cascajo grueso, 29 O/o de limo más arcilla y 1 88
kg/m3 de densidad aparente máxima, se obtiene un contc
nido del 7 O/O. Los ensayos de durabilidad se realiza
entonces con 5,7 y 9 O/O de cemento en peso.
d. Confección de las probetas para los ensayos de durabil
dad.
Las probetas para el ensayo de durabilidad se hacen en 1,
misma forma indicada para el ensayo de compactación, COI
la humedad óptima obtenida en dicho ensayo.
Sigamos con el ejemplo:
Datos del ensayo:
Densidad máxima: 1 880 kg/m3
Humedad óptima: 13.2 oIo
% de suelo grueso: 10 Ofo
absorción del suelo grueso: 1,2 oto
Humedad higroscópica del suelo: 3.0 o/o
Datos de los aparatos:
Martillo No. 3
Cilindro No, 2
Volumen del cilindro:
Peso del cilindro:
985 cm3
2 15og
Composición de la mezcla:
Peso total del suelo: 25oog
Cascajo grueso:
Peso seco:
Peso húmedo
2 500 x lO/lOO = 2509
250 x (1+0,012) = 2539
Suelo menor que el tamiz No. 4
Peso seco: 2500-250 = 2250s
Peso húmedo: 2 250 x (1+0,03) = 2 317 g
Contenido de cemento:
Peso de cemento: 2500x7/100 = 1759
Peso total de la mezcla
seca : 2500+175 = 2675g
Cantidad de agua:
Necesaria: 2 675 x 13,2/100 = 3539
Llevada por el cascajo
grueso: 253 - 250 = 39
9
l
cilindro No. 2
volumen del cilindro: 985
Llevada por el resto del
suelo: 2 317 - 2 250 = 679
Teórica por agregar: 353-(3+67) = 2839
Pérdida por evaporación: (0,5o/o):
2 675 x 0,5/iOO = 139
Total por agregar: 283+ 13 = 2969

0 sea que con 253 g de cascajo grueso saturado y superfi-
cialmente seco, 2 317 g de suelo menor que el tamiz No. 4
con su humedad higroscópica, 175 g de cemento y 296 g
de agua se obtendrá la mezcla para moldear un cuerpo de
prueba con el 7 % de cemento. Durante el ensayo se pesa
el cuerpo de prueba húmedo junto con el cilindro y se retira
una muestra para determinar humedad. Con estos datos se
comprueban las Condiciones de moldeo, como sigue:
Cuerpo de prueba No. 4
Contenido de cemento en peso: 7 O/o
Peso de la probeta húmeda+cilindro: 4 230 g
Peso de la probeta húmeda: 4 230 - 2 150 = 2 080 g
Humedad: 12, 8 O/o (muestra seca en estufa) (verificación).
Pesodelaprobetaseca:2080/(1+0,1281=1840g
Densidad aparente: 1 640/0,985 = 1 868 kg/m3 (verifica-
ción).
El ensayo se acepta siempre que la diferencia entre la densi-
dad obtenida y la aparente máxima sea inferior a 30 kg/m3
y la diferencia entre la humedad obtenida y la óptima sea
inferior al 1 O/o. El cuerpo de prueba obtenido se conserva
siete días en cámara húmeda, hasta la fecha del ensayo de
durabilidad.
e. Ensayo de durabilidad por mojado y secado.
Después de siete días de curado en cámara húmeda, los
cuerpos de prueba se sumergen en agua cinco horas y luego
se colocan durante cuarenta y dos horas en estufa a 71°C.
Durante la hora siguiente al tiempo de permanencia en estu-
fa, los cuerpos de prueba deben cepillarse en la forma nor-
malizada prescrita por las especificaciones; se vuelven en-
tonces a sumergir en agua, repitiendo doce veces el ciclo
inmersión-secado-cepillado. Al fin del último cepillado se
llevan los cuerpos de prueba a la estufa a 105-l lOoC hasta
peso constante, y se determina su peso seco.
La tabla 5 permite determinar el o/ode agua que reacciona
con el cemento y que permanece, por tanto, en la muestra,
ya que el resto del agua se evapora durante el secado en es-
tufa a 105-l lOoC. De este modo puede calcularse el peso
del cuerpo de prueba seco tal como se indica en los cálculos
siguientes.
Con los datos obtenidos puede calcularse la perdida de peso
como se indica:.
Datos de los cuerpos de prueba:
Cuerpo de prueba No. 4
Clasificación del suelo: AZ-4
Contenido de cemento en peso: 7 O/O
0
Humedad de moldeado: 12,8O/o
Peso seco inicial calculado: 18409
Fecha de moldeado: 1lllVl73
Cálculos:
Cuerpo de prueba No. 4
Peso seco final: 1 605 g (pesado)
O/O de agua retenido en la probeta: 2.5 (de la tabla 5)
Peso seco corregido: 1605( 1+0,025) = 15659
Pérdida de peso: (1 840-l 565V1840 = 15 o/o
TABLA 5
HUMEDAD RETENIDA EN EL CUERPO DE
PRUEBA (O/o).
Clasificación AASHTO Humedad retenida
del Suelo (o/o)
Al, A3 1s
A2 2s
A4, AS 390
A6, A7 3s
f. Selección final del contenido de cemento.
El contenido de cemento se determina comparando la per-
dida de peso obtenida en el ensayo de durabilidad para los
tres cuerpos de prueba con los máximos admisibles que se
indican en la Tabla 4, así:
Pérdida de peso por mojado-secado, obtenida en los ensayos
(valores supuestos):
Con 5 Ofo de cemento:
Con 7 O/o de cemento:
Con 9 Olo de cemento:
25 Ofo
15010
l l ofo
Como el suelo en estudio es A 2-4, la perdida admisible to-
mada de la Tabla 4 es 14 O/o. Interpolando gráficamente se
obtiene que con el 8 O/o de cemento se satisface este requi-
sito, y por tanto este es el contenido en peso recomendado;
si se quiere dar en volumen puede usarse el ábaco o la fór-
mula ya indicados en el numeral 2.3.
2.4.3. Dosificación de la mezcla de suelo-cemento para
suelos sin retenido en el tamiz No. 4 (4, 8 mm) (Método A
de las especificaciones AASHTO T 134-70 y T 135-70).

El procedi&ento seguido para los ensayos es básicamente el
mismo que para los suelos que contienen cascajo grueso, va
suficientemente explicado. La única diferencia (que, por
otra parte, facilita el ensayo), consiste en que no se hace co-
rrección por absorción ni se calculan separadamente las can-
tidades de suelo para la mezcla, pues solo existe material
menor que el tamiz No. 4. La interpretación de los resulta-
dos se hace en la misma forma descrita en el numeral 2.4.2.
3. NORMA SIMPLIFICADA PARA DOSIFICACION
3.1 Introducción.
Siguiendo el procedimiento general de dosificación anterior-
mente descrito, se requieren alrededor de 45 días para en-
centrar las proporciones buscadas. En vista de lo poco prác-
tico que muchas veces resulta un proceso de tantos dias, la
Portland Cement Associatjon de los.Estados Unidos (PCA)
desarrolló un sistema de diseño para suelos arenosos que
requiere en total 10 ó 12 dlas para obtener la dosificación
adecuada.
Para establecer este método simplificado, en 1952 la PCA
estudió 2 438 suelos arenosos y estableció una correlación
entre la durabilidad y la resistencia a la compresión. Para
determinar entonces el contenido de cemento basta mol-
dear cuerpos de prueba, someterlos a ensayos de compre-
sión después de 7 días de curado y comparar las resistencias
obtenidas con los mínimos recomendados por la PCA.
3.2 Aplicabilidad del Método Simplificado
El método es aplicable únicamente para suelos con granulo-
metría tal que:
a) El contenido de limo más arcilla sea inferior al 50 Oio.
b) El contenido de arcilla sea inferior al 20 o/o.
c) El retenido en el tamiz No. 4 sea menor del 45°/o.
No siempre se obtiene por este método el contenido de ce-
mento mínimo que puede usarse con un tipo dado de suelo
arerioso. Sin embargo, casi siempre se obtiene un conteni-
do seguro, generalmente muy próximo al obtenido por la
norma general con ensayos de durabilidad.
Debido al posible contenido de materia orgánica, el método
simplificado no es aplicable a suelos superficiales.
3.3 Descripción del Método
En resumen, el método simplificado consta de:
a) Ensayos preliminares del suelo: granulometria y peso es-
pecífico.
b) Ensayo de compactación de suelo-cemento, siguiendc
mismo procedimiento utilizado para el método genc
ya descrito (Especificación AASHTO T134-70). El CI
tenido de cemento para este ensayo se determina 1
medio de ábacos especiales.
c) Con los resultados del ensayo anterior, y mediante
empleo de ábacos: selección del contenido de cerne1
para elaborar las probetas para ensayos de compresi
d) Verificación del contenido apropiado de cemento, 1
medio de ensayos de compresión.
El método está subdividido en dos, que llamaremos m6toc
A y método 8, aplicable el primero a suelos que carecen
retenido en el tamiz de 4,8 mm y el segundo a suelos que
tienen una kacción retenida en dicho tamiz.
3.4 Descripción del ensayo cuando la totalidad del $1
lo pasa el tamiz de 4,8 mm. Método A.
3.4.1 Descripción del Método.
al
bl
cl
d)
el
Se determina la densidad aparente máxima y la humed;
óptima del suelo-cemento por medio del ensayo Proct’
Normal (AASHTO T 134-70). El contenido de cemen
para este ensayo se calcula así:
- De la figura 2, en función de los porcentajes de lin
+ arcilla y de cascajo fino + arenagruesa, se es
ma la densidad aparente máxima de la mezcla.
- De la figura 3, en función de la densidad aparen
máxima obtenida en el paso anterior y el porcenta
de Iímo+arcilla se determina el contenido de cerne1
to para el ensayo de compactación.
Con la densidad aparente máxima obtenida del ensay
de compactación y el porcentaje de limo + arcilla se dc
términa en la figura 3 el contenido de cemento para I
ensayo de compresión.
Con el contenido de cemento obtenido en el paso (b
se moldean tres probetas con la compactaci6n del Pro<
tor Normal. La humedad para este ensayo debe ser I
óptima determinada en el ensayo de compactació
(paso al.
Se determina la resistencia a compresión de los cuerpo
de prueba después de siete días de curado en cámara hú
meda, previa inmersión de 4 horas.
Se verifica en la figura 4, en funci6n del porcentaje dc
limo + arcilla del suelo, la resistencia mínima a compre
DOS!FICAClON DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO. NORMA SIMPLíFICADA. METODO A.
SUELO SIN MATERIAL RETENIDO EN EL TAMIZ DE 4,8mm.
2 080 r
I 1 1 1
.--
0 20 40 80 8 0 100
CASCAJO FINO MAS ARENA GRUESA(%)
DENSIDAD APARENTE MAXIMA (kg/ms) RESISTENCIA MHIMA
A 7 DIAS (kghm2)
e òi ó 0 n
sión que se debe obtener de la mezcla. Si el promedio
obtenido del ensayo de compresión es mayor que este
mínimo, se adoptará el contenido usado en el ensayo
(aunque la resistencia obtenida sea apreciablemente
mayor que el mlnimo indicado por el gráfico, no debe
disminuírse el contenido de cemento ya que se corre el
riesgo de no obtener una durabilidad adecuada). Si la re-
sistencia obtenida es menor que la indicada por la figura,
es probable que el contenido de cemento sea muy bajo;
en este caso se deben moldear dos cuerpos de prueba,
uno con el contenido de cemento usado en el ensayo de
compresión y otro con un 2 O/o más, los cuales se some-
terin al ensayo de durabilidad y se evaluarán de acuerdo
con lo indicado en la norma general de dosificación.
3.4.2 Ejemplo de la norma simplificada A.
-
Granulometrla del suelo:
Olo
Arena gruesa 12010
Arena fina 60 O/o
Limo 7 010
Arcilla 18 O/o
Como tiene menos de 20 O/O de arcilla y menos de 50 ‘/o
de limo más arcilla puede ensayarse por la norma simplifi-
cada. Además como la totalidad pasa el tamiz de 4.8 mm
se usa el método A.
a) De la figura 2, con 25O/o de limo + arcilla y 15O/o de
cascajo fin@ + arena gruesa, se estima una densidad máxi-
ma aparente de 1 870 kg/m3
En la figura 3, para una densidad de 1 870 kg/m3 y
25O/o de limo + arcilla, se obtiene un contenido de ce-
mento del 7 ‘10 en peso, con el cual se realiza el ensa-
yo de compactación. Supongatios que se obtiene una
densidad aparente máxima de 1 930 kg/m3 y una hu-
medad óptima de ll ,2 O/o.
b) En la figura 3, para una densidad máxima aparente de
1 930 kg/m3 se obtiene un contenido de cemento de
6 Olo.
c) Se moldean tres probetas con el 6 O/o de cemento en pe-
so y una humedad de compactación de ll ,2 Olo.
d) Se determina la resistencia a compresión de los tres cuer-
pos de prueba a los siete dlas de curado. Suponemos que
se obtiene un promddio de 24 kg/cmz.
Cascajo grueso
Cascajo fino
Arena gruesa
Arena fina
Limo
Arcilla
2oo/o
3oto
19010
31010
12010
15o/o
e) En la figura 4, con 25 O/o de limo + arcilla, se encuentra Cómo el suelo tiene menos del 20010 de ircilla y menos del
que la resistencia debe ser superior a 21.3 kg/cm2. Por 45 O/o de cascajo grueso (material retenido en el tamiz No.
tanto, el contenido de cerento de 6 Olo en peso es ade
cuado.
3.5 Descripción del ensayo cuando el suelo tiene reten¡
do en el tamiz de 4.8 mm. Método B.
3.5.1 Descripción del método.
a) Se determina la densidad aparente máxima y la humedac
óptima del suelo-cemento por medio del ensayo Procto
Normal (AASHTO T 134-70). El contenido de cemente
para este ensayo se calcula asl:
-- De la figura 5, en función de los porcentajes de limo +
arcilla y de cascajo fino y grueso, se estima la densidad
aparente máxima de la mezcla.
- De la figura 6, en función de los porcentajes de cascajc
grueso y de limo + arcilla y de la densidad máxima apa
rente obtenida en el paso anterior, se determina el con.
tenido de cemento para el ensayo de compactación.
b) Con la densidad máxima aparente obtenida del ensaya
de compactación y los porcentajes de cascajo grueso y
de limo + arcilla, se determina en la figura 6 el conteni-
do de cemento para el ensayo de compresión.
c) Con el contenido de cemento indicado en el paso b st
moldean tres cuerpos de prueba con la compactación de
Proctor Normal. La humedad para este ensayo debe sel
la óptima determinada en el ensayo de compactaciór
(paso aI.
d) Se determina la resistencia a compresión de los cuerpo!
de prueba después de siete dlas de curado en cámara hú,
meda, previa inmersión de 4 horas.
e) Se verifica en la figura 7, en función de los porcentajes
de cascajo grueso y de limo + arcilla, la resistencia mlni-
ma a compresión que se debe obtener de la mezcla. La
evaluación de los resultados es igual que en el caso de
suelos sin retenido en el tamiz de 4,8 mm indicado en
el literal el del método A.
3.5.2 Ejemplo de la norma simplificada B.
Granulometrla del suelo:
b
Cascajo grueso
Cascajo fino 3
m
DOSIFICACION DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO. NORMA SIMPLIFICADA. METODO B: SUELO
CON MATERIAL RETENIDO EN EL TAMIZ DE 4,8mm.
I T 1
10 20 3 0 4 0 50
L I M O M A S A R C I L L A (v,,
FIGURA 5
CASCAJO GRUESO (%,
LIMO MAS ARCILLA Co/o,
CASCAJO GRUESO (%,
FIGURA 6
trr
0 ö 8 8 8 u
C A S C A J O G R U E S O Cyo)
FIGURA 7
4), se puede utilizar la norma simplificada; además, como
tiene fracción mayor que el tamiz No. 4, se emplea el méto-
do 8.
a) En la figura 5, con 27 O/o de limo + arcilla y 23 “0 de
cascajo fino y grueso, la densidad máxima aparente se es-
tima en 1 975 kg/m3.
En la figura 6, con 27°/odelimo+ arcilla y 2Oo/o de cas-
cajo grueso, y con una densidad de 1 975 kg/m3, se ob-
tiene un contenido de cemento del 5 ‘10 para el ensayo
de compactación. Una vez realizado éste, suponemos que
se obtiene una densidad máxima aparente de 2 000
kg/m3 y una humedad óptima de 8,7 ‘fo.
b) En la figura 6, con una densidad de 2 000 kg/m3 se ob-
tiene un contenido de cemento de 5 O/o.
c) Se moldean tres cuerpos de prueba con 5 Olo de cemen-
to en peso.
d) Se determina la resistencia a compresión de los cuerpos
de prueba a los siete días. Suponemos que se obtiene un
promedio de 19 kg/cm’.
e) En la figura 7, con 27 O/o de limo + arcilla y 20 ‘jo de
cascajo grueso, se verifica que la resistencia debe ser SU-
perior a 20,2 kglcrn’, y por tanto se deben hacer ensa-
yos adicionales.
Se iñoldean entonces dos cuerpos de prueba, uno con 5
y otro con 7 O/o de contenido de cemento en peso, los
cuales se someten al ensayo de durabilidad por mojado-
secado. Para continuar el ejemplo, supongamos que en
dicho ensayo se obtiene una pérdida de peso de ll y
7 O/o respectivamente. Como se trata de un suelo A
2-4, de acuerdo con el criterio expuesto en la norma ge-
neral de diseiio un contenido de 5 ‘Jo de cemento en
peso es aceptable, aunque con dicho contenido no se ha-
ya obtenido una resistencia a compresión superior a lo
indicado por el metodo simplificado.
A N E X O 1
METODO NORMAL DE ENSAYO PARA RELACIONES
HUMEDAD-DENSIDAD DE MEZCLAS DE SUELO-CE-
MENTO AASHTO T 134-70
1. Objeto
1.1 Estos métodos comprenden los procedimientos pa-
ra determinar la relación entre el contenido de agua
- ICP
densidad de mezclas de suelo-cemento cuando
compactan antes de la hidratación del cemento.
1.2 Se emplean un molde de 943,9 cm3 y un martil
de 2 497 g, con una altura de caída de 30.48 cm. Depe
dienoo de la gradación del suelo existen dos métodc
Método A, para material que pasa la malla No. 4 (4.75 mn
Este método se usará cuando el 100 ‘/o de la muestra r
suelo pasa la malla No. 4 (4.75 mm). Secciones 3 y 4.
Método 8, para material que pasa la malla de 19 mm. E
te método se usará cuando parte de la muestra de suelo 1
retenida en la malla No. 4 (4.75 mm). Secciones 5 y 1
2. Aparatos
2 . 1 Molde
Se emplea un molde cilíndrico de metal con una capacid:
de 943,9 2 8,5 cm3, diámetro interior de 10.16 + 0,05 CI
y una altura de ll,64 2 0,Ol cm dentro del cual se compa’
tan las muestras de mezclas de suelo-cemento. El mole
estará provisto de un collar removible de aproximadameni
6 cm de altura. El molde puede ser del tipo partido, form;
do por dos secciones semi-circulares o por un tramo de tt
bería cilíndrica, partido perpendicularmente a su circunft
rencia, de tal forma que puedan unirse para formar un sol
cilindro de las dimensiones descritas anteriormente. Tant’
el molde como el collar deberán construirse para que puc
dan fijarse sólidamente a una base removible.
2.2 Martillo
2.2.1 Operado manualmente: un martillo metálico con un,
cara plana y circular de 5.08 2 0.01 cm de diámetro y un
peso de 2 497 2 9 g. El martillo estará provisto de un tubo
guía adecuado que controle la caída desde una altura dc
30.48 2 0,15 cm por encima de la superficie del suelo-ce
mento. El tubo guía debe tener al menos cuatro abertura!
con diámetro no menor de 0.95 cm espaciadas aproxima
damente 900 y alejadas 1,90 cm de los extremos, tendrá li
suficiente holgura para permitir la caída libre del eje y ca
beza del martillo.
2.2.2 Operado mecánicamente: un martillo metálico e.
quípado con un aparato para controlar la caída libre desde
una altura de 30,48 + 0,15 cm por encima de la superficie
de suelo-cemento. El martillo tendrá una cara plana y cir-
cular de 5,08 f 0,Ol de diámetro y un peso de 2 49729 g.
Nota 1. El martillo mecanice debe calibrarse con varios ti-
pos de suelos, en mezclas de suelo-cemento, y el peso del
martillo debe ajustarse, si es necesario, para dar la misma
relación de densidad-humedad obtenida con el martillo de
operación manual.
y la
NOTAS
Puede ser poco práctico ajustar el aparato mecánico para
que la caída libre sea 30,48 cm cada vez que el martillo se
deje caer como se hace con el martillo operado manualmen-
te. Para hacer el ajuste de caída libre, la poriión de suelo-
cemento suelta que recibe el golpe inicial debe comprimir-
se ligeramente con el martillo, para establecer el punto des-
de el cual se miden los 30.48 cm de caída. Los golpes si-
guientes sobre la capa de suelo-cemento que se está compac-
tando pueden aplicarse todos soltando el martillo desde
una altura de 30,48 cm sobre la superficie inicial de suelo-
cemento; cuando el aparato mecánico posee un ajuste de
altura para cada golpe, todos los golpes siguientes deben
tener una altura de caída libre del martillo de 30,48 cm
medida desde la superficie de suelo-cemento compactada
en el golpe anterior.
2.2.3 Cara del martillo: En los martillos mecánicos puede
Jtilizarse también una cara plana formada por sectores cir-
:ulares, con la condición de que se indique en el informe.
La cara estará formada por tres sectores de un círculo de
diámetro de lo,16 + 0,05 cm y tendrá un área igual a la
jel martillo de cara circular.
2 . 3 Extractor de muestras. Un gato o cualquier otro dis-
>ositivo que sirva para extraer del molde las muestras com-
3actadas. No se necesita cuando se emplea molde del tipo
3artido.
2.4 Balanzas. Una balanza con una capacidad mínima
ie 11.35 kg y sensibilidad de 5 g y otra de capacidad míni-
na de 1000 g y sensibilidad de 0.1 g.
1.5 Horno. Un horno para secar muestras húmedas,
:ontrolado termostáticamente para que mantenga la tem-
leratura a 1 M t 5OC.
2.6 Enrasador. Un enrasador metalico y rígido de por
o menos 25,4 cm de longitud con un borde biselado, y al
nenós con una superficie longitudinal plana, con una tole-
,ancia de 0,025 cm por cada 25,4 cm de longitud dentro
je la porción usada para el desbastado final del suelo-ce-
nento.
Vota 2. El borde biselado puede utilizarse para el desbasta-
io final, si está verdadergmente dentro de la tolerancia de
1,025 cm por cada 25.4 cm de longitud. Sin embargo, con
?I uso continuo el borde cortante puede desgastarse excesi-
ramente y I!egar a ser inadecuado para desbastar el suelo a
Gel del molde. El enrasador no debe ser tan flexible que
!I terminado de la superficie del suelo con el borde cortan-
e produzca una superficie de suelo cóncava.
2.7 Mallas. Mallas de 76-19 y 4,75 mm seg0n las especi-
icaciones para mallas destinadas a ensayos (AASHTO
d-92).
!.8
.
SA
Herramientas para mezclado. Herramientas varias,
como cuchara, llana y espátula o un dispositivo mecánico
adecuado para mezclar cuidadosamente la muestra de suelo
con cemento y agua.
2.9 Recipiente. Un recipiente plano y circular de 30
cm de diámetro y 5 cm de altura para humedecer mezclas
de suelo-cemento.
2.10 Cápsulas. Cápsulas para muestras húmedas con ta-
pas ajustadas para prevenir pérdida de humedad antes o
durante el pesaje.
2.11 Cuchillo. Un cuchillo de aproximadamente 25 cm
de largo para desbastar el extremo superior de las muestras
compactadas.
METODO A. PARA MATERIAL QUE PASA LA MALLA
No. 4 (4,75 mm).
3 . Muestra
3 . 1 Prepare una muestra para el ensayo con material
que pase la malla No. 4 (4.75 mm) disgregando el material
de tal manera que se evite la reducción del tamaño natural
de las partículas. Cuando sea necesario, seque primero la
muestra hasta que sea desmenuzable con una espátula. El
secado puede hacerse al aire o con un secador, pero sin so-
meter la muestra a temperaturas mayores de 60°C.
3.2 Seleccione una muestra representativa del material
preparado según lo descrito en el numeral 3.1 que pese al
menos 3 kg.
4 . Procedimiento
4 . 1 Agregue al suelo la cantidad necesaria de cemento*
que debe satisfacer las especificaciones para cemento Port-
land (AASHTO M 85). Especificaciones para Cemento Port-
land con Aire Inclufdo (AASHTO M 134) o Especificacio-
nes para Cemento Portland de Escoria de .Altos Hornos
(AASHTO M 151). Mezcle el cemento y el suelo hasta lo-
grar un color uniforme. Cuando sea necesario, agregue la
cantidad necesaria de agua potable para humedecer la mues-
tra aproximadamente 4 ó 6 puntos por debajo de su conte-
nido óptimo estimado de humedad y mezcle cuidadosa-
mente. Con este contenido de humedad los suelos plásti-
cos, apretados con la mano, forman un cuerpo que puede
romperse entre los dedos aplicando una ligera presión. Los
sùelos no plásticos se desmoronan fácilmente. Cuando el
suelo es principalmente arcilloso, compacte la mezcla de
suelo-cemento y agua hasta un espesor de aproximadamente
5 cm empleando el martillo descrito en la sección 2.2.1 ó
un pisón de mano similar. Cubra y deje reposar la mezcla
por un tiempo no menor de 5 min ni mayor de 10 min,
para permitir la distribución de la humedad y una absor-
Nota del traductor: la cantidad de cemento Por agregar daba CaIcUlarSa corno Porcentaie del Pesa saco al horno de la muestra de ~1.10.
Por tanto, debe Conocarsa al contenido da humedad del walo en el momento da hacer la mezcla para calcular el peso corraapondlenm de
sualo seco al horno.
clon, desmenuce completamente la mezcla sin reducir el ta-
maño natural de las partlculas, pase la muestra por la malla
No. 4 y vuelva a mezclar.
4.2 Elabore una probeta compactando la mezcla de sue-
lo-cemento en el molde con el collar colocado, en 3 capas
iguales de tal forma que el espesor total compactado sea
aproximadamente de 12,5 cm. Compacte cada capa con 25
golpes de martillo con una altura de caída de 30,48 cm por
encima de la superficie del suelo-cemento cuando use un
martillo manual, o de aproximadamente 30.48 cm por en-
cima de la superficie final de cada capa por compactar,
cuando se use un martillo mecánico. Los golpes deben dis-
tribuírse uniformemente sobre la capa que se está compac-
tando. Durante la compactación el molde se debe apoyar
en una base uniforme y rígida (ver vota 3). Despues de com-
pactada la probeta, quite el collar, corte cuidadosamente
el material compactado que sobresalga del molde con un
cuchillo o un enrasador y pese el molde con aproximación
de 5 g.
Divida el peso de la muestra compactada y el molde menos
el peso del molde, entre 943,9 cm3 obteniendo asi el peso
por centímetro cúbico (W, ) de la mezcla de suelo-cemento
compactado.
Nota 3. Cualquiera de las siguientes bases se considera satis-
factoria para colocar el molde durante la compactación del
suelo: un bloque de concreto de peso no menor de 90 kg
soportado por una fundación relativamente estable; un piso
firme de concreto; y, en el campo, superficies como las que
se encuentran en puentes, pavimentos, etc.
‘?
4.3 Saque el material del molde y córtelo verticalmente
por elcentro.Tome de toda la altura una muestra representati-
va del material aue pese no menos de 100 g, pésela inmedia-
tamente y séquela en un horno a 110 k 5OC por lo me-
nos durante 12 horas o hasta peso constante. Calcule el
contenido de agua de la muestra como se explica en la sec-
ción 7. Anote el resultado como el contenido de agua, w,
9
de la mezcla de suelo-cemento compactado.
äl
4.4 Desmenuce completamente el resto del material de
la probeta hasta que pase por la malla No. 4 (4,75 mm) se-
, gún se juzgue a simple vista y agréguelo al material sobrante
de la muestra que se está ensayando. Añada la cantidad su-
ficiente de. agua para incrementar en uno a dos puntos la
humedad de la mezcla de suelo-cemento. Mezcle y repita el
procedimiento explicado en los párrafos 4.2 y 4.3 para ca-
da incremento de agua. Continúe esta serie de determinacio-
nes hasta que haya una disminución o se mantenga constan-
te el peso húmedo por centimetro cúbico, W,, de la mezcla
de suelo-cemento compactado.
Nota 4. Este procedimiento se sigue satifactoriamente en
la mayor ía de los casos. Sin embargo en ocasiones cuando el
suelo es frágil y la compactación repetida reduce significa
tivamente el tamaiio de las partículas, debe usarse una
muestra nueva de material para cada determinación del
contenido de agua y densidad.
METODO 8. PARA MATERIAL QUE PASA LA MALLA
DE 3/4 ” ( 19 mm)
5. Muestra
5.1 Prepare la muestra tamizándola sobre la malla No. 4
(4,75 mm); disgregue el retenido sin reducir el tamafio na-
tural de las partlculas y vuelva a tamìzar sobre la malla No.
4 (4.75 mm). Si es necesario puede secarse previamente la
muestra hasta que sea desmenuzable con una espátula. El
secado puede hacerse al aire o con un secador, pero sin so-
meter la muestra a temperaturas mayores de 60°C.
5.2 Tamice la totalidad del material retenido en la ma-
lla No. 4 (4.75 mm) sobre las mallas de 76 mm, 19 mm y
No. 4, descartando el agregado retenido en la malla de 76
mm. Determine el porcentaje, referido al peso seco al horno
sobre la muestra total*, del material retenido en las mallas
de 19 mm y No. 4 (4,75 mm).
Sature el material que pasa la malla de 19 mm y es retenido
en la No. 4 (4,75 mm), mediante inmersión en agua pota-
ble. Este agregado, en estado superficialmente seco, se re-
querirá en una etapa posterior de: ensayo.
Nota No. 5. La mayorfa de las especificaciones de construc-
ción de suelo-cemento referentes a la gradación del suelo,
limitan el tamaño máximo del material a 76 mm o menos.
5.3 Seleccione y mantenga separadas muestras represen-
tativas del suelo que pasa la malla No. 4 (4,75 mm) y del
agregado saturado y superficialmente seco** que pasa la
malla de 19 mm y es retenido en la No. 4 (4.75 mm) hasta
formar una muestra con peso total no inferior a 5 kg. El
porcentaje, referido a peso seco al horno, del material que
pasa la malla de 19 mm y se retiene en la No. 4 será igual
al que en la muestra total pasaba la malla de 76 mm y se re-
tenía en la No. 4.
6. Procedimiento
6.1 Agregue a la fracción que pasa la malla No. 4 la
cantidad de cemento necesaria*** para la muestra total des-
crita en la sección 5.3, el cual debe satisfacer las Especifi-
caciones para Cemento Portland (AASHTO M 85),.Especifi-
caciones para Cemento Portland con Aire Incluído (AASHTO
M 134) o Especificaciones para Cemento Portland de Esco-
ria de Altos Hornos (AASHTO M 151).
. Npta d e l tradu~tpr. Por”muestratotal” se entiende el material resultante despubs de eliminar el agregado mayor de 76 mm.
. . La humedad del agregado grueso en condicibn saturada y superfitialmenta seca se denomlna “absorci6n”.
..* Ver nota oel traoucror en Ia página 10
Mezcle el cemento y el suelo completamente hasta lograr un
color uniforme. Cuando sea necesario agregue agua a esta
mezcla de suelo-cemento y facilite la dispersión de la hume-
dad como se describió en el método A, Sección 4.1, Des-
pués da esta preparacíón, agregue a la mezcla de suelo ce-
mento que pasa la malla No. 4, el material saturado y super-
ficialmente seco y mezcle cuidadosamente
6.2 Elabore una probeta compactando la mezcla prepa-
rada de suelo-cemento en el molde (con el collar colocado),
enrase y pese la muestra compactada, como se deskribió en
el método A, Sección 4.2. Durante la operación de enrasa-
do elimine todas las partkulas que sobrepasen el extremo
superior del molde. Corrija todas las irregularidades de la su-
perficie rellenándolas a mano con material fino y enrasan-
do nuevamente la probeta con el enrasador. Reste al peso
de la muestra compactada y el molde, el peso del molde y
divida entre 943,8 cm3 anotando el resultado como el peso
húmedo por CmJ, W,, de la mezcla de suelo-cemento com-
pactado.
6.3 Saque el material del molde y tome una muestra pa-
ra determinar el contenido de agua según lo descrito en el
Método A, Sección 4.3, excepto que la muestra húmeda de-
berá pesar no menos de 500 g. Registre el resultado como el
contenido de agua, w, de la mezcla del suelo-cemento com-
pactado.
6.4 Desmenuce el resto del material, como anteriormen-
te se hizo, hasta que pase por la malla de 19 mm y al menos
el 90 O/o de las partícuk que pasan por la malla No. 4,
efectivamente pasen esta malla según se juzgue a simple
vista, y mézclela con el resto de la muestra. Añada la canti-
dad de agua suficiente para incrementar la humedad de la
mezcla de suelo-cemento en uno o dos puntos, mezcle y
repita el procedimiento descrito en los ptirrafos 6.2 y 6.3
para cada incremento de agua. Continúe esta serie de deter-
minaciones hasta que se observe una disminución o ningún
cambio de peso húmedo por centlmetro cúbico, W,, de la
mezcla de suelo-cemento compactado.
CALCULOS E INFORME
, 7. cálculos
I
, Calcule el contenido de humedad y el peso aparente seco
, por centimetro cúbico de la mezcla de suelo-cemento com-
, pactado para ceda determinacibn, en la siguiente forma:
I
I A - B
w = x 100
B - C
1
I W,
‘w = x 100
w +100
donde:
w= contenido de humedad de la muestra, en %.
A = peso del suelo-cemento húmedo más la cápsula (g)
B = peso del suelo-cemento seco más la cápsula (g)
C = peso de la cápsula (g)
W = peso seco al horno del suelo-cemento compactado
en g por centlmetro cúbico.
w, = peso húmedo de suelo-cemento compactado en g
por centímetro cúbico.
8. Relación humedaddensidad
8.1 Deben hacerse los cálculos indicados en la sección 7
para determinar el contenido de humedad y el correspondien-
te peso seco al horno por centfmetro cúbico (densidad) de
cada muestra de suelo-cemento compactado. Los pesos se
cos al horno por centímetro cúbico (densidades) de la mez-
cla de suelo-cemento se dibujarán como ordenadas y los
correspondientes contenidos de humedad como abscisas)
8.2 Contenido óptimo de humedad. Una vez que las
densidades y los correspondientes contenidos de agua de la
mezcla de suelo-cemento han sido determinados y dibuja-
dos como se indicó en el párrafo 8.1, ligando estos puntos
con una Ilnea suave se obtendra una curva. El contenido de
humedad correspondiente al punto más aI+ de la curva se
llama “contenido óptimo de humedad” de la mezcla de
suelo-cemento según el procedimiento de compactación
prescrito en esta especificación.
8.3 Densidad máxima. El peso al horno por centlmetro
cúbico de la mezcla de suelo-cemento correspondiente al
“contenido óptimo de humedad” se llamará “densidad
máxima” según el procedimiento de compactación prescrito
en esta especificación.
9. Informe
El informe deberá incluir lo siguiente:
9.1 El contenido óptimo de humedad y
9.2 La densidad máxima.
METODO NORMAL PARA ENSAYO DE HUMEDECI-
MIENTO Y SECADO DE MEZCLAS COMPACTADAS DE
SUELO-CEMENTO AASHTO T 136 - 70
1. Objeto
1.1. Estos métodos de ensayo comprenden los procedi-
mientos usados parã determinar las pérdidas, cambios de
humedad y cambios de volumen (expansión y contracción)
y secado repetidos en
muestras de suelo-cemento endurecido.
Las muestras son compactadas en un molde, antes de la hi-
dratación del cemento, con su contenido óptimo de hume-
dad y su densidad máxima según el procedimiento de com-
pactacìón descrito en la Especificación AASHTO T 134-70.
1.2 De acuerdo con la gradación del suelo, existen dos
métodos para la preparación de las muestras v la elabora-
ción de las probetas. Estos son:
Método A, para material que pasa la malla No. 4. Este mti-
todo se usa cuando el 1 OO O/o del material pasa la malla No.
4 (4,75 mm). Secciones 3 a 5.
Método 8, para material que pasa la, malla de 19 mm. Este
método se usa cuando una parte de la muestra de suelo se
retiene en la malla No. 4. Secciones 6 a 8.
2. Aparatos
2.1 Molde. Un molde cilIndrico de metal con una capa-
cidad de 943,9 2 8,5 cm3, diámetro interior de lo,16
2 0,05 cm y altura de ll ‘64 2 0,Ol cm, para compactar
probetas de mezclas de suelo-cemento de este tamaíio. El
molde estará provisto de un collar removible de aproxima-
damente 6 cm de altura. El molde puede ser del tipo par-
tido, formado por dos secciones semicirculares o por un
tramo de tubería cillndrica, partido perpendicularmente a
su circunferencia, de tal forma que puedan unirse para for-
mar un solo cilindro de las dimensiones descritas anterior-
mente. Tanto el molde como el collar deben construírse
para que puedan fijarse sólidamente a una base removible.
2.2 Martillo
2.2.1 Operado manualmente. Un martillo metálico con
una cara plana de 5,08 + 0.01 cm de diámetro y un peso de
2 497 2 9 g. El martillo estará equipado con un tubo gula
adecuado que controle la calda desde una altura de 30.48
+ 0,15 cm por encima de la superficie del suelo-cemento.
El tubo guía debe tener al menos cuatro aberturas con diá-
metro no menor de 0,95 cm espaciadas aproximadamente
900 y alejadas 1.90 cm de los extremos; tendrá la suficien-
te holgura para permitir la calda libre del eje y cabeza del
martillo.
2.2.2 Operado mecánicamente. Un martillo metálico equi-
pado con un aparato para controlar la caída libre desde una
altura de 30,48 f 0115 cm por encima de la superficie de
suelo-cemento. El martillo tendrá una cara plana circular
de 5,08 !I 0,Ol cm de diámetro y un peso de 2 497 _+ 9 g.
Nota 1: El martillo mecanice debe calibrarse con varios ti-
pos de suelo, en mezclas de suelo-cemento, y el peso debe
ajustarse, si es necesario, para dar la misma relacion de den-
sidad-humedad obtenida con el martillo de operacion ma-
nual.
Puede ser poco pr&tico ajustar el aparato mecánico para
que la calda libre sea 30,48 cm cada vez que el martillo se
deja caer, como se hace con el martillo operado manual-
mente. Para hacer el ajuste de caída libre, la porción de sue-
lo-cemento que recibe el golpe inicial debe comprimirse li-
geramente con el martillo, para establecer el punto desde
el cual se miden los 30.48 cm de caIda. Los golpes siguien-
tes sobre la capa de suelo-cemento que se está compactando
pueden aplicarse todos soltando el martillo desde una altura
de 30.48 cm sobre la superficie inicial de suelo-cemento;
cuando el aparato mecánico posea un ajuste de altura para
cada golpe, todos los golpes siguientes deben tener una al-
tura de caída libre del martillo de 30,48 cm, medida desde
la superficie de suelo-cemento compactada en el golpe an-
terior.
2.2.3 Cara del martillo. En los martillos mecánicos puede
utilizarse también una cara plana formada por sectores cir-
culares, con la condición de que se indique en el informe.
La cara estará formada por tres sectores de un círculo de
lo,16 i 0,05 cm de diámetro y tendrá un área igual a la del
martillo de cara circular.
2.3 Extractor de muestras. Un gato o cualquier otro
dispositivo que sirva para extraer del molde las muestras
compactadas. No se necesita cuando se emplea molde del
tipo partido.
2.4 Balanzas. Una balanza con una capacidad mlnima de
ll ,35 kg y sensibilidad de 5 g y otra de capacidad mínima
de 1 000 g y sensibilidad de 0,l g.
2.5 Hornos. Un horno para el-secado de muestras húme
das controlado termostáticamente para que mantenga la
temperatura a 110 i 5OC y otro para el secado de probetas
de suelo-cemento compactado que mantenga la temperatu-
ra a 71 + 3OC.
2.6 Cámara húmeda. Una cámara húmeda o depósito
capaz de mantener una temperatura de 21 i 1,7“C y una
humedad relativa del 100 Olo, para almacenar durante 7
días las muestras compactadas.
2.7 Tanque de agua. Un tanque adecuado para sumergir
en agua a temperatura ambiente probetas compactadas.
2.8 Cepillo de alambre. Un cepillo hecho de alambre li-
so No. 26 de 50,8 mm por 1,58 mm formado por 50 gru-
pos de alambres cada uno, distribu(dos en 5 filas longitu-
dinales y 10 filas transversales y montados en un trozo de
madera de 6,5 cm x 19 cm.
f
producidos por humedecimiento
2.9 Enrasador. Un enrasador metálico y rigido de por lo
menos 25,4 cm de longitud con un borde biselado, y al me-
nos con una superficie longitudinal plana con una toleran-
cia de 0,025 cm por cada 25,4 cm de longitud dentro de la
porción usada para el desbastado final del suelocemento
(Nota 2).
Nota 2. El borde biselado puede utilizarse para el desbasta-
do final si est8 verdaderamente dentro de la tolerancia de
0,025 cm por cada 25,4 cm de longitud. Sin embargo, con
el uso continuo el borde cortante puede desgastarse excesi-
vqmente y llegar a ser inadecuado para desbastar el suelo a
nivel del molde. El enrasador no debe ser tan flexible que
el terminado de la superficie del suelo con el borde cortante
produzca una superficie cóncava de suelo-cemento.
i.10 Mallas. Mallas de 76 mm W’), 19 mm (3/4”) y 4,75
mm (No. 4) según las Especificaciones para Mallas destina-
das a Ensayos seguidos (AASHTO M 92).
2.11 Herramientas para mezclado. Herramientas varias
como cucharas, llana y espátula o un dispositivo mecánico
adecuado para mezclar cuidadosamente el suelo, el cemento
y el agua.
2.12 Cuchillo. Un cuchillo de aproximadamente 25 cm
de largo para desbastar el extremo superior de las muestras
compactadas.
2.13 Escarificador. Un escarificador de 6 puntas (como
un picahielo) o algún otro dispositivo similar para raspar la
superficie lisa que queda al compactar la primera y segunda
capas de la probeta.
2.14 Recipiente. Un recipiente plano y circular de 30 cm
de diámetro y 5 cm de altura para humedecer mezclas de
suelo-cemento.
2.15 Medidor. Un instrumento de medición adecuado pa-
ra determinar, con una aproximación de 0,025 cm, las altu-
ras y diámetros de las muestras.
2.16 Bandejas adecuadas para preparar el materialk para
manejar las probetas.
2.17 Cilindro graduado. Un cilindro graduado de vidrio,
de 250 cm3 de capacidad, para medir agua.
2.18 Cápsulas. Cápsulas adecuadas para muestras húme-
das, con tapas ajustadas para prevenir pérdida de humedad
antes o durante el pesaje.
METODO A. MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 4
(4,75 mm)
3. Preparación del material
3.1 Prepare la muestra de suelo de acuerdo con el proce-
dimiento descrito en el Método A (Sección 3) de los Méto-
dos de Ensayo para Relaciones Humedad-Densidad de Mez-
clas de Suelo-Cemento (AASHTO T 134).
3.2 Tome la cantidad suficiente del suelo, preparado se-
gún lo descrito en el párrafo 3.1, para compactar dos probe-
tas (Nota 3) y obtener las muestras necesarias para determi-
nar la humedad.
Nota 3 (Opcional). Generalmente se requiere una sola pro-
beta (identificada como No. 2) para la prueba de rutina. La
otra (identificada como No. 1) se usa en trabajos de investi-
gación y para ensayar suelos poco comunes.
3.3 Agregue al suelo la cantidad necesaria* de cemento
que debe satisfacer las Especificaciones para Cemento Port-
land (AASHTQ M 85), Especificaciones para Cemento Port-
land con Aire incluido (AASHTO M 134) o Especificacio-
nes para Cemento Portland de Escoria de Altos Hornos
(AASHTO M 151). Mezcle el cemento y el suelo hasta obte-
ner un color uniforme.
3.4 Agregue la suficiente cantidad de-agua potable para
incrementar el contenido de humedad hasta el óptimo’*
y mézclela. Cuando el suelo sea altamente arcilloso,
compacte la mezcla de suelo, cemento y agua en un reci-
piente hasta un espesor de 5 cm empleando el martillo des-
crito en la sección 2.2.1 o un pisón de mano similar, cubra
y deje reposar la muestra no merlos de 5 min ni más de 10
min para permitir la dispersión de la humedad y una absor-
ción más completa del suelocemento. Después del período
de absorción desmorone completamente la muestra, sin re-
ducir el tamaiio natural de las partículas, hasta que pase la
malla No. 4 (4,75 mm) según se juzgue a simple vista, y
vuelva a mezclar.
4. Moldeo de probetas
4.1 Elabore una probeta compactando inmediatamente
la mezcla de suelo-cemento en el molde (con el collar colo-
cado) y después enrase de acuerdo con el Método A, Sec-
ción 4.2 de la Especificación AASHTO T 134. Adicional-
mente escarifique la superficie de la primera y segunda
capas para eliminar las caras lisas de compactación antes de
colocar y compactar las capas siguientes. Esta escarificación
se deberá hacer formando ranuras según ángulos rectos de
aproximadamente 3 mm de ancho y 3 mm de profundidad
y separadas aproximadamente 6 mm. Durante la compacta-
ción tome una muestra representativa de suelocemento que
pese no menos de 100 g, pésela inmediatamente y tiquela
en un horno a 1 lOf5OC por un tiempo no menor de 12 ho-
ras o hasta peso constante. Calcule el porcentaje de hume- con un golpe firme, correspondiente aproximadamente a
dad como se describió en la Sección 7 de la Especificación 1,40 kg de fuerza (Nota 5). Para cubrir dos veces los lados
AASHTO T 134 para verificar el contenido de humedad de la probeta se requieren. de 18 a 20 cepilladas verticales
de diseño. y 4 para cada extremo.
4.2 Pese la probeta y el molde, extraiga la muestra y cal-
cule el peso unitario seco al horno de cada probeta para
verificar la densidad de diseño.
4.3 Identifique la probeta con una etiqueta met&lica
(u otro dispositivo adecuado) como la No. 1 (Nota 3) jun-
to con las otras marcas de identificación necesarias y utilí-
cela para obtener cambios de humedad y volumen durante
la prueba.
4.4 Prepare una segunda probeta tan rápidamente como
sea posible y determine el porcentaje de humedad y el peso
seco al horno como se describió en los parrafos 4.1 y 4.2.
Identifique esta probeta como la No. 2, junto con las otras
marcas de identificación necesarias y utilícela para obtener
datos de la pérdida de suelo-cemento durante la prueba.
4.5 Determine el diámetro y altura promedios de la pro-
beta No. 1 y calcule su volumen.
4.6 Coloque las probetas en bandejas adecuadas en la cá-
mara húmeda, protegidas de agua libre, durante un perl’odo
de 7 días. Pese y mida la probeta No. 1 al final de los 7 días
del período de almacenamiento con el fin de ohtener los
datos necesarios para calcular su contenido de humedad y
su volumen.
Nota 4. Es importante que todas las medidas de altura y
i
diámetro tengan una aproximación de 0.25 mm y que sean
tomadas siempre en los mismos puntos de la probeta.
5 . Procedimiento
5.1 Al final del almacenamiento en la cámara húmeda,
sumerja las probetas en agua potable a la temperatura am-
tiente durante un periodo de 5 horas y luego retírela. Pese
y mida la probeta No. 1 (muestra para cambios de volumen
v densidad).
5 . 2 Coloque amba9 probetas en un horno a 71°C f 3OC
durante 42 horas. Pese y mida la probeta No. 1. Dé a
la probeta No. 2 (probeta para pérdidas de suelo-cemento)
2 golpes firmes en todas las caras con el cepillo de alambre.
El cepillo deberá mantenerse can su eje lingitudinal paralelo
al eje longitudinal de la probeta o paralelo a sus extremos
según sea necesario para cubrir toda el área de la probeta.
Aplique estos golpes a todo lo alto y ancho de la probeta
Nota 5. Esta presión se mide en la siguiente forma: Coloque
la probeta en posición vertical sobre la plataforma de una
balanza y ajusto la escala en cero. Aplique cepilladas vertlca-
les a la probeta y obsérvese la fuerza necesaria para regis-
trar aproximadamente 1,40 kg.
5.3 Los procedimientos descritos en los párrafos 5.1 y
5.2 constituyen un ciclo (48 h) de humedecimiento y seca-
do. Sumerja nuevamente las probetas en agua y continúe el
procedimiento durante 12 ciclos (Nota 6). La probeta No. 1
se puede descontinuar antes de los 12 ciclos si las medicio-
nes resultan inexactas debido a las pérdidas de suelocemen-
to (Nota 7).
Nota 6. Cuando se efectúen investigaciones o pruebas espe-
ciales, se hacen determinaciones del peso de la probeta No.
2 antes y después del cepillado y al final de cada ciclo.
Nota 7. Si no es posible llevar a cabo continuamente los ci-
clos debido a doniingos y días festivos o por cualquier otra
razón, las probetas deben mantenerse en el horno durante
estos per íodos.
5.4 Después de los 12 ciclos de prueba, seque las probe-
tas hasta peso constante a 11 OoC 2 5 y péselas para deter-
minar su peso seco al horno.
5.5 Los datos registrados permitirán calcular los cam-
bios de volumen y humedad de la probeta No. 1 y las pérdi-
das de suelo-cemento de la probeta No. 2 después de los 12
ciclos de prueba descritos.
METODO B . M A T E R I A L Q U E P A S A L A M A L L A D E
19 mm (3/4’)
6. Preparación del material
6 . 1 Prepare la muestra de suelo de acuerdo con el méto-
do B (sección 5) de los Métodos de Ensayo para Relaciones
Humedad-Densidad de Mezclas de Suelo-Cemento (AASHTO
T 134).
6.2 Seleccione y mantenga separadas muestras represen-
tativas del suelo que pasa la malla No. 4 (4,75 mm) y del
material saturado y superficialmente seco que pasa la malla
de 19 mm y es retenido en la malla No. 4, de tal forma que
el material total sea suficiente para elaborar (Nota 3) dos
probetas compactadas y para obtener las muestras necesa-
rias para los ensayos de humedad. El porcentaje, referido al
peso seco al horno, del agregado que pasa la malla de 19
mm y es retenido en la No. 4, deberá ser el mismo que pasa
la malla de 76 mm y es retenido en la No. 4 en la muestra
original.
9. Cálculos e informes
Calcule los cambios de volumen y humedad y las pérdidas
de suelocemento de las probetas como sigue:
6.3 Agregue a la muestra que pasa la malla No. 4 la can-
tidad de cemento necesaria* para la muestra total descrita
en la Sección 6.2, el cual debe satisfacer las Especificaciones
para Cemento Portland (AASHTO M 851, Especificaciones
para Cemento Portland con Aire Incluído (AASHTO M
134) o Especificaciones para Cemento Portland de Escoria
de Altos Hornos (AASHTO M 151). Mezcle el cemento y el
suelo hasta obtener un color uniforme.
9 . 1 Calcule la diferencia entre el volumen de la probe-
ta No. 1 cuando fue elaborada y los volúmenes posterio-
res, como un porcentaje del volumen original.
9.2 Calcule el contenido de humedad de la probeta No.
1 al momento del moldeo y los contenidos de agua poste-
riores como un porcentaje del peso original de suelo seco al
horno de la probeta.
6.4 Agregue a la muestra que pasa la malla No. 4 la can-
tidad de agua suficiente para aumentar el contenido de agua
al óptimo** de la mezcla total de suelo-cemento prescrita
en el párrafo 6.2. Facilite la dispersión de la humedad como
se describió para el Método A en la Sección 3.4.
9.3 Corrija el peso seco al horno de la probeta No. 2 ob-
tenida en la Sección 5.4, por el agua que ha reaccionado
con el cemento y suelo durante la prueba y es retenida en
la probeta a 1 lOoC en la siguiente forma:
6.5 Después de la preparación de la mezcla como se A
describió en los párrafos 6.1 a 6.4, añada el agregado satu- Peso seco al horno corregido = - x 100
rado y superficialmente seco a la mezcla y revuelva cuida- B
dosamente. donde :
7 . Preparación de las probetas.
7.1 Prepare inmediatamente una probeta compactando
en el molde (con el collar colocado) la mezcla de suelo-ce-
mento y despu& enrase de acuerdo con el Método B, Sec-
ción 6.2 de la Especificación AASHTO T 134; además con-
forme se va colocando en el molde la mezcla para cada ca-
pa, se distribuye en el interior del molde con un cuchillo
antes de la compactación para obtener una distribución
uniforme del material retenido en la malla No. 4 y escarifi-
que las superficies de la primera y segunda capas como se
describió para el método A, Sección 4.1 de esta Especifica-
ción. Durante la compactación tome una muestra represen-
tativa de la rn-ezcla de suelo-cemento que pese no menos de
500 8, pksela inmediatamente y skquela en un horno a 110 2
5O C cuando menos 12 horas o hasta peso constante para ve-
rificar el contenido de humedad de diseño. Prepare en la
misma forma una segunda probeta, tan rápidamente como
sea posible.
A = peso seco al horno después de secado a ll Oo C
B = 100 más el porcentaje de humedad retenida en la
probeta.
El porcentaje de humedad retenida en la probeta No. 2 des-
pués del tecado a 1 lOoC, y que será usado en la fórmula an-
terior, se puede considerar que es igual al porcentaje de hu-
medad retenida en la probeta No. 1.
Cuando la probeta No. 1 no se moldea, el dato anterior no
se conoce; se usan entonces los valores promedios prescri-
tos en la Tabla 1.
TABLA 1
7.2 Pese cada probeta compactada para verificar la den-
sidad de diseño, identifique, mida la probeta No. 1, (Nota
3) ponga ambas probetas en el cuarto húmedo y mida nue-
vamente la probeta No. 1 al final del periodo de 7 días de
almacenamiento como se describió para el Método A en la
Sección 4.2 a 4.6 (Nota 4, página 19).
HUMEDAD PROMEDIA Wo) RETENIDA DES-
PUES DE SECADO A 1lWC.
8. Procedimiento
Proceda en igual forma que en el Método A, Sección 5.
A 4 , A S
. “er nota del Traductor en la Página 14
. .
Ver Nota del Traductor en la Pdgind 18
2 0
9.4 Calcule la pérdida de suelo-cemento de la probeta
No. 2 como un porcentaje de su peso seco original, en la si-
guiente forma:
A
Pérdida de suelo-cemento en porcentaje z-x 100
0
donde:
A = peso seco al horno original calculado menos el peso
seco final y corregido.
B = peso seco al horno original calculado.
10. . Informe
El informe deberá incluir lo siguiente:
10.1 La humedad óptima y la densidad máxima de diseño
de las probetas.
10.2 El contenido de humedad y la densidad obtenida en
las probetas moldeadas (Nota 8).
Nota 8. Una buena práctica de laboratorio permite las si-
guientes tolerancias entre los parámetros de diseño y los
obtenidos en las probetas moldeadas:
Contenido de humedad 2 1 punto
Densidad + 5 0 kg/m3
10.3 El contenido de cemento de diseño, en porcentaje,
de las probetas moldeadas.
10.4 El contenido de cemento en porcentaje, obtenido
en las probetas moldeadas*.
10.5 El cambio de volumen máxfmo, en porcentaje, y el
contenido máximo de humedad de la probeta No. 1 durante
el ensayo.
10.6 Las pérdidas de suelo-cemento, en porcentaje, de la
probeta No. 2.
A N E X O 2
PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO
Este anexo contiene ,una lista de los equipos de laboratorio
necesarios para los ensayos de dosificación de mezclas de
suelo-cemento, así como un esquema de los procedimien-
tos y ejemplos de los formatos de registro.
CARACTERIZAClON).
Cuarteador.
Balanzas (de 20 kg, 5 kg y 300 g)
Tamices: 3”, 2”. 1/2”, 1”, 3/4”, 3/8”, No. 4, No. 10. No.
20, No. 30, No. 40, No. 60, No. 100, No. 200. En mm: 76
50 - 38 - 25 - 19 - 9.8 - 4.8 - 2.0 - 1,2 . 0.6 - 0.42 - 0,30 -
0.15 - 0,07.
Hidrómetro calibrado, tipo 151 H ó 152 H de la ASTM.
Agitador eléctrico para suelo fino.
Agente dispersor (defloculante), tal como Na$iO,, etc.
Horno (110 2 5O C) para determinar humedades.
Cilindro graduado de vidrio (probeta) de 1 000 ml.
Termómetro.
Vaso de vidrio (beaker) de 250 ml.
Picnómetro.
Baño-María (suficiente para hervir el picnómetro).
Equipo para Ilmites de Atterberg.
Molde de compactación Proctor Normal.
Martillo de compactación Proctor Normal.
Cámara húmeda (100 o/. de humedad relativa). Puede
construirse con relativa facilidad.
Prensa de 2 500 a 5 000 kg de capacidad, con velocidad
controlable.
Equipo para “refrentar” (capping) cilindros de 10 cm de
diámetro.
Gato para extraer cilindros del molde de compactación.
Recipiente para saturar cilindros de 10 cm de diámetro por
ll ,5 cm de altura.
General (recipientes, bandejas, morteros, espátulas, etc.).
Nota del traductor: La obtencl6n del contenido real de cemento de Una probeta de suelo.c4mento est& regulada por I* ~lpecifi~~i~n
AASHTO T 144-70. CUVã C+CUcibn eS dlficil. Como “0 parece prhctico llevar a cabo esta dsterminsci6n en el leboratorlo, y ,,,.nol
aún en eI campo, CI nece$ario controlar cuidadosamente la adicibn de cemento sn Ias cantidades previstas,
-e-v
EOUIPO NECESARIO PARA DOSIFICACION DE MEZ-
CLAS D E SUEL O-CEMENTO. (I NCL UYE N D O ENSAYOS
DE
IJIAQKAMA No I
PREPARACION D E M U E S T R A S Y E N S A Y O S
D E CARACTERIZACION D E S U E L O S
DIAGRAMA DE FLUJO EN EL LAGORATtXIO
jtUsuolmente las especificaches limitan a ISnvn($)
el torna60 ma’ximo de agregado para bases gmnu -
lares,sueb cemento etc. En tal coso el material
retenido en ese tamíz se pesa pero no se tine en
cuento en los cdculos de gronulametría. (Debe des -
conlame del peso total, W, de la muestra.)
4
2 2
D I A G R A M A Nt, 2
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA PREPARACION DE MUESTRAS
PARA COMPACTAR PROBETAS DE SUELO-CEMENTO
(AA$HTO-ESPECIFICACIONES T l 3 4 Y T 135)
METODO A- PARA MATERIAL QUE PASA 100% LA MALLA No 4
b
DIAGRAMA No 3
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA PREPARACION DE MUESTRAS
PARA COMPACTAR PROBETAS DE SUELO-CEMENTO
(AASHm-ESPECIFICACIONES T l 3 4 Y T 135)
METODO B- P#RA MATERIAL CON RETENIDO EN LA MALLA No4
+ So pesa smx al airo; se calculan pesas secos al horno
9l-U t = % do crmrnto rn pero con rrlocibn 0 W
DISEnO DE MEZCLA DE SUELO - CEMENTO. R E S U M E N D E RESULTADOS
LIMITE INDICE G R A V E D A D HUMEDAD
M
CONTENIDO HUMEDAD PESO “N,TAR,O RESISTENCIA A PERDIDA EN PERDKIA P( EHSlt
MUESTRA
LI OUIDO PLASTICO ESPECIFICA ” IGROSCOPICA A B S O R C I O N s DE CEMENTO OPTIMA SECO MAXIMO
COMPRESION A ENSAYOS DE YO CE CONGELA-
. u E LOS 7 DIAS SECADOY WJrcc CION Y DESHIELO
NE % Yo E 7
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2 ‘9976 514 3
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TAMAfiO DEL IGRANO Et4 M I L I M E T R O S (
1 I

I
l
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GRUESO % FINO % GRUESA % F I N A %
CASCAJO ARENA
- L I M O % ARCILLA %
I - ENSAYO DE COMPACTACION DE SUELO4XMNTO
FECMA
co0160
uuESlR*
1 I I I I I I I 1
DATOS DEL ENSAYO
SUELO GRUESO %
ABSORCION %
HUMEDAD HIGROSCOPICA %
CONTERIDO DE CEMENTO POR
P E S O D E S U E L O S E C O %
COMPOSICIO N D E L A M E Z C L A
SUELO
SECO
tllJMED0
PESO DEL SUELO (g)
GRUESO FINO TOTAL PESO DE CEMENTO (g)
-
c
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I
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2
3
4
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PESO DE
PROBETA
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C I L I N D R O
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DETERMINACION DE LA HUMEDAD
(0)
L
I PESO UNITARKI
PEGO DE PESO OEL FEycE
MUYEDAO
MEZCLA NEZCIA
CAPSUU AGud
SECA
S E C A
(0) (Q) (Q) (OhI (kg/ms 1 ( kghsl
1
I R E S U L T A D O S 1
Wm’ 1
1 PESOUNITARI) SECO MAXINO 1
HUNEWD OPTINA
I
%
I
1 PROPIEDADES #DICE DE LA MUESTRA 1
LIMITE LIQUIDO %
LIYITE PLASTICO %
EJECUTO CAlWLO REVISO
MSTlTWO~DEñKW)UCIDRESDECEIENTO-ICPC
2- ENSAYO DE ~COMPRESIOhJ DE PROBETAS DE SUELO-CEMENTO
F E C H A
DATOS DEL ENSAYO 1
PESO UNITARIO SECO NAXINO kgh3
WUNEDAD OPTIMA %
S U E L O G R U E S O %
ABSORCION %
HUMEDAD HIDROSCOPICA 96
CONTENDO DE CUNTO Rw) PESO DE SU&0 SFCO %
,
CODIGO NUESTRA
I l I I I 1 l !
DATOS DE APARATOS
PROBETA No
CILINDRO No
I 2 3
VOLUMEN DEL CILINDRO (CmS)
PESO DEL CILINDRO (0 )
C O M P O S I C I O N D E L A ME2 C L A ( M O L D E A D O )
S U E L O
SECO
MUMEDO
PESO DEL SUELO (g)
G R U E S O FINO TOTAL PESO DE CEMENTO ( g )
P E S O TDTAL
CANTIDAD DE AGUA
DE U MEZCLA
D E SUEU) +
LLEVADA POR LLEVADA POR
NECESARIA EL SUELO EL SUELO
TEORICA #)R PERDlM P O R EVAPORMIOR
CENElUTo. SECA AQREB*R ( 0.5% 1
POR AQREBAR
BRUESO FIW
(0 1 (Q) (SI) (g) (0 1 (!il) (al
PESO DE
DETERMINACION DE LA HUMEDAD PESO UNITARIO
2 I A F’ROBETA -DE
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LA PROBETA
PESO DE PESO DE
PESO DE
z
HUNEDA +
p CILINDRO
HUNEDA
M E Z C L A MEZCLA
CAPSULA HUNEDAt S E C A +
FAs;$ mA;u;EL MEZCLA HUMEDAD MEZCLA SECI
MEZCLA
SECA
WNEM
CAPSULA CAPSULA
Y o (cl 1 (Q) ( N o ) (g) (a 1 (g) (aI (cl) (%) (kg/m3 1 (kg/m3)
I
I
2 I
I
3
8 CONTENIDO
LECTURA
0
FECHA DE
DE CEMENTO NOLDEAW
FECHA DE EDAD EN FINAL DEL CARGA DE AREA D E RESISTEIICLI
Q
EN PESO
ROTURA DIAS ANILLO DE ROTURA LA PRORETA
RESISTENCIA
MEDIA
CARGA
Y o (%) Ikg) (cm21 (kg/cm2) (kg/m+)
I
~-- ~___. _---
2
--_. -
3
L
EJECUTO C A L C U L O REVI SO
INSTITUTO ~~~)YB~AHO DL PFIDWCTORES DE CENENW-WC
3-RESUMEN’DE ENSAYOS DE SUELO-CEMENTO
F E C H A
CODIGO MUESTRA
1 I I l I I I I 1
ENSAYOS DE CARACTERIZACION DE SUELOS 
GRANULOMETRIA %
CASCAJO DE 7 6 nnì ( 3’3
GRUESO * 4,5 -
CASCAJO DE 43 -
FINO
A 2P -
ARENA DE w lwtl
CAVES4 A 0~2 m m
ARENA DE 0 . 4 2 -
FINA * ops fwn
L I M O DE 0,05 mm
A 0,005 -
ARCILLA
INFERIOR
A 0 , 0 0 5 m m
I N F E R I O R A 0,075 mm I CLASIFICACION UNIFICADA
INDICES FISICOS
LIMITE LIQUIDO %
LIMITE PLASTICO %
INDICE P L A S T I C O %
HUMEDAD HIGROSCOPICA %
ABSOR CION %
GRAVEDAD ESPECIFICA
CLASIFICACIDN A A S H O
ENSAYOS DE SUEUI-CEMENTO
ENSAYO DE COMPACTACION ENSAYO DE COMPRESION
ENSAYO DE DURABILIDAD POR
MOJADO Y SECADO
CONTENIDO DE CEMENTO
P O R P E S O
HUMEDAD DPTIKA
%
EDAD DE LAS PROBETAS CONTENIDO DE PERD(DA D E P E S O
( DIAS 1 CEMENTO ñw1 PF90 CORREGIM
CONTENIDO DE CEMENTO Rb) (%)
% POR PESO
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PESO UNITARIO SECO
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CONTENIDO DE CEMENTO POR PESO
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Dosificacion de mezclas_de_suelo_cemento

  • 1. DOSIFICACION DE MEZCLAS DE SUELO-CEMENTO PRESENTACION La presente publicación contiene una descripción de los mé- todos para dosificar mezclas de suelo-cemento con miras a su utilización como material de base para pavimentos de carreteras, calles, aeropuertos, bermas y parqueaderos. Su publicación obedece al permanente afán del ICPC de di- fundir la tecnología del suelo-cemento como un real aporte a la solución de los problemas viales del país, uno de los cuales es, sin ninguna duda, la creciente escasez de materia- les granulares tradicionales y el incremento en los costos de los materiales asfálticos y de trituración. Los métodos de dosificación aquí descritos han sido desa- rrollados en los Estados Unidos, pero su aplicabilidad en condiciones tropicales se han probado, extensa y exitosa- mente, en paÍses como Brasil y Venezuela. En Colombia existe ya alguna experiencia al respecto, tanto en carreteras como en vÍas urbanas, aeropuertos y pisos industriales; esta publicación pretende ser una herramienta útil para los inge- nieros proyectistas, constructores o interventores de pavi- mentos, así como para la labor didáctica en las Facultades de Ingeniería. CONTENIDO Pág. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Norma general para dosificación . . . . . . . . . . . . . . . 3 Norma shplificada para dosificación . . . . . . . . . . . . 10 Anexo 1: Normas AASHTO T 134-70 y T 135-70 . . . . . . . . 14 Anexo 21 Procedimientos de laboratorio. . . . . . . . . . . . . . . . . 22 --- Esta publicación fue preparada por CARLOS ARTURO MADRID M., y NORMAN SANTANDER R., ingenieros del Departamento Técnico del ICPC. Está dirigida a profesiona- les competentes, capaces de evaluar el significado y limita- ciones de su contenido, quienes deben asumir la responsabi- lidad por la aplicación de la información aquí presentada. Ni el ICPC ni los autores asumen responsabilidad alguna por la aplicación que se dé a los principios o procedimientos que se presentan en esta publicación. ICPC, Medellín, led. (1976) ICPC, Medellín, 2ed. (1983)
  • 2. 1. INTRODUCCION El proceso de diseño de mezclas de suelo-cemento consiste en una serie de ensayos de laboratorio con miras a determi- nar: a. La cantidad de cemento que debe agregarse al suelo pa- ra que la mezcla endurezca en forma adecuada; b. La cantidad de agua que se debe agregar a la mezcla, y c. La densidad a la cual se debe compactar. LA PRINCIPAL CARACTERISTICA QUE DEBE TENER UNA BUENA MEZCLA DE SUELO-CEMENTO ES SU CA- PACIDAD DE SOPORTAR LA EXPOSICION A LOS ELE- MENTOS, 0 SEA SU DURABILIDAD; la resistencia mecá- nica también puede considerarse como un requisito impor- tante: sin embargo, como la MAYORIA DE LAS MEZ- CLAS DE SUELO-CEMENTO QUE’ POSEEN UNA RESIS TENCIA ADECUADA A LOS ELEMENTOS TAMBIEN TIENEN UNA RESISTENCIA MECANICA SIGNIFICATI- VA, ESTE REQUISITO ES SECUNDARIO. Los métodos de disefio que se van a presentar a continua- ción coinciden básicamente con los indicados por la Port- land Cement Association de Estados Unidos, los cuales se basan en amplias investigaciones de laboratorio y en la eva- luacibn de más de 800 millones de metros cuadrados de ba- se de suelo-cemento construfdos en dicho pals desde 1935. Además, la aplicabilidad de dichos metodos ha sido amplia- mente comprobada en palses de condiciones muy similares a las muestras, como son Brasil y Venezuela. 2 . NORMA GENERAL PARA DOSIFICACION Este sistema es aplicable a cualquier tipo de.suelos, en tan- to que la Norma Simplificada que se presenta más adelante sólo es aplicable a suelos arenosos de determinada granulo- metr ía. Se dan enseguida los pasos que deben seguirse en el labora- torio, los cuales se aclaran después con un ejemplo numéri- co. 2.1 Ensayos preliminares Sobre una muestra del suelo en estudio deben realizarse los siguientes ensayos: a. Análisis granulométrico por tamizado y por sedimenta- cibn; h. Determinación del I-ita Ifquido; , c. Determinación del Ifmite pktico; d. Determinación de la absorción y el peso especifico apa- rente de la fracción de cascajo. En este trabajo denominaremos las fracciones de suelo de acuerdo con su tamaño en la siguiente forma: Cascajo grueso: de 4,8 a 7 6 m m Cascajo fino : de 2.0 a 4,8 m m Arena gruesa : de 0,42 a 2,0 mm Arena fina : de 0,05 a 0.42 mm Limo : de 0,005 a 0,05 mm Arcilla : menor de 0,005 mm 2.2 Ensayos con la mezcla de suelo y cemento 2.2.1 Determinación de la densidad máxima aparente y la humedad óptima de la mezcla de suelo y cemento por me- dio del ensayo de Proctor Normal (Especificación AASHTO T134-70). Este ensayo se debe efectuar con el contenido de cemento más probable para el suelo en estudio, fijado por la expe- riencia con materiales similares o el indicado por la Tabla 1 de.acuerdo con la clasificación AASHTO del suelo (el con- tenido de cemento en peso se define como la relación entre el peso de cemento agregado y el peso del suelo seco en es- tudio). 2.2.2 Ensayo de durabilidad por mojado 4 secado ejecuta- do con tres contenidos de cemento: el más probable para el suelo en estudio, 2 O/o por encima y 2 o/. por debajo de él. TABLA 1 CONTENIDODECEMENTOPARAELENSAYO I DE COMPACTACION. Clasificación AASHTO Contenido de Cemento del Suelo en peso (O/O) A l - a 5 A l - b 6 A 2 7 A 3 9 A 4 1 0 A 5 10 A6 1 2 A 7 1 3 2
  • 3. - TABLA 2 CONTENIDO DE CEMENTO PROBABLE PARA SUELOS ARENOSOS NO ORGANICOS (A-l. A-3. A-2-4, A-2-5 1 Limo. mas arcilla 0 19 10 9 8 6 5 5 15 - 19 10 - 39 9 8 7 6 6 5 40 50 12 10 9 8 7 6 0 ~ 19 1 0 8 7 6 5 5 30 -- 45 20 ~ 39 l l 9 8 7 6 5 40 50 12 Il 1 0 9 8 6 A El contenido más probable será el indicado por la experien- cia con suelos análogos o el obtenido de las tablas 2 ó 3 en función de las características físicas del suelo y la densidad máxima aparente obtenida del ensayo de compactación. Pa- ra cada contenido de cemento se moldea un cilindro, com- pactado con la energía del ensayo Proctor Normal v con la humedad óptima ya obtenida en el paso anterior (numeral 2.2.1). Los cilindros moldeados en esta forma son sometidos a 12 repeticiones del siguiente ciclo: inmersión en agua, secado al horno y cepilla,do con un cepillo de acero para despren- der .el material que se haya aflojado. Al final de los doce ci- clos se cal,cula la pérdida de peso del cilindro. Para facilitar la ejecución de los ensayos de compactación y durabilidad, se incluyen en el presente folleto las especifica- ciones AASHTO correspondientes (Tl 34-70 v Tl 35-70). 2.3 Interpretación de los resultados Debe adoptarse como contenido de cemento aquel que ga- rantice el cumplimiento de los requisitos de pérdida por peso en el ensayo de durabilidad contenidos en la tabla 4. En esta forma queda resuelto el problema de diseño de la mezcla planteado inicialmente, ya que por el sistema indi- cado se determinan el contenido de cemento, la humedad óptima y la densidad aparente máxima. Si se desea obtener el contenido de cemento por volumen, puede emplearse la siguiente fórmula: CV Donde CV = Contenido de cemento en volumen (vo- lumen de cemento suelto en relación al volumen de suelo-cemento compactado). cp = Contenido de cemento en peso (peso de cemento en relación al peso del suelo se- co en estufa). Dsc = Densidad aparente máxima del suelo- cemento compactado, en kg/m3 DC = Densidad del cemento suelto. Se puede suponer igual a 1 430 kg/m3.
  • 4. .TABLA 3 CONTENIDO DE CEMENTO PROBABLE PARA SUELOS LIMOSOS Y ARCILLOSOS. (A-2-6. I-2-7. A-4. A-5, .A-6. A-7-5. A-7-6) Densidad aparente máxima (kgm3)
  • 5. f I 5 0 0 1600 u - 5 - z 2 _ 1 c --1800 z _ s _ % - 2 - G - 1900 2 : -2 0 0 0 - 2 1 0 0 -2 2 0 0 0 a = - ii = c” - 6 - 5 - 0 - - 5 - 4 - 3 16 0” 1 0 z c” B 7 b 6 15 FIGURA 1 NOMOGRAMA PARA TRANSFORMAR CONTENIDO DE CEMENTO EN PESO A CONTENIDO DE CEMENTO EN VOLUMEN.
  • 6. TABLA 4 Granulometría PERDIDAS ADMISIBLES EN, EL ENSAYO DE ~DURABILIDAD POR MOJADO Y SECADO. cascajo grueso: 10 o/o cascajo fino: 5 O/o arena gruesa: 23 O/o arena fina: 33 O/o limo: 6 Olo arcilla: 23 O/o O/o que pasa el tamiz de 0,074 mm: 32 O/o I Tipo de Suelo Pérdida Máxima (Clasificación AASHTO) 1 4 I ?- Z--6. A-2-7, A--4 y A- 5 1 0 7 1 I A~6yA 7 Para resolver esta fórmula puede usarse el nomogramá que aparece en la figura 1. 2.4 Explicación detallada de la norma general de dosifi- cación por medio de un ejemplo. 2.4.1 Preparación del suelo para los ensayos. Ensayos de clasificación. Para efectuar la totalidad de los ensayos de clasificación del suelo y de dosificación de la mezcla por la norma general se requiere una muestra de 30 a 40 kg de suelo. El primer pa- so, cuando la muestra llega al laboratorio, es secarla al aire hasta que sea fácilmente desmenuzable con una herramienta manual (llana o rodillo); a continuación se pasa el material por’ un cuarteador hasta obtener una muestra representati- va de alrededor de 5 000 g,l la cual se pesa con aproxima- ción de 1 g y se tamiza por la malla No. 10 (2 mm). Con el retenido se ejecutan los ensayos de granulometrla de la frac- ción gruesa y absorción, y con el material que pasa se ade- lantan los ensayos de granulometria de la fracción fina (hi- drómetro y tamizado), humedad higroscópica, gravedad es- pecífica y límites de Atterberg. En el Diagrama No. 1 del Anexo 2 del presente capítulo aparece esquemáticamente el proceso a seguir, que obedece básicamente a la Especifi- cación AASHTO T 87-70. El resto del material se utiliza para los ensayos de suelo-ce- mento. 2.4.2 Dosificación de la mezcla de suelo-cemento para suelos con material retenido en el tamiz No. 4 (4, 8 mm) (Método B de las Especificaciones AASHTO T 134-70 y T 135-70). Para facilitar la comprensión del método, se desarrollará un ejemplo con un suelo de las siguientes características: límite líquido: 25 límite plástico: 1 9 Indice plástico: 5 Caracterlsticas del cascajo grueso: gravedad específica aparente: 2 630 kg/m3 absorción: 1,2 010 clasificación AASHTO del suelo: A 2 - 4 (0) a. Selección del contenido de cemento para el ensayo de compactación. Aunque los ensayos de durabilidad se hacen para tres conte- nidos diferentes de cemento, el ensayo de compactación se hace para uno solo, ya que se ha demostrado experimental- mente que cuando el cambio en el contenido de cemento no es muy grande, la variación de los resultados obtenidos en los ensayos de compactación es escasa. La mejor manera de determinar los contenidos de cemento para los ensayos es la comparación con otros suelos ya ensa- yados, con los cuales se tenga cierta práctica. Cuando esto no es posible, la tabla 1 da un buen dato, basado únicamen- te en la clasificación AASHTO del suelo. Para el caso en estudio (un suelo A 2-4) de la Tabla 1 se ob- tiene un contenido de cemento de 7 O/o en peso. b. Ensayo de compactación. Este se realiza aplicando la compactación correspondiente al Proctor Normal, teniendo en cuenta que la fracción de suelo entre 4,8 y 76 mm debe reemplazarse por un porcen- taje igual de materia entre 4,8 y 19 mm; veamos numérica- mente la forma de hacerlo: Datos para el ensayo: ofo cascajo grueso: absorción del cascajo grueso: humedad higroscópica: contenido de cemento en peso: Datos de los aparatos. 10 o/o 1.2 o/o 3,0 o/o 7 010 martillo No. 3
  • 7. cm3 peso del cilindro: 2 1509 Composición de la mezcla peso total del suelo: cascajo grueso: 5 000 g (seco) peso seco: 10 x 5000/100 = 5ooLl Peso htimedo: 500 x (1 + 0,012) = 506g fracción menor que el tamiz No. 4: peso seco: peso húmedo: peso de cemento: 5 000 - 500 = 4 5oog 4500x(1+ 0,031 = 4 6 3 5 g 5 000 x 7/100 = 35og B 0 sea que con 506 g de cascajo grueso, saturado y superfi- cialmente seco, 4 635 g de suelo menor que el tamiz No. 4, con su humedad higroscópica, y 350 g de cemento, se obtie- ne una mezcla para el ensayo de compactación, en la cual esta garantizado el porcentaje de suelo grueso y el conteni- do de cemento deseado. Para el primer ensayo de compactación debe agregarse a la mezcla agua suficiente para hacerla ligeramente plástica (4 a 6 puntos por debajo de la humedad óptima). Se debe in- crementar la humedad en 2 O/o aproximadamente para los ensayos sucesivos, repitiéndolos hasta que el peso total del cilindro empiece a decrecer o la muestra se vuelva esponjo- sa. Normalmente son necesarios 5 ó 6 ensayos. Veamos los cálculos correspondientes a un punto: Punto No. 1 L Peso de la probeta húmeda + cilindro: = 398Og Peso de la probeta húmeda: 3 980 - 2 150 = 1 830 g Humedad: 9 ‘10 (muestra seca en estufa) Peso de la probeta seca: 1830/( ,l + 0,091 = 168Og Densidad aparente: 1 680/0,985 = 1 705 kg/m3 Una vez efectuados los 5 ó 6 ensayos necesarios se colocan los resultados en un gráfico, se traza la curva de compacta- ción y en ella se determina la humedad óptima y la densi- dad máxima aparente. Supongamos que para este caso se obtuvo: Densidad aparente máxima 1 880 kg/m3 Humedad óptima 13.2 O/o c. Selección de los contenidos de cemento para los ensayos de durabilidad. Como ya se indicó, los ensayos de durabilidad se efectúan con tres contenidos de cemento determinados con base en i experiencia previa, cuando existe; en caso contrario, se de- termina por medio de las Tablas 2 y 3 el contenido más pr bable, y se moldea un cilindro con ese contenido, otro CC 2 O/o más y otro con 2 O/O menos. Se advierte que los datt de las Tablas 2 y 3 no se aplican a suelos superficiales q pueden contener materia orgánica en cantidades perjudici les; en tales casos el contenido más probable es de 2 a puntos mayor que el indicado por dichas Tablas. Veamos cómo se usan para el sutilo que estamos analizando Como se trata de un suelo arenoso, en la Tabla 2 con 10 O/ de cascajo grueso, 29 O/o de limo más arcilla y 1 88 kg/m3 de densidad aparente máxima, se obtiene un contc nido del 7 O/O. Los ensayos de durabilidad se realiza entonces con 5,7 y 9 O/O de cemento en peso. d. Confección de las probetas para los ensayos de durabil dad. Las probetas para el ensayo de durabilidad se hacen en 1, misma forma indicada para el ensayo de compactación, COI la humedad óptima obtenida en dicho ensayo. Sigamos con el ejemplo: Datos del ensayo: Densidad máxima: 1 880 kg/m3 Humedad óptima: 13.2 oIo % de suelo grueso: 10 Ofo absorción del suelo grueso: 1,2 oto Humedad higroscópica del suelo: 3.0 o/o Datos de los aparatos: Martillo No. 3 Cilindro No, 2 Volumen del cilindro: Peso del cilindro: 985 cm3 2 15og Composición de la mezcla: Peso total del suelo: 25oog Cascajo grueso: Peso seco: Peso húmedo 2 500 x lO/lOO = 2509 250 x (1+0,012) = 2539 Suelo menor que el tamiz No. 4 Peso seco: 2500-250 = 2250s Peso húmedo: 2 250 x (1+0,03) = 2 317 g Contenido de cemento: Peso de cemento: 2500x7/100 = 1759 Peso total de la mezcla seca : 2500+175 = 2675g Cantidad de agua: Necesaria: 2 675 x 13,2/100 = 3539 Llevada por el cascajo grueso: 253 - 250 = 39 9 l cilindro No. 2 volumen del cilindro: 985
  • 8. Llevada por el resto del suelo: 2 317 - 2 250 = 679 Teórica por agregar: 353-(3+67) = 2839 Pérdida por evaporación: (0,5o/o): 2 675 x 0,5/iOO = 139 Total por agregar: 283+ 13 = 2969 0 sea que con 253 g de cascajo grueso saturado y superfi- cialmente seco, 2 317 g de suelo menor que el tamiz No. 4 con su humedad higroscópica, 175 g de cemento y 296 g de agua se obtendrá la mezcla para moldear un cuerpo de prueba con el 7 % de cemento. Durante el ensayo se pesa el cuerpo de prueba húmedo junto con el cilindro y se retira una muestra para determinar humedad. Con estos datos se comprueban las Condiciones de moldeo, como sigue: Cuerpo de prueba No. 4 Contenido de cemento en peso: 7 O/o Peso de la probeta húmeda+cilindro: 4 230 g Peso de la probeta húmeda: 4 230 - 2 150 = 2 080 g Humedad: 12, 8 O/o (muestra seca en estufa) (verificación). Pesodelaprobetaseca:2080/(1+0,1281=1840g Densidad aparente: 1 640/0,985 = 1 868 kg/m3 (verifica- ción). El ensayo se acepta siempre que la diferencia entre la densi- dad obtenida y la aparente máxima sea inferior a 30 kg/m3 y la diferencia entre la humedad obtenida y la óptima sea inferior al 1 O/o. El cuerpo de prueba obtenido se conserva siete días en cámara húmeda, hasta la fecha del ensayo de durabilidad. e. Ensayo de durabilidad por mojado y secado. Después de siete días de curado en cámara húmeda, los cuerpos de prueba se sumergen en agua cinco horas y luego se colocan durante cuarenta y dos horas en estufa a 71°C. Durante la hora siguiente al tiempo de permanencia en estu- fa, los cuerpos de prueba deben cepillarse en la forma nor- malizada prescrita por las especificaciones; se vuelven en- tonces a sumergir en agua, repitiendo doce veces el ciclo inmersión-secado-cepillado. Al fin del último cepillado se llevan los cuerpos de prueba a la estufa a 105-l lOoC hasta peso constante, y se determina su peso seco. La tabla 5 permite determinar el o/ode agua que reacciona con el cemento y que permanece, por tanto, en la muestra, ya que el resto del agua se evapora durante el secado en es- tufa a 105-l lOoC. De este modo puede calcularse el peso del cuerpo de prueba seco tal como se indica en los cálculos siguientes. Con los datos obtenidos puede calcularse la perdida de peso como se indica:. Datos de los cuerpos de prueba: Cuerpo de prueba No. 4 Clasificación del suelo: AZ-4 Contenido de cemento en peso: 7 O/O 0 Humedad de moldeado: 12,8O/o Peso seco inicial calculado: 18409 Fecha de moldeado: 1lllVl73 Cálculos: Cuerpo de prueba No. 4 Peso seco final: 1 605 g (pesado) O/O de agua retenido en la probeta: 2.5 (de la tabla 5) Peso seco corregido: 1605( 1+0,025) = 15659 Pérdida de peso: (1 840-l 565V1840 = 15 o/o TABLA 5 HUMEDAD RETENIDA EN EL CUERPO DE PRUEBA (O/o). Clasificación AASHTO Humedad retenida del Suelo (o/o) Al, A3 1s A2 2s A4, AS 390 A6, A7 3s f. Selección final del contenido de cemento. El contenido de cemento se determina comparando la per- dida de peso obtenida en el ensayo de durabilidad para los tres cuerpos de prueba con los máximos admisibles que se indican en la Tabla 4, así: Pérdida de peso por mojado-secado, obtenida en los ensayos (valores supuestos): Con 5 Ofo de cemento: Con 7 O/o de cemento: Con 9 Olo de cemento: 25 Ofo 15010 l l ofo Como el suelo en estudio es A 2-4, la perdida admisible to- mada de la Tabla 4 es 14 O/o. Interpolando gráficamente se obtiene que con el 8 O/o de cemento se satisface este requi- sito, y por tanto este es el contenido en peso recomendado; si se quiere dar en volumen puede usarse el ábaco o la fór- mula ya indicados en el numeral 2.3. 2.4.3. Dosificación de la mezcla de suelo-cemento para suelos sin retenido en el tamiz No. 4 (4, 8 mm) (Método A
  • 9. de las especificaciones AASHTO T 134-70 y T 135-70). El procedi&ento seguido para los ensayos es básicamente el mismo que para los suelos que contienen cascajo grueso, va suficientemente explicado. La única diferencia (que, por otra parte, facilita el ensayo), consiste en que no se hace co- rrección por absorción ni se calculan separadamente las can- tidades de suelo para la mezcla, pues solo existe material menor que el tamiz No. 4. La interpretación de los resulta- dos se hace en la misma forma descrita en el numeral 2.4.2. 3. NORMA SIMPLIFICADA PARA DOSIFICACION 3.1 Introducción. Siguiendo el procedimiento general de dosificación anterior- mente descrito, se requieren alrededor de 45 días para en- centrar las proporciones buscadas. En vista de lo poco prác- tico que muchas veces resulta un proceso de tantos dias, la Portland Cement Associatjon de los.Estados Unidos (PCA) desarrolló un sistema de diseño para suelos arenosos que requiere en total 10 ó 12 dlas para obtener la dosificación adecuada. Para establecer este método simplificado, en 1952 la PCA estudió 2 438 suelos arenosos y estableció una correlación entre la durabilidad y la resistencia a la compresión. Para determinar entonces el contenido de cemento basta mol- dear cuerpos de prueba, someterlos a ensayos de compre- sión después de 7 días de curado y comparar las resistencias obtenidas con los mínimos recomendados por la PCA. 3.2 Aplicabilidad del Método Simplificado El método es aplicable únicamente para suelos con granulo- metría tal que: a) El contenido de limo más arcilla sea inferior al 50 Oio. b) El contenido de arcilla sea inferior al 20 o/o. c) El retenido en el tamiz No. 4 sea menor del 45°/o. No siempre se obtiene por este método el contenido de ce- mento mínimo que puede usarse con un tipo dado de suelo arerioso. Sin embargo, casi siempre se obtiene un conteni- do seguro, generalmente muy próximo al obtenido por la norma general con ensayos de durabilidad. Debido al posible contenido de materia orgánica, el método simplificado no es aplicable a suelos superficiales. 3.3 Descripción del Método En resumen, el método simplificado consta de: a) Ensayos preliminares del suelo: granulometria y peso es- pecífico. b) Ensayo de compactación de suelo-cemento, siguiendc mismo procedimiento utilizado para el método genc ya descrito (Especificación AASHTO T134-70). El CI tenido de cemento para este ensayo se determina 1 medio de ábacos especiales. c) Con los resultados del ensayo anterior, y mediante empleo de ábacos: selección del contenido de cerne1 para elaborar las probetas para ensayos de compresi d) Verificación del contenido apropiado de cemento, 1 medio de ensayos de compresión. El método está subdividido en dos, que llamaremos m6toc A y método 8, aplicable el primero a suelos que carecen retenido en el tamiz de 4,8 mm y el segundo a suelos que tienen una kacción retenida en dicho tamiz. 3.4 Descripción del ensayo cuando la totalidad del $1 lo pasa el tamiz de 4,8 mm. Método A. 3.4.1 Descripción del Método. al bl cl d) el Se determina la densidad aparente máxima y la humed; óptima del suelo-cemento por medio del ensayo Proct’ Normal (AASHTO T 134-70). El contenido de cemen para este ensayo se calcula así: - De la figura 2, en función de los porcentajes de lin + arcilla y de cascajo fino + arenagruesa, se es ma la densidad aparente máxima de la mezcla. - De la figura 3, en función de la densidad aparen máxima obtenida en el paso anterior y el porcenta de Iímo+arcilla se determina el contenido de cerne1 to para el ensayo de compactación. Con la densidad aparente máxima obtenida del ensay de compactación y el porcentaje de limo + arcilla se dc términa en la figura 3 el contenido de cemento para I ensayo de compresión. Con el contenido de cemento obtenido en el paso (b se moldean tres probetas con la compactaci6n del Pro< tor Normal. La humedad para este ensayo debe ser I óptima determinada en el ensayo de compactació (paso al. Se determina la resistencia a compresión de los cuerpo de prueba después de siete días de curado en cámara hú meda, previa inmersión de 4 horas. Se verifica en la figura 4, en funci6n del porcentaje dc limo + arcilla del suelo, la resistencia mínima a compre
  • 10. DOS!FICAClON DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO. NORMA SIMPLíFICADA. METODO A. SUELO SIN MATERIAL RETENIDO EN EL TAMIZ DE 4,8mm. 2 080 r I 1 1 1 .-- 0 20 40 80 8 0 100 CASCAJO FINO MAS ARENA GRUESA(%) DENSIDAD APARENTE MAXIMA (kg/ms) RESISTENCIA MHIMA A 7 DIAS (kghm2) e òi ó 0 n
  • 11. sión que se debe obtener de la mezcla. Si el promedio obtenido del ensayo de compresión es mayor que este mínimo, se adoptará el contenido usado en el ensayo (aunque la resistencia obtenida sea apreciablemente mayor que el mlnimo indicado por el gráfico, no debe disminuírse el contenido de cemento ya que se corre el riesgo de no obtener una durabilidad adecuada). Si la re- sistencia obtenida es menor que la indicada por la figura, es probable que el contenido de cemento sea muy bajo; en este caso se deben moldear dos cuerpos de prueba, uno con el contenido de cemento usado en el ensayo de compresión y otro con un 2 O/o más, los cuales se some- terin al ensayo de durabilidad y se evaluarán de acuerdo con lo indicado en la norma general de dosificación. 3.4.2 Ejemplo de la norma simplificada A. - Granulometrla del suelo: Olo Arena gruesa 12010 Arena fina 60 O/o Limo 7 010 Arcilla 18 O/o Como tiene menos de 20 O/O de arcilla y menos de 50 ‘/o de limo más arcilla puede ensayarse por la norma simplifi- cada. Además como la totalidad pasa el tamiz de 4.8 mm se usa el método A. a) De la figura 2, con 25O/o de limo + arcilla y 15O/o de cascajo fin@ + arena gruesa, se estima una densidad máxi- ma aparente de 1 870 kg/m3 En la figura 3, para una densidad de 1 870 kg/m3 y 25O/o de limo + arcilla, se obtiene un contenido de ce- mento del 7 ‘10 en peso, con el cual se realiza el ensa- yo de compactación. Supongatios que se obtiene una densidad aparente máxima de 1 930 kg/m3 y una hu- medad óptima de ll ,2 O/o. b) En la figura 3, para una densidad máxima aparente de 1 930 kg/m3 se obtiene un contenido de cemento de 6 Olo. c) Se moldean tres probetas con el 6 O/o de cemento en pe- so y una humedad de compactación de ll ,2 Olo. d) Se determina la resistencia a compresión de los tres cuer- pos de prueba a los siete dlas de curado. Suponemos que se obtiene un promddio de 24 kg/cmz. Cascajo grueso Cascajo fino Arena gruesa Arena fina Limo Arcilla 2oo/o 3oto 19010 31010 12010 15o/o e) En la figura 4, con 25 O/o de limo + arcilla, se encuentra Cómo el suelo tiene menos del 20010 de ircilla y menos del que la resistencia debe ser superior a 21.3 kg/cm2. Por 45 O/o de cascajo grueso (material retenido en el tamiz No. tanto, el contenido de cerento de 6 Olo en peso es ade cuado. 3.5 Descripción del ensayo cuando el suelo tiene reten¡ do en el tamiz de 4.8 mm. Método B. 3.5.1 Descripción del método. a) Se determina la densidad aparente máxima y la humedac óptima del suelo-cemento por medio del ensayo Procto Normal (AASHTO T 134-70). El contenido de cemente para este ensayo se calcula asl: -- De la figura 5, en función de los porcentajes de limo + arcilla y de cascajo fino y grueso, se estima la densidad aparente máxima de la mezcla. - De la figura 6, en función de los porcentajes de cascajc grueso y de limo + arcilla y de la densidad máxima apa rente obtenida en el paso anterior, se determina el con. tenido de cemento para el ensayo de compactación. b) Con la densidad máxima aparente obtenida del ensaya de compactación y los porcentajes de cascajo grueso y de limo + arcilla, se determina en la figura 6 el conteni- do de cemento para el ensayo de compresión. c) Con el contenido de cemento indicado en el paso b st moldean tres cuerpos de prueba con la compactación de Proctor Normal. La humedad para este ensayo debe sel la óptima determinada en el ensayo de compactaciór (paso aI. d) Se determina la resistencia a compresión de los cuerpo! de prueba después de siete dlas de curado en cámara hú, meda, previa inmersión de 4 horas. e) Se verifica en la figura 7, en función de los porcentajes de cascajo grueso y de limo + arcilla, la resistencia mlni- ma a compresión que se debe obtener de la mezcla. La evaluación de los resultados es igual que en el caso de suelos sin retenido en el tamiz de 4,8 mm indicado en el literal el del método A. 3.5.2 Ejemplo de la norma simplificada B. Granulometrla del suelo: b Cascajo grueso Cascajo fino 3
  • 12. m DOSIFICACION DE MEZCLAS DE SUELO CEMENTO. NORMA SIMPLIFICADA. METODO B: SUELO CON MATERIAL RETENIDO EN EL TAMIZ DE 4,8mm. I T 1 10 20 3 0 4 0 50 L I M O M A S A R C I L L A (v,, FIGURA 5 CASCAJO GRUESO (%, LIMO MAS ARCILLA Co/o, CASCAJO GRUESO (%, FIGURA 6 trr 0 ö 8 8 8 u C A S C A J O G R U E S O Cyo) FIGURA 7
  • 13. 4), se puede utilizar la norma simplificada; además, como tiene fracción mayor que el tamiz No. 4, se emplea el méto- do 8. a) En la figura 5, con 27 O/o de limo + arcilla y 23 “0 de cascajo fino y grueso, la densidad máxima aparente se es- tima en 1 975 kg/m3. En la figura 6, con 27°/odelimo+ arcilla y 2Oo/o de cas- cajo grueso, y con una densidad de 1 975 kg/m3, se ob- tiene un contenido de cemento del 5 ‘10 para el ensayo de compactación. Una vez realizado éste, suponemos que se obtiene una densidad máxima aparente de 2 000 kg/m3 y una humedad óptima de 8,7 ‘fo. b) En la figura 6, con una densidad de 2 000 kg/m3 se ob- tiene un contenido de cemento de 5 O/o. c) Se moldean tres cuerpos de prueba con 5 Olo de cemen- to en peso. d) Se determina la resistencia a compresión de los cuerpos de prueba a los siete días. Suponemos que se obtiene un promedio de 19 kg/cm’. e) En la figura 7, con 27 O/o de limo + arcilla y 20 ‘jo de cascajo grueso, se verifica que la resistencia debe ser SU- perior a 20,2 kglcrn’, y por tanto se deben hacer ensa- yos adicionales. Se iñoldean entonces dos cuerpos de prueba, uno con 5 y otro con 7 O/o de contenido de cemento en peso, los cuales se someten al ensayo de durabilidad por mojado- secado. Para continuar el ejemplo, supongamos que en dicho ensayo se obtiene una pérdida de peso de ll y 7 O/o respectivamente. Como se trata de un suelo A 2-4, de acuerdo con el criterio expuesto en la norma ge- neral de diseiio un contenido de 5 ‘Jo de cemento en peso es aceptable, aunque con dicho contenido no se ha- ya obtenido una resistencia a compresión superior a lo indicado por el metodo simplificado. A N E X O 1 METODO NORMAL DE ENSAYO PARA RELACIONES HUMEDAD-DENSIDAD DE MEZCLAS DE SUELO-CE- MENTO AASHTO T 134-70 1. Objeto 1.1 Estos métodos comprenden los procedimientos pa- ra determinar la relación entre el contenido de agua - ICP densidad de mezclas de suelo-cemento cuando compactan antes de la hidratación del cemento. 1.2 Se emplean un molde de 943,9 cm3 y un martil de 2 497 g, con una altura de caída de 30.48 cm. Depe dienoo de la gradación del suelo existen dos métodc Método A, para material que pasa la malla No. 4 (4.75 mn Este método se usará cuando el 100 ‘/o de la muestra r suelo pasa la malla No. 4 (4.75 mm). Secciones 3 y 4. Método 8, para material que pasa la malla de 19 mm. E te método se usará cuando parte de la muestra de suelo 1 retenida en la malla No. 4 (4.75 mm). Secciones 5 y 1 2. Aparatos 2 . 1 Molde Se emplea un molde cilíndrico de metal con una capacid: de 943,9 2 8,5 cm3, diámetro interior de 10.16 + 0,05 CI y una altura de ll,64 2 0,Ol cm dentro del cual se compa’ tan las muestras de mezclas de suelo-cemento. El mole estará provisto de un collar removible de aproximadameni 6 cm de altura. El molde puede ser del tipo partido, form; do por dos secciones semi-circulares o por un tramo de tt bería cilíndrica, partido perpendicularmente a su circunft rencia, de tal forma que puedan unirse para formar un sol cilindro de las dimensiones descritas anteriormente. Tant’ el molde como el collar deberán construirse para que puc dan fijarse sólidamente a una base removible. 2.2 Martillo 2.2.1 Operado manualmente: un martillo metálico con un, cara plana y circular de 5.08 2 0.01 cm de diámetro y un peso de 2 497 2 9 g. El martillo estará provisto de un tubo guía adecuado que controle la caída desde una altura dc 30.48 2 0,15 cm por encima de la superficie del suelo-ce mento. El tubo guía debe tener al menos cuatro abertura! con diámetro no menor de 0.95 cm espaciadas aproxima damente 900 y alejadas 1,90 cm de los extremos, tendrá li suficiente holgura para permitir la caída libre del eje y ca beza del martillo. 2.2.2 Operado mecánicamente: un martillo metálico e. quípado con un aparato para controlar la caída libre desde una altura de 30,48 + 0,15 cm por encima de la superficie de suelo-cemento. El martillo tendrá una cara plana y cir- cular de 5,08 f 0,Ol de diámetro y un peso de 2 49729 g. Nota 1. El martillo mecanice debe calibrarse con varios ti- pos de suelos, en mezclas de suelo-cemento, y el peso del martillo debe ajustarse, si es necesario, para dar la misma relación de densidad-humedad obtenida con el martillo de operación manual. y la NOTAS
  • 14. Puede ser poco práctico ajustar el aparato mecánico para que la caída libre sea 30,48 cm cada vez que el martillo se deje caer como se hace con el martillo operado manualmen- te. Para hacer el ajuste de caída libre, la poriión de suelo- cemento suelta que recibe el golpe inicial debe comprimir- se ligeramente con el martillo, para establecer el punto des- de el cual se miden los 30.48 cm de caída. Los golpes si- guientes sobre la capa de suelo-cemento que se está compac- tando pueden aplicarse todos soltando el martillo desde una altura de 30,48 cm sobre la superficie inicial de suelo- cemento; cuando el aparato mecánico posee un ajuste de altura para cada golpe, todos los golpes siguientes deben tener una altura de caída libre del martillo de 30,48 cm medida desde la superficie de suelo-cemento compactada en el golpe anterior. 2.2.3 Cara del martillo: En los martillos mecánicos puede Jtilizarse también una cara plana formada por sectores cir- :ulares, con la condición de que se indique en el informe. La cara estará formada por tres sectores de un círculo de diámetro de lo,16 + 0,05 cm y tendrá un área igual a la jel martillo de cara circular. 2 . 3 Extractor de muestras. Un gato o cualquier otro dis- >ositivo que sirva para extraer del molde las muestras com- 3actadas. No se necesita cuando se emplea molde del tipo 3artido. 2.4 Balanzas. Una balanza con una capacidad mínima ie 11.35 kg y sensibilidad de 5 g y otra de capacidad míni- na de 1000 g y sensibilidad de 0.1 g. 1.5 Horno. Un horno para secar muestras húmedas, :ontrolado termostáticamente para que mantenga la tem- leratura a 1 M t 5OC. 2.6 Enrasador. Un enrasador metalico y rígido de por o menos 25,4 cm de longitud con un borde biselado, y al nenós con una superficie longitudinal plana, con una tole- ,ancia de 0,025 cm por cada 25,4 cm de longitud dentro je la porción usada para el desbastado final del suelo-ce- nento. Vota 2. El borde biselado puede utilizarse para el desbasta- io final, si está verdadergmente dentro de la tolerancia de 1,025 cm por cada 25.4 cm de longitud. Sin embargo, con ?I uso continuo el borde cortante puede desgastarse excesi- ramente y I!egar a ser inadecuado para desbastar el suelo a Gel del molde. El enrasador no debe ser tan flexible que !I terminado de la superficie del suelo con el borde cortan- e produzca una superficie de suelo cóncava. 2.7 Mallas. Mallas de 76-19 y 4,75 mm seg0n las especi- icaciones para mallas destinadas a ensayos (AASHTO d-92). !.8 . SA Herramientas para mezclado. Herramientas varias, como cuchara, llana y espátula o un dispositivo mecánico adecuado para mezclar cuidadosamente la muestra de suelo con cemento y agua. 2.9 Recipiente. Un recipiente plano y circular de 30 cm de diámetro y 5 cm de altura para humedecer mezclas de suelo-cemento. 2.10 Cápsulas. Cápsulas para muestras húmedas con ta- pas ajustadas para prevenir pérdida de humedad antes o durante el pesaje. 2.11 Cuchillo. Un cuchillo de aproximadamente 25 cm de largo para desbastar el extremo superior de las muestras compactadas. METODO A. PARA MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 4 (4,75 mm). 3 . Muestra 3 . 1 Prepare una muestra para el ensayo con material que pase la malla No. 4 (4.75 mm) disgregando el material de tal manera que se evite la reducción del tamaño natural de las partículas. Cuando sea necesario, seque primero la muestra hasta que sea desmenuzable con una espátula. El secado puede hacerse al aire o con un secador, pero sin so- meter la muestra a temperaturas mayores de 60°C. 3.2 Seleccione una muestra representativa del material preparado según lo descrito en el numeral 3.1 que pese al menos 3 kg. 4 . Procedimiento 4 . 1 Agregue al suelo la cantidad necesaria de cemento* que debe satisfacer las especificaciones para cemento Port- land (AASHTO M 85). Especificaciones para Cemento Port- land con Aire Inclufdo (AASHTO M 134) o Especificacio- nes para Cemento Portland de Escoria de .Altos Hornos (AASHTO M 151). Mezcle el cemento y el suelo hasta lo- grar un color uniforme. Cuando sea necesario, agregue la cantidad necesaria de agua potable para humedecer la mues- tra aproximadamente 4 ó 6 puntos por debajo de su conte- nido óptimo estimado de humedad y mezcle cuidadosa- mente. Con este contenido de humedad los suelos plásti- cos, apretados con la mano, forman un cuerpo que puede romperse entre los dedos aplicando una ligera presión. Los sùelos no plásticos se desmoronan fácilmente. Cuando el suelo es principalmente arcilloso, compacte la mezcla de suelo-cemento y agua hasta un espesor de aproximadamente 5 cm empleando el martillo descrito en la sección 2.2.1 ó un pisón de mano similar. Cubra y deje reposar la mezcla por un tiempo no menor de 5 min ni mayor de 10 min, para permitir la distribución de la humedad y una absor- Nota del traductor: la cantidad de cemento Por agregar daba CaIcUlarSa corno Porcentaie del Pesa saco al horno de la muestra de ~1.10. Por tanto, debe Conocarsa al contenido da humedad del walo en el momento da hacer la mezcla para calcular el peso corraapondlenm de sualo seco al horno.
  • 15. clon, desmenuce completamente la mezcla sin reducir el ta- maño natural de las partlculas, pase la muestra por la malla No. 4 y vuelva a mezclar. 4.2 Elabore una probeta compactando la mezcla de sue- lo-cemento en el molde con el collar colocado, en 3 capas iguales de tal forma que el espesor total compactado sea aproximadamente de 12,5 cm. Compacte cada capa con 25 golpes de martillo con una altura de caída de 30,48 cm por encima de la superficie del suelo-cemento cuando use un martillo manual, o de aproximadamente 30.48 cm por en- cima de la superficie final de cada capa por compactar, cuando se use un martillo mecánico. Los golpes deben dis- tribuírse uniformemente sobre la capa que se está compac- tando. Durante la compactación el molde se debe apoyar en una base uniforme y rígida (ver vota 3). Despues de com- pactada la probeta, quite el collar, corte cuidadosamente el material compactado que sobresalga del molde con un cuchillo o un enrasador y pese el molde con aproximación de 5 g. Divida el peso de la muestra compactada y el molde menos el peso del molde, entre 943,9 cm3 obteniendo asi el peso por centímetro cúbico (W, ) de la mezcla de suelo-cemento compactado. Nota 3. Cualquiera de las siguientes bases se considera satis- factoria para colocar el molde durante la compactación del suelo: un bloque de concreto de peso no menor de 90 kg soportado por una fundación relativamente estable; un piso firme de concreto; y, en el campo, superficies como las que se encuentran en puentes, pavimentos, etc. ‘? 4.3 Saque el material del molde y córtelo verticalmente por elcentro.Tome de toda la altura una muestra representati- va del material aue pese no menos de 100 g, pésela inmedia- tamente y séquela en un horno a 110 k 5OC por lo me- nos durante 12 horas o hasta peso constante. Calcule el contenido de agua de la muestra como se explica en la sec- ción 7. Anote el resultado como el contenido de agua, w, 9 de la mezcla de suelo-cemento compactado. äl 4.4 Desmenuce completamente el resto del material de la probeta hasta que pase por la malla No. 4 (4,75 mm) se- , gún se juzgue a simple vista y agréguelo al material sobrante de la muestra que se está ensayando. Añada la cantidad su- ficiente de. agua para incrementar en uno a dos puntos la humedad de la mezcla de suelo-cemento. Mezcle y repita el procedimiento explicado en los párrafos 4.2 y 4.3 para ca- da incremento de agua. Continúe esta serie de determinacio- nes hasta que haya una disminución o se mantenga constan- te el peso húmedo por centimetro cúbico, W,, de la mezcla de suelo-cemento compactado. Nota 4. Este procedimiento se sigue satifactoriamente en la mayor ía de los casos. Sin embargo en ocasiones cuando el suelo es frágil y la compactación repetida reduce significa tivamente el tamaiio de las partículas, debe usarse una muestra nueva de material para cada determinación del contenido de agua y densidad. METODO 8. PARA MATERIAL QUE PASA LA MALLA DE 3/4 ” ( 19 mm) 5. Muestra 5.1 Prepare la muestra tamizándola sobre la malla No. 4 (4,75 mm); disgregue el retenido sin reducir el tamafio na- tural de las partlculas y vuelva a tamìzar sobre la malla No. 4 (4.75 mm). Si es necesario puede secarse previamente la muestra hasta que sea desmenuzable con una espátula. El secado puede hacerse al aire o con un secador, pero sin so- meter la muestra a temperaturas mayores de 60°C. 5.2 Tamice la totalidad del material retenido en la ma- lla No. 4 (4.75 mm) sobre las mallas de 76 mm, 19 mm y No. 4, descartando el agregado retenido en la malla de 76 mm. Determine el porcentaje, referido al peso seco al horno sobre la muestra total*, del material retenido en las mallas de 19 mm y No. 4 (4,75 mm). Sature el material que pasa la malla de 19 mm y es retenido en la No. 4 (4,75 mm), mediante inmersión en agua pota- ble. Este agregado, en estado superficialmente seco, se re- querirá en una etapa posterior de: ensayo. Nota No. 5. La mayorfa de las especificaciones de construc- ción de suelo-cemento referentes a la gradación del suelo, limitan el tamaño máximo del material a 76 mm o menos. 5.3 Seleccione y mantenga separadas muestras represen- tativas del suelo que pasa la malla No. 4 (4,75 mm) y del agregado saturado y superficialmente seco** que pasa la malla de 19 mm y es retenido en la No. 4 (4.75 mm) hasta formar una muestra con peso total no inferior a 5 kg. El porcentaje, referido a peso seco al horno, del material que pasa la malla de 19 mm y se retiene en la No. 4 será igual al que en la muestra total pasaba la malla de 76 mm y se re- tenía en la No. 4. 6. Procedimiento 6.1 Agregue a la fracción que pasa la malla No. 4 la cantidad de cemento necesaria*** para la muestra total des- crita en la sección 5.3, el cual debe satisfacer las Especifi- caciones para Cemento Portland (AASHTO M 85),.Especifi- caciones para Cemento Portland con Aire Incluído (AASHTO M 134) o Especificaciones para Cemento Portland de Esco- ria de Altos Hornos (AASHTO M 151). . Npta d e l tradu~tpr. Por”muestratotal” se entiende el material resultante despubs de eliminar el agregado mayor de 76 mm. . . La humedad del agregado grueso en condicibn saturada y superfitialmenta seca se denomlna “absorci6n”. ..* Ver nota oel traoucror en Ia página 10
  • 16. Mezcle el cemento y el suelo completamente hasta lograr un color uniforme. Cuando sea necesario agregue agua a esta mezcla de suelo-cemento y facilite la dispersión de la hume- dad como se describió en el método A, Sección 4.1, Des- pués da esta preparacíón, agregue a la mezcla de suelo ce- mento que pasa la malla No. 4, el material saturado y super- ficialmente seco y mezcle cuidadosamente 6.2 Elabore una probeta compactando la mezcla prepa- rada de suelo-cemento en el molde (con el collar colocado), enrase y pese la muestra compactada, como se deskribió en el método A, Sección 4.2. Durante la operación de enrasa- do elimine todas las partkulas que sobrepasen el extremo superior del molde. Corrija todas las irregularidades de la su- perficie rellenándolas a mano con material fino y enrasan- do nuevamente la probeta con el enrasador. Reste al peso de la muestra compactada y el molde, el peso del molde y divida entre 943,8 cm3 anotando el resultado como el peso húmedo por CmJ, W,, de la mezcla de suelo-cemento com- pactado. 6.3 Saque el material del molde y tome una muestra pa- ra determinar el contenido de agua según lo descrito en el Método A, Sección 4.3, excepto que la muestra húmeda de- berá pesar no menos de 500 g. Registre el resultado como el contenido de agua, w, de la mezcla del suelo-cemento com- pactado. 6.4 Desmenuce el resto del material, como anteriormen- te se hizo, hasta que pase por la malla de 19 mm y al menos el 90 O/o de las partícuk que pasan por la malla No. 4, efectivamente pasen esta malla según se juzgue a simple vista, y mézclela con el resto de la muestra. Añada la canti- dad de agua suficiente para incrementar la humedad de la mezcla de suelo-cemento en uno o dos puntos, mezcle y repita el procedimiento descrito en los ptirrafos 6.2 y 6.3 para cada incremento de agua. Continúe esta serie de deter- minaciones hasta que se observe una disminución o ningún cambio de peso húmedo por centlmetro cúbico, W,, de la mezcla de suelo-cemento compactado. CALCULOS E INFORME , 7. cálculos I , Calcule el contenido de humedad y el peso aparente seco , por centimetro cúbico de la mezcla de suelo-cemento com- , pactado para ceda determinacibn, en la siguiente forma: I I A - B w = x 100 B - C 1 I W, ‘w = x 100 w +100 donde: w= contenido de humedad de la muestra, en %. A = peso del suelo-cemento húmedo más la cápsula (g) B = peso del suelo-cemento seco más la cápsula (g) C = peso de la cápsula (g) W = peso seco al horno del suelo-cemento compactado en g por centlmetro cúbico. w, = peso húmedo de suelo-cemento compactado en g por centímetro cúbico. 8. Relación humedaddensidad 8.1 Deben hacerse los cálculos indicados en la sección 7 para determinar el contenido de humedad y el correspondien- te peso seco al horno por centfmetro cúbico (densidad) de cada muestra de suelo-cemento compactado. Los pesos se cos al horno por centímetro cúbico (densidades) de la mez- cla de suelo-cemento se dibujarán como ordenadas y los correspondientes contenidos de humedad como abscisas) 8.2 Contenido óptimo de humedad. Una vez que las densidades y los correspondientes contenidos de agua de la mezcla de suelo-cemento han sido determinados y dibuja- dos como se indicó en el párrafo 8.1, ligando estos puntos con una Ilnea suave se obtendra una curva. El contenido de humedad correspondiente al punto más aI+ de la curva se llama “contenido óptimo de humedad” de la mezcla de suelo-cemento según el procedimiento de compactación prescrito en esta especificación. 8.3 Densidad máxima. El peso al horno por centlmetro cúbico de la mezcla de suelo-cemento correspondiente al “contenido óptimo de humedad” se llamará “densidad máxima” según el procedimiento de compactación prescrito en esta especificación. 9. Informe El informe deberá incluir lo siguiente: 9.1 El contenido óptimo de humedad y 9.2 La densidad máxima. METODO NORMAL PARA ENSAYO DE HUMEDECI- MIENTO Y SECADO DE MEZCLAS COMPACTADAS DE SUELO-CEMENTO AASHTO T 136 - 70 1. Objeto 1.1. Estos métodos de ensayo comprenden los procedi- mientos usados parã determinar las pérdidas, cambios de humedad y cambios de volumen (expansión y contracción)
  • 17. y secado repetidos en muestras de suelo-cemento endurecido. Las muestras son compactadas en un molde, antes de la hi- dratación del cemento, con su contenido óptimo de hume- dad y su densidad máxima según el procedimiento de com- pactacìón descrito en la Especificación AASHTO T 134-70. 1.2 De acuerdo con la gradación del suelo, existen dos métodos para la preparación de las muestras v la elabora- ción de las probetas. Estos son: Método A, para material que pasa la malla No. 4. Este mti- todo se usa cuando el 1 OO O/o del material pasa la malla No. 4 (4,75 mm). Secciones 3 a 5. Método 8, para material que pasa la, malla de 19 mm. Este método se usa cuando una parte de la muestra de suelo se retiene en la malla No. 4. Secciones 6 a 8. 2. Aparatos 2.1 Molde. Un molde cilIndrico de metal con una capa- cidad de 943,9 2 8,5 cm3, diámetro interior de lo,16 2 0,05 cm y altura de ll ‘64 2 0,Ol cm, para compactar probetas de mezclas de suelo-cemento de este tamaíio. El molde estará provisto de un collar removible de aproxima- damente 6 cm de altura. El molde puede ser del tipo par- tido, formado por dos secciones semicirculares o por un tramo de tubería cillndrica, partido perpendicularmente a su circunferencia, de tal forma que puedan unirse para for- mar un solo cilindro de las dimensiones descritas anterior- mente. Tanto el molde como el collar deben construírse para que puedan fijarse sólidamente a una base removible. 2.2 Martillo 2.2.1 Operado manualmente. Un martillo metálico con una cara plana de 5,08 + 0.01 cm de diámetro y un peso de 2 497 2 9 g. El martillo estará equipado con un tubo gula adecuado que controle la calda desde una altura de 30.48 + 0,15 cm por encima de la superficie del suelo-cemento. El tubo guía debe tener al menos cuatro aberturas con diá- metro no menor de 0,95 cm espaciadas aproximadamente 900 y alejadas 1.90 cm de los extremos; tendrá la suficien- te holgura para permitir la calda libre del eje y cabeza del martillo. 2.2.2 Operado mecánicamente. Un martillo metálico equi- pado con un aparato para controlar la caída libre desde una altura de 30,48 f 0115 cm por encima de la superficie de suelo-cemento. El martillo tendrá una cara plana circular de 5,08 !I 0,Ol cm de diámetro y un peso de 2 497 _+ 9 g. Nota 1: El martillo mecanice debe calibrarse con varios ti- pos de suelo, en mezclas de suelo-cemento, y el peso debe ajustarse, si es necesario, para dar la misma relacion de den- sidad-humedad obtenida con el martillo de operacion ma- nual. Puede ser poco pr&tico ajustar el aparato mecánico para que la calda libre sea 30,48 cm cada vez que el martillo se deja caer, como se hace con el martillo operado manual- mente. Para hacer el ajuste de caída libre, la porción de sue- lo-cemento que recibe el golpe inicial debe comprimirse li- geramente con el martillo, para establecer el punto desde el cual se miden los 30.48 cm de caIda. Los golpes siguien- tes sobre la capa de suelo-cemento que se está compactando pueden aplicarse todos soltando el martillo desde una altura de 30.48 cm sobre la superficie inicial de suelo-cemento; cuando el aparato mecánico posea un ajuste de altura para cada golpe, todos los golpes siguientes deben tener una al- tura de caída libre del martillo de 30,48 cm, medida desde la superficie de suelo-cemento compactada en el golpe an- terior. 2.2.3 Cara del martillo. En los martillos mecánicos puede utilizarse también una cara plana formada por sectores cir- culares, con la condición de que se indique en el informe. La cara estará formada por tres sectores de un círculo de lo,16 i 0,05 cm de diámetro y tendrá un área igual a la del martillo de cara circular. 2.3 Extractor de muestras. Un gato o cualquier otro dispositivo que sirva para extraer del molde las muestras compactadas. No se necesita cuando se emplea molde del tipo partido. 2.4 Balanzas. Una balanza con una capacidad mlnima de ll ,35 kg y sensibilidad de 5 g y otra de capacidad mínima de 1 000 g y sensibilidad de 0,l g. 2.5 Hornos. Un horno para el-secado de muestras húme das controlado termostáticamente para que mantenga la temperatura a 110 i 5OC y otro para el secado de probetas de suelo-cemento compactado que mantenga la temperatu- ra a 71 + 3OC. 2.6 Cámara húmeda. Una cámara húmeda o depósito capaz de mantener una temperatura de 21 i 1,7“C y una humedad relativa del 100 Olo, para almacenar durante 7 días las muestras compactadas. 2.7 Tanque de agua. Un tanque adecuado para sumergir en agua a temperatura ambiente probetas compactadas. 2.8 Cepillo de alambre. Un cepillo hecho de alambre li- so No. 26 de 50,8 mm por 1,58 mm formado por 50 gru- pos de alambres cada uno, distribu(dos en 5 filas longitu- dinales y 10 filas transversales y montados en un trozo de madera de 6,5 cm x 19 cm. f producidos por humedecimiento
  • 18. 2.9 Enrasador. Un enrasador metálico y rigido de por lo menos 25,4 cm de longitud con un borde biselado, y al me- nos con una superficie longitudinal plana con una toleran- cia de 0,025 cm por cada 25,4 cm de longitud dentro de la porción usada para el desbastado final del suelocemento (Nota 2). Nota 2. El borde biselado puede utilizarse para el desbasta- do final si est8 verdaderamente dentro de la tolerancia de 0,025 cm por cada 25,4 cm de longitud. Sin embargo, con el uso continuo el borde cortante puede desgastarse excesi- vqmente y llegar a ser inadecuado para desbastar el suelo a nivel del molde. El enrasador no debe ser tan flexible que el terminado de la superficie del suelo con el borde cortante produzca una superficie cóncava de suelo-cemento. i.10 Mallas. Mallas de 76 mm W’), 19 mm (3/4”) y 4,75 mm (No. 4) según las Especificaciones para Mallas destina- das a Ensayos seguidos (AASHTO M 92). 2.11 Herramientas para mezclado. Herramientas varias como cucharas, llana y espátula o un dispositivo mecánico adecuado para mezclar cuidadosamente el suelo, el cemento y el agua. 2.12 Cuchillo. Un cuchillo de aproximadamente 25 cm de largo para desbastar el extremo superior de las muestras compactadas. 2.13 Escarificador. Un escarificador de 6 puntas (como un picahielo) o algún otro dispositivo similar para raspar la superficie lisa que queda al compactar la primera y segunda capas de la probeta. 2.14 Recipiente. Un recipiente plano y circular de 30 cm de diámetro y 5 cm de altura para humedecer mezclas de suelo-cemento. 2.15 Medidor. Un instrumento de medición adecuado pa- ra determinar, con una aproximación de 0,025 cm, las altu- ras y diámetros de las muestras. 2.16 Bandejas adecuadas para preparar el materialk para manejar las probetas. 2.17 Cilindro graduado. Un cilindro graduado de vidrio, de 250 cm3 de capacidad, para medir agua. 2.18 Cápsulas. Cápsulas adecuadas para muestras húme- das, con tapas ajustadas para prevenir pérdida de humedad antes o durante el pesaje. METODO A. MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 4 (4,75 mm) 3. Preparación del material 3.1 Prepare la muestra de suelo de acuerdo con el proce- dimiento descrito en el Método A (Sección 3) de los Méto- dos de Ensayo para Relaciones Humedad-Densidad de Mez- clas de Suelo-Cemento (AASHTO T 134). 3.2 Tome la cantidad suficiente del suelo, preparado se- gún lo descrito en el párrafo 3.1, para compactar dos probe- tas (Nota 3) y obtener las muestras necesarias para determi- nar la humedad. Nota 3 (Opcional). Generalmente se requiere una sola pro- beta (identificada como No. 2) para la prueba de rutina. La otra (identificada como No. 1) se usa en trabajos de investi- gación y para ensayar suelos poco comunes. 3.3 Agregue al suelo la cantidad necesaria* de cemento que debe satisfacer las Especificaciones para Cemento Port- land (AASHTQ M 85), Especificaciones para Cemento Port- land con Aire incluido (AASHTO M 134) o Especificacio- nes para Cemento Portland de Escoria de Altos Hornos (AASHTO M 151). Mezcle el cemento y el suelo hasta obte- ner un color uniforme. 3.4 Agregue la suficiente cantidad de-agua potable para incrementar el contenido de humedad hasta el óptimo’* y mézclela. Cuando el suelo sea altamente arcilloso, compacte la mezcla de suelo, cemento y agua en un reci- piente hasta un espesor de 5 cm empleando el martillo des- crito en la sección 2.2.1 o un pisón de mano similar, cubra y deje reposar la muestra no merlos de 5 min ni más de 10 min para permitir la dispersión de la humedad y una absor- ción más completa del suelocemento. Después del período de absorción desmorone completamente la muestra, sin re- ducir el tamaiio natural de las partículas, hasta que pase la malla No. 4 (4,75 mm) según se juzgue a simple vista, y vuelva a mezclar. 4. Moldeo de probetas 4.1 Elabore una probeta compactando inmediatamente la mezcla de suelo-cemento en el molde (con el collar colo- cado) y después enrase de acuerdo con el Método A, Sec- ción 4.2 de la Especificación AASHTO T 134. Adicional- mente escarifique la superficie de la primera y segunda capas para eliminar las caras lisas de compactación antes de colocar y compactar las capas siguientes. Esta escarificación se deberá hacer formando ranuras según ángulos rectos de aproximadamente 3 mm de ancho y 3 mm de profundidad y separadas aproximadamente 6 mm. Durante la compacta- ción tome una muestra representativa de suelocemento que pese no menos de 100 g, pésela inmediatamente y tiquela en un horno a 1 lOf5OC por un tiempo no menor de 12 ho-
  • 19. ras o hasta peso constante. Calcule el porcentaje de hume- con un golpe firme, correspondiente aproximadamente a dad como se describió en la Sección 7 de la Especificación 1,40 kg de fuerza (Nota 5). Para cubrir dos veces los lados AASHTO T 134 para verificar el contenido de humedad de la probeta se requieren. de 18 a 20 cepilladas verticales de diseño. y 4 para cada extremo. 4.2 Pese la probeta y el molde, extraiga la muestra y cal- cule el peso unitario seco al horno de cada probeta para verificar la densidad de diseño. 4.3 Identifique la probeta con una etiqueta met&lica (u otro dispositivo adecuado) como la No. 1 (Nota 3) jun- to con las otras marcas de identificación necesarias y utilí- cela para obtener cambios de humedad y volumen durante la prueba. 4.4 Prepare una segunda probeta tan rápidamente como sea posible y determine el porcentaje de humedad y el peso seco al horno como se describió en los parrafos 4.1 y 4.2. Identifique esta probeta como la No. 2, junto con las otras marcas de identificación necesarias y utilícela para obtener datos de la pérdida de suelo-cemento durante la prueba. 4.5 Determine el diámetro y altura promedios de la pro- beta No. 1 y calcule su volumen. 4.6 Coloque las probetas en bandejas adecuadas en la cá- mara húmeda, protegidas de agua libre, durante un perl’odo de 7 días. Pese y mida la probeta No. 1 al final de los 7 días del período de almacenamiento con el fin de ohtener los datos necesarios para calcular su contenido de humedad y su volumen. Nota 4. Es importante que todas las medidas de altura y i diámetro tengan una aproximación de 0.25 mm y que sean tomadas siempre en los mismos puntos de la probeta. 5 . Procedimiento 5.1 Al final del almacenamiento en la cámara húmeda, sumerja las probetas en agua potable a la temperatura am- tiente durante un periodo de 5 horas y luego retírela. Pese y mida la probeta No. 1 (muestra para cambios de volumen v densidad). 5 . 2 Coloque amba9 probetas en un horno a 71°C f 3OC durante 42 horas. Pese y mida la probeta No. 1. Dé a la probeta No. 2 (probeta para pérdidas de suelo-cemento) 2 golpes firmes en todas las caras con el cepillo de alambre. El cepillo deberá mantenerse can su eje lingitudinal paralelo al eje longitudinal de la probeta o paralelo a sus extremos según sea necesario para cubrir toda el área de la probeta. Aplique estos golpes a todo lo alto y ancho de la probeta Nota 5. Esta presión se mide en la siguiente forma: Coloque la probeta en posición vertical sobre la plataforma de una balanza y ajusto la escala en cero. Aplique cepilladas vertlca- les a la probeta y obsérvese la fuerza necesaria para regis- trar aproximadamente 1,40 kg. 5.3 Los procedimientos descritos en los párrafos 5.1 y 5.2 constituyen un ciclo (48 h) de humedecimiento y seca- do. Sumerja nuevamente las probetas en agua y continúe el procedimiento durante 12 ciclos (Nota 6). La probeta No. 1 se puede descontinuar antes de los 12 ciclos si las medicio- nes resultan inexactas debido a las pérdidas de suelocemen- to (Nota 7). Nota 6. Cuando se efectúen investigaciones o pruebas espe- ciales, se hacen determinaciones del peso de la probeta No. 2 antes y después del cepillado y al final de cada ciclo. Nota 7. Si no es posible llevar a cabo continuamente los ci- clos debido a doniingos y días festivos o por cualquier otra razón, las probetas deben mantenerse en el horno durante estos per íodos. 5.4 Después de los 12 ciclos de prueba, seque las probe- tas hasta peso constante a 11 OoC 2 5 y péselas para deter- minar su peso seco al horno. 5.5 Los datos registrados permitirán calcular los cam- bios de volumen y humedad de la probeta No. 1 y las pérdi- das de suelo-cemento de la probeta No. 2 después de los 12 ciclos de prueba descritos. METODO B . M A T E R I A L Q U E P A S A L A M A L L A D E 19 mm (3/4’) 6. Preparación del material 6 . 1 Prepare la muestra de suelo de acuerdo con el méto- do B (sección 5) de los Métodos de Ensayo para Relaciones Humedad-Densidad de Mezclas de Suelo-Cemento (AASHTO T 134). 6.2 Seleccione y mantenga separadas muestras represen- tativas del suelo que pasa la malla No. 4 (4,75 mm) y del material saturado y superficialmente seco que pasa la malla de 19 mm y es retenido en la malla No. 4, de tal forma que el material total sea suficiente para elaborar (Nota 3) dos probetas compactadas y para obtener las muestras necesa- rias para los ensayos de humedad. El porcentaje, referido al peso seco al horno, del agregado que pasa la malla de 19
  • 20. mm y es retenido en la No. 4, deberá ser el mismo que pasa la malla de 76 mm y es retenido en la No. 4 en la muestra original. 9. Cálculos e informes Calcule los cambios de volumen y humedad y las pérdidas de suelocemento de las probetas como sigue: 6.3 Agregue a la muestra que pasa la malla No. 4 la can- tidad de cemento necesaria* para la muestra total descrita en la Sección 6.2, el cual debe satisfacer las Especificaciones para Cemento Portland (AASHTO M 851, Especificaciones para Cemento Portland con Aire Incluído (AASHTO M 134) o Especificaciones para Cemento Portland de Escoria de Altos Hornos (AASHTO M 151). Mezcle el cemento y el suelo hasta obtener un color uniforme. 9 . 1 Calcule la diferencia entre el volumen de la probe- ta No. 1 cuando fue elaborada y los volúmenes posterio- res, como un porcentaje del volumen original. 9.2 Calcule el contenido de humedad de la probeta No. 1 al momento del moldeo y los contenidos de agua poste- riores como un porcentaje del peso original de suelo seco al horno de la probeta. 6.4 Agregue a la muestra que pasa la malla No. 4 la can- tidad de agua suficiente para aumentar el contenido de agua al óptimo** de la mezcla total de suelo-cemento prescrita en el párrafo 6.2. Facilite la dispersión de la humedad como se describió para el Método A en la Sección 3.4. 9.3 Corrija el peso seco al horno de la probeta No. 2 ob- tenida en la Sección 5.4, por el agua que ha reaccionado con el cemento y suelo durante la prueba y es retenida en la probeta a 1 lOoC en la siguiente forma: 6.5 Después de la preparación de la mezcla como se A describió en los párrafos 6.1 a 6.4, añada el agregado satu- Peso seco al horno corregido = - x 100 rado y superficialmente seco a la mezcla y revuelva cuida- B dosamente. donde : 7 . Preparación de las probetas. 7.1 Prepare inmediatamente una probeta compactando en el molde (con el collar colocado) la mezcla de suelo-ce- mento y despu& enrase de acuerdo con el Método B, Sec- ción 6.2 de la Especificación AASHTO T 134; además con- forme se va colocando en el molde la mezcla para cada ca- pa, se distribuye en el interior del molde con un cuchillo antes de la compactación para obtener una distribución uniforme del material retenido en la malla No. 4 y escarifi- que las superficies de la primera y segunda capas como se describió para el método A, Sección 4.1 de esta Especifica- ción. Durante la compactación tome una muestra represen- tativa de la rn-ezcla de suelo-cemento que pese no menos de 500 8, pksela inmediatamente y skquela en un horno a 110 2 5O C cuando menos 12 horas o hasta peso constante para ve- rificar el contenido de humedad de diseño. Prepare en la misma forma una segunda probeta, tan rápidamente como sea posible. A = peso seco al horno después de secado a ll Oo C B = 100 más el porcentaje de humedad retenida en la probeta. El porcentaje de humedad retenida en la probeta No. 2 des- pués del tecado a 1 lOoC, y que será usado en la fórmula an- terior, se puede considerar que es igual al porcentaje de hu- medad retenida en la probeta No. 1. Cuando la probeta No. 1 no se moldea, el dato anterior no se conoce; se usan entonces los valores promedios prescri- tos en la Tabla 1. TABLA 1 7.2 Pese cada probeta compactada para verificar la den- sidad de diseño, identifique, mida la probeta No. 1, (Nota 3) ponga ambas probetas en el cuarto húmedo y mida nue- vamente la probeta No. 1 al final del periodo de 7 días de almacenamiento como se describió para el Método A en la Sección 4.2 a 4.6 (Nota 4, página 19). HUMEDAD PROMEDIA Wo) RETENIDA DES- PUES DE SECADO A 1lWC. 8. Procedimiento Proceda en igual forma que en el Método A, Sección 5. A 4 , A S . “er nota del Traductor en la Página 14 . . Ver Nota del Traductor en la Pdgind 18 2 0
  • 21. 9.4 Calcule la pérdida de suelo-cemento de la probeta No. 2 como un porcentaje de su peso seco original, en la si- guiente forma: A Pérdida de suelo-cemento en porcentaje z-x 100 0 donde: A = peso seco al horno original calculado menos el peso seco final y corregido. B = peso seco al horno original calculado. 10. . Informe El informe deberá incluir lo siguiente: 10.1 La humedad óptima y la densidad máxima de diseño de las probetas. 10.2 El contenido de humedad y la densidad obtenida en las probetas moldeadas (Nota 8). Nota 8. Una buena práctica de laboratorio permite las si- guientes tolerancias entre los parámetros de diseño y los obtenidos en las probetas moldeadas: Contenido de humedad 2 1 punto Densidad + 5 0 kg/m3 10.3 El contenido de cemento de diseño, en porcentaje, de las probetas moldeadas. 10.4 El contenido de cemento en porcentaje, obtenido en las probetas moldeadas*. 10.5 El cambio de volumen máxfmo, en porcentaje, y el contenido máximo de humedad de la probeta No. 1 durante el ensayo. 10.6 Las pérdidas de suelo-cemento, en porcentaje, de la probeta No. 2. A N E X O 2 PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO Este anexo contiene ,una lista de los equipos de laboratorio necesarios para los ensayos de dosificación de mezclas de suelo-cemento, así como un esquema de los procedimien- tos y ejemplos de los formatos de registro. CARACTERIZAClON). Cuarteador. Balanzas (de 20 kg, 5 kg y 300 g) Tamices: 3”, 2”. 1/2”, 1”, 3/4”, 3/8”, No. 4, No. 10. No. 20, No. 30, No. 40, No. 60, No. 100, No. 200. En mm: 76 50 - 38 - 25 - 19 - 9.8 - 4.8 - 2.0 - 1,2 . 0.6 - 0.42 - 0,30 - 0.15 - 0,07. Hidrómetro calibrado, tipo 151 H ó 152 H de la ASTM. Agitador eléctrico para suelo fino. Agente dispersor (defloculante), tal como Na$iO,, etc. Horno (110 2 5O C) para determinar humedades. Cilindro graduado de vidrio (probeta) de 1 000 ml. Termómetro. Vaso de vidrio (beaker) de 250 ml. Picnómetro. Baño-María (suficiente para hervir el picnómetro). Equipo para Ilmites de Atterberg. Molde de compactación Proctor Normal. Martillo de compactación Proctor Normal. Cámara húmeda (100 o/. de humedad relativa). Puede construirse con relativa facilidad. Prensa de 2 500 a 5 000 kg de capacidad, con velocidad controlable. Equipo para “refrentar” (capping) cilindros de 10 cm de diámetro. Gato para extraer cilindros del molde de compactación. Recipiente para saturar cilindros de 10 cm de diámetro por ll ,5 cm de altura. General (recipientes, bandejas, morteros, espátulas, etc.). Nota del traductor: La obtencl6n del contenido real de cemento de Una probeta de suelo.c4mento est& regulada por I* ~lpecifi~~i~n AASHTO T 144-70. CUVã C+CUcibn eS dlficil. Como “0 parece prhctico llevar a cabo esta dsterminsci6n en el leboratorlo, y ,,,.nol aún en eI campo, CI nece$ario controlar cuidadosamente la adicibn de cemento sn Ias cantidades previstas, -e-v EOUIPO NECESARIO PARA DOSIFICACION DE MEZ- CLAS D E SUEL O-CEMENTO. (I NCL UYE N D O ENSAYOS DE
  • 22. IJIAQKAMA No I PREPARACION D E M U E S T R A S Y E N S A Y O S D E CARACTERIZACION D E S U E L O S DIAGRAMA DE FLUJO EN EL LAGORATtXIO jtUsuolmente las especificaches limitan a ISnvn($) el torna60 ma’ximo de agregado para bases gmnu - lares,sueb cemento etc. En tal coso el material retenido en ese tamíz se pesa pero no se tine en cuento en los cdculos de gronulametría. (Debe des - conlame del peso total, W, de la muestra.) 4 2 2
  • 23. D I A G R A M A Nt, 2 DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA PREPARACION DE MUESTRAS PARA COMPACTAR PROBETAS DE SUELO-CEMENTO (AA$HTO-ESPECIFICACIONES T l 3 4 Y T 135) METODO A- PARA MATERIAL QUE PASA 100% LA MALLA No 4
  • 24. b DIAGRAMA No 3 DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA PREPARACION DE MUESTRAS PARA COMPACTAR PROBETAS DE SUELO-CEMENTO (AASHm-ESPECIFICACIONES T l 3 4 Y T 135) METODO B- P#RA MATERIAL CON RETENIDO EN LA MALLA No4 + So pesa smx al airo; se calculan pesas secos al horno 9l-U t = % do crmrnto rn pero con rrlocibn 0 W
  • 25. DISEnO DE MEZCLA DE SUELO - CEMENTO. R E S U M E N D E RESULTADOS LIMITE INDICE G R A V E D A D HUMEDAD M CONTENIDO HUMEDAD PESO “N,TAR,O RESISTENCIA A PERDIDA EN PERDKIA P( EHSlt MUESTRA LI OUIDO PLASTICO ESPECIFICA ” IGROSCOPICA A B S O R C I O N s DE CEMENTO OPTIMA SECO MAXIMO COMPRESION A ENSAYOS DE YO CE CONGELA- . u E LOS 7 DIAS SECADOY WJrcc CION Y DESHIELO NE % Yo E 7 .~ % 0’0 % % % L c .~~ ..-~ kdm3 kg /cm2 % 0 L A 60 I IIIII, , I 1 ..~_ ~~. ._ OI 4 3 I I I 2 ‘9976 514 3 100 10 I i ,y 6 ! ;! i 1 titttt t 4~ t L IB6765 4 3 1967654 2 , 0 2 3 O,I l O,Ol , 0.00 I I l TAMAfiO DEL IGRANO Et4 M I L I M E T R O S ( 1 I I l ~- GRUESO % FINO % GRUESA % F I N A % CASCAJO ARENA - L I M O % ARCILLA %
  • 26. I - ENSAYO DE COMPACTACION DE SUELO4XMNTO FECMA co0160 uuESlR* 1 I I I I I I I 1 DATOS DEL ENSAYO SUELO GRUESO % ABSORCION % HUMEDAD HIGROSCOPICA % CONTERIDO DE CEMENTO POR P E S O D E S U E L O S E C O % COMPOSICIO N D E L A M E Z C L A SUELO SECO tllJMED0 PESO DEL SUELO (g) GRUESO FINO TOTAL PESO DE CEMENTO (g) - c w m 0 a 0 so - I - 2 3 4 c 6 7 - PESO DE PROBETA HUNEDA t C I L I N D R O (PI DETERMINACION DE LA HUMEDAD (0) L I PESO UNITARKI PEGO DE PESO OEL FEycE MUYEDAO MEZCLA NEZCIA CAPSUU AGud SECA S E C A (0) (Q) (Q) (OhI (kg/ms 1 ( kghsl 1 I R E S U L T A D O S 1 Wm’ 1 1 PESOUNITARI) SECO MAXINO 1 HUNEWD OPTINA I % I 1 PROPIEDADES #DICE DE LA MUESTRA 1 LIMITE LIQUIDO % LIYITE PLASTICO % EJECUTO CAlWLO REVISO MSTlTWO~DEñKW)UCIDRESDECEIENTO-ICPC
  • 27. 2- ENSAYO DE ~COMPRESIOhJ DE PROBETAS DE SUELO-CEMENTO F E C H A DATOS DEL ENSAYO 1 PESO UNITARIO SECO NAXINO kgh3 WUNEDAD OPTIMA % S U E L O G R U E S O % ABSORCION % HUMEDAD HIDROSCOPICA 96 CONTENDO DE CUNTO Rw) PESO DE SU&0 SFCO % , CODIGO NUESTRA I l I I I 1 l ! DATOS DE APARATOS PROBETA No CILINDRO No I 2 3 VOLUMEN DEL CILINDRO (CmS) PESO DEL CILINDRO (0 ) C O M P O S I C I O N D E L A ME2 C L A ( M O L D E A D O ) S U E L O SECO MUMEDO PESO DEL SUELO (g) G R U E S O FINO TOTAL PESO DE CEMENTO ( g ) P E S O TDTAL CANTIDAD DE AGUA DE U MEZCLA D E SUEU) + LLEVADA POR LLEVADA POR NECESARIA EL SUELO EL SUELO TEORICA #)R PERDlM P O R EVAPORMIOR CENElUTo. SECA AQREB*R ( 0.5% 1 POR AQREBAR BRUESO FIW (0 1 (Q) (SI) (g) (0 1 (!il) (al PESO DE DETERMINACION DE LA HUMEDAD PESO UNITARIO 2 I A F’ROBETA -DE E LA PROBETA PESO DE PESO DE PESO DE z HUNEDA + p CILINDRO HUNEDA M E Z C L A MEZCLA CAPSULA HUNEDAt S E C A + FAs;$ mA;u;EL MEZCLA HUMEDAD MEZCLA SECI MEZCLA SECA WNEM CAPSULA CAPSULA Y o (cl 1 (Q) ( N o ) (g) (a 1 (g) (aI (cl) (%) (kg/m3 1 (kg/m3) I I 2 I I 3 8 CONTENIDO LECTURA 0 FECHA DE DE CEMENTO NOLDEAW FECHA DE EDAD EN FINAL DEL CARGA DE AREA D E RESISTEIICLI Q EN PESO ROTURA DIAS ANILLO DE ROTURA LA PRORETA RESISTENCIA MEDIA CARGA Y o (%) Ikg) (cm21 (kg/cm2) (kg/m+) I ~-- ~___. _--- 2 --_. - 3 L EJECUTO C A L C U L O REVI SO INSTITUTO ~~~)YB~AHO DL PFIDWCTORES DE CENENW-WC
  • 28. 3-RESUMEN’DE ENSAYOS DE SUELO-CEMENTO F E C H A CODIGO MUESTRA 1 I I l I I I I 1 ENSAYOS DE CARACTERIZACION DE SUELOS GRANULOMETRIA % CASCAJO DE 7 6 nnì ( 3’3 GRUESO * 4,5 - CASCAJO DE 43 - FINO A 2P - ARENA DE w lwtl CAVES4 A 0~2 m m ARENA DE 0 . 4 2 - FINA * ops fwn L I M O DE 0,05 mm A 0,005 - ARCILLA INFERIOR A 0 , 0 0 5 m m I N F E R I O R A 0,075 mm I CLASIFICACION UNIFICADA INDICES FISICOS LIMITE LIQUIDO % LIMITE PLASTICO % INDICE P L A S T I C O % HUMEDAD HIGROSCOPICA % ABSOR CION % GRAVEDAD ESPECIFICA CLASIFICACIDN A A S H O ENSAYOS DE SUEUI-CEMENTO ENSAYO DE COMPACTACION ENSAYO DE COMPRESION ENSAYO DE DURABILIDAD POR MOJADO Y SECADO CONTENIDO DE CEMENTO P O R P E S O HUMEDAD DPTIKA % EDAD DE LAS PROBETAS CONTENIDO DE PERD(DA D E P E S O ( DIAS 1 CEMENTO ñw1 PF90 CORREGIM CONTENIDO DE CEMENTO Rb) (%) % POR PESO % PESO UNITARIO SECO MAXIYO (ka/m3) RESISTENCIA PROMEDIO ubh& ‘ CONTENIDO DE CEMENTO POR PESO S E G U N E L METODO: % OBSERVACIONES lNGENIER0 RESPONSABLE. INSTITUTO CUBMGlAlVD DE PRODUCTORES DE CEMENTO-WC