rt-id03011

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Reporte Técnico RT-ID-03/011

Determinación del Contenido de Humedad de Suelos en Horno Microondas

Ing. Silvia Angelone, Ing. Fernando Martínez y Fernanda Airasca

Laboratorio Vial Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras

Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura Carrera Investigador Científico

Universidad Nacional de Rosario

Secretaría de CienFacultad de Ciencias Exactas,

Universidad NacioAv. Pellegrini 250 - 2000

http://www.fceia.u

Disciplina: Ingeniería Civil

Setiembre 2003

cia y Ténología Ingeniería y Agrimensura nal de Rosario Rosario – Argentina

nr.edu.ar/secyt

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El presente reporte está basado en los trabajos efectuados durante la Adscripción a la investigación que llevara a cabo la alumna de grado de la carrera de Ingeniería Civil Fernanda Airasca bajo la dirección de la Ing. Silvia Angelone. Además ya se ha publicado parte de lo producido en los proceedings de GEOTECNIA PATAGONIA 2002 - XVI Congreso Argentino De Mecánica De Suelos E Ingeniería Geotécnica y II Jornadas De Geotecnia De La Universidad Nacional De La Patagonia, Trelew Chubut, noviembre 2002 (“Determinación del contenido de humedad de suelos en horno microondas”) y en la XXXII Reunión Anual del Asfalto, noviembre 2002, Tafí del Valle Tucumán (“Uso del horno microondas para la determinación expeditiva del contenido de humedad de suelos”).

Este documento es publicado por la FCEIA para su consulta externa. El mismo se publica como Reporte de Investigación para divulgación de las tareas científicas que se desarrollan en la FCEIA, Universidad Nacional de Rosario. Los autores conservan los derechos de autoría y copia de la totalidad de su trabajo aquí publicado. Luego de su posterior eventual publicación externa a la FCEIA, los requerimientos deberán dirigirse a los autores respectivos. El contenido de este reporte refleja la visión de los autores, quienes se responsabilizan por los datos presentados, los cuales no necesariamente reflejan la visión de la SeCyT-FCEIA. Tanto la SeCyT-FCEIA como los autores del presente reporte no se responsabilizan por el uso que pudiera hacerse de la información y/o metodologías publicadas. Cualquier sugerencia dirigirla a: [email protected]

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Determinación del Contenido de Humedad de Suelos en Horno Microondas

Ing. Silvia Angelone*, Ing. Fernando Martínez y Fernanda Airasca

Laboratorio Vial Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras

Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura Carrera Investigador Científico

Universidad Nacional de Rosario Resumen La determinación del contenido de humedad de los suelos y de los estabilizados en general, es de corriente uso en laboratorio como en campo. Este parámetro cobra gran importancia cuando se trata de controles de calidad de capas de pavimentos o terraplenes terminadas a través del ensayo Proctor, donde el tiempo de disponibilidad de los resultados es crítico y el uso del método de mechero-sartén conduce a errores significativos debido al sobrecalentamiento que se produce. En este estudio se ha adoptado como herramienta sustitutiva del horno convencional o de la sartén, el horno microondas, considerando que el mismo es capaz de proveer los resultados de humedad en un tiempo corto del orden de los minutos. El propósito de este trabajo es el de validar este método para obtener contenidos de humedades tanto en laboratorio como in situ sobre suelos o estabilizados. Además se describe y analiza el procedimiento del ensayo, los inconvenientes que surgen de la aplicación de la norma ASTM D 4643-00 Norma sobre el "Método de Ensayo para la Determinación del Contenido de Agua (Humedad) en Suelos por Calentamiento de Horno Microondas", y las posibles soluciones. El desarrollo experimental consiste en la determinación del contenido de humedad dentro de un rango amplio de trabajo, para distintos suelos, en forma comparativa entre los hornos convencional y el de microondas, presentándose los resultados obtenidos así como un análisis estadístico de los mismos. Palabras claves: humedades, microondas, materiales, suelos

Moisture Content Determination in Soils by Microwave Oven

Abstract The determination of moisture content in soils and stabilized materials is a current practice in laboratory and field. This parameter is of great importance for the quality controls in compaction of pavements layers by the Proctor Test. In this case, the moisture content must be determined in short periods of time. The use of procedures based on the heating of soils in pans, lead to significant errors due to the overheating of the soil. In this study, the microwave oven has been adopted as an alternative procedure as regard of the conventional oven procedure, considering that the microwave oven is capable of providing water contents in short periods of time. The purpose of this work is to validate this method to obtain the water content in laboratory for soils and stabilized soils. The testing procedure has been standardized by the ASTM D 4643-00 Standard “Test Method for the Determination of Water Content (Moisture) of Soils by Heating in Microwave Oven”. The procedure and the inherent inconveniences derived from the use for specific conditions and different soils are desc s carried out in order to determinate the water content of different soils and granular matconventional oven and the microwave oven in comparative termsthe procedure, some experimental issues and a statistical analysis Key words: moisture, microwave, materials, soils

* [email protected]

ribed. A experimental study wa
erials within a wide range of moisture contents using the . The obtained results, the proposal of improvements for are presented and discussed.

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INDICE

1. Introducción

2. Desarrollo experimental

2.1. Selección del reductor de calor

2.1.1. Potencia del microondas

2.1.2. Temperatura inicial de la solución

2.1.3. Volumen de solución

2.1.4. Preparación y reemplazo de la solución

2.2. Procedimiento de ensayo

2.2.1. Procedimiento de rutina

2.3. Análisis de resultados

2.3.1. Suelo A-4 (8)

2.3.2. Suelo A-7-6 (14)

2.3.3. Suelo A-3 (0)

2.3.4. Suelo A-7-6 (12)

2.3.5. Suelo A-7-6 (12) + 3% de cal

2.4. Resumen de resultados

2.5. Repetibilidad

2.6. Comparación de resultados para ambos hornos

3. Conclusiones

4. Bibliografía

Anexo I Suelo A-4 (8)

Anexo II Suelo A-7-6 (14)

Anexo III Suelo A-3 (0)

Anexo IV Suelo A-7-6 (12)

Anexo V Suelo A-7-6(12) +3% de cal

Anexo VI Repetibilidad

Anexo VII Normas ASTM

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1. INTRODUCCIÓN

El contenido de humedad de un suelo es utilizado en prácticas ingenieriles geotécnicas tanto en

el laboratorio como en el campo. La utilización del Método de Ensayo ASTM D 2216-98

(Método de Ensayo para Determinación en Laboratorio del Contenido de Agua (Humedad) en

Suelo y Roca) (1) para la determinación del contenido de agua en hornos convencionales, puede

consumir mucho tiempo y existen ocasiones en las cuales se necesitan métodos más rápidos. La

utilización de hornos microondas es una alternativa posible.

El calentamiento por microondas consiste en un proceso por el cual el calor es inducido dentro

del material debido a la interacción entre moléculas dipolares del material y un campo eléctrico

alternante de alta frecuencia. Las microondas son ondas electromagnéticas con una longitud de

onda de 1 mm a 1 m.

El uso del horno microondas supone ventajas y desventajas u objeciones. Dentro de las primeras

la principal es el corto tiempo en que se tienen los resultados.

Las principales objeciones al uso del horno microondas para la determinación del contenido de

agua pueden resumirse en:

La posibilidad de sobrecalentamiento del suelo, y la obtención de contenidos de agua más

altos.

Debido a las altas temperaturas localizadas a las que el espécimen está expuesto, en el

calentamiento por microondas, las características físicas del suelo podrían ser alteradas. Puede

ocurrir la desagregación de las partículas individuales, junto con la vaporización o transición

química. Es por eso que se recomienda que los especimenes usados en este método de secado no

se utilicen para posteriores ensayos.

El comportamiento del suelo, cuando se encuentra sometido a la potencia de microondas, es

dependiente de sus componentes mineralógicas, y como resultado no hay un único

procedimiento aplicable a todos los tipos de suelo. Por lo tanto, el procedimiento recomendado

en la norma de ensayo tiene como objetivo servir sólo de guía.

Este método de ensayo es más apropiado para el material que pasa por el tamiz IRAM Nº 4.

Las partículas de mayor tamaño pueden ser ensayadas, aunque, se debe tener en cuenta que se

aumenta la posibilidad de rotura de las mismas.

Los valores obtenidos por este método pueden no ser apropiados cuando se requieren

resultados de alta precisión, o la muestra utilizada para ensayar es extremadamente sensible a

variaciones de humedad.

6

En el presente trabajo se plantea como objetivo, el análisis del procedimiento descrito por la

norma ASTM D 4643-00 “Método de Ensayo para la Determinación del Contenido de Agua

(Humedad) en Suelos por Calentamiento en Horno Microondas” (2), recomendaciones respecto

a la forma de uso del horno microondas y una evaluación de las precisiones de los resultados del

ensayo.

La etapa experimental desarrollada ha consistido en:

a. El análisis de distintos suelos, cuyas partículas pasan el 100 % el tamiz IRAM Nº 4, con

excepción del suelo A3 (0) todo los suelos del estudio pasan el 100% de sus partículas el tamiz

IRAM Nº 10.

b. La determinación del contenido de humedad en un amplio rango por debajo y por encima del

óptimo de compactación, en forma comparativa con el horno convencional y el de microondas

c. La selección de un material o líquido, que colocado en el horno microondas, sea capaz de

absorber la energía luego de que la humedad ha sido quitada del espécimen.

2. DESARROLLO EXPERIMENTAL

El estudio abarca la determinación del contenido de humedad a través del horno convencional y

el de microondas para los siguientes suelos:

Suelo LL

(%)

IP

(%)

ωωωωop

(%)

γγγγdmax

(gr/cm3)

A-3 (0) -- NP 12.9 1.758

A-4 (8) 27,7 8,7 16,0 1,748

A-7-6 (12) 54,7 29,0 26,8 1,495

A-7-6 (14) 47,8 20,1 26,1 1,475

Tabla 1- Suelos ensayados

Se establece la siguiente metodología de trabajo para cada uno de los suelos:

Se considera un rango de estudios del contenido de humedades amplio, comprendido entre

wop ± 5 % aproximadamente

Se valora por lo menos cuatro contenidos de humedades distintos

Se preparan 500 gramos de suelo húmedo para cada contenido de humedad seleccionado.

Luego de homogeneizado y dejado en reposo dentro de una bolsa plástica, hermética en cámara

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húmeda durante 24 horas, se lo divide en cuatro recipientes con 100 gr de suelo húmedo cada

uno. Dos para el horno convencional y dos para el microondas.

Se efectúa el secado en horno convencional según norma ASTM D 2216–98

“Determinación en Laboratorio del contenido de humedad de suelo y roca.”

Se lleva a cabo el secado en horno de microondas de acuerdo al procedimiento descrito en

el punto 2.3 en concordancia con la norma ASTM D 4643-00.

Aclaración: En el procedimiento de trabajo adoptado inicialmente se analizaron los suelos

bajo dos condiciones de trabajo:

Condición 1: Sin alcanzar lo especificado en la norma respecto de la diferencia de las

últimas dos pesadas consecutivas. El error de masa no es menor al 0,1%

respecto al peso inicial de la muestra.

Condición 2: Se respeta que el error de masa sea menor al 0,1% del peso inicial de la

muestra.

2.1. Selección del reductor de calor

Se entiende por sobrecalentamiento de un suelo cuando este está sometido a temperaturas

superiores a los 115 ºC. Esto provoca principalmente la evaporación de la capa adsorbida y

registros de contenidos de humedad más elevados de los que están establecidos por la norma.

El sobrecalentamiento (temperaturas superiores a 115 ºC) de la muestra de suelo puede evitarse

mediante tres formas diferentes y de uso simultáneo:

El uso de una potencia baja del microondas. A menor potencia se requiere más tiempo de

exposición (Figura 1).

El calentamiento por incrementos, junto con el procedimiento de mezclado de la muestra

luego de cada ciclo, evitando la formación de grumos y concentración de puntos de alta

temperatura, y por último,

El uso dentro del microondas de una sustancia reductora de calor

La reducción del calor dentro del microondas se puede lograr, de acuerdo a la norma,

disponiendo dentro del microondas de un recipiente con agua, o con materiales que posean su

punto de ebullición por encima del punto de ebullición del agua, tales como los aceites no

inflamables, que han sido utilizados satisfactoriamente. También se han utilizado ladrillos

humedecidos.

De esto se desprende que el uso solamente de agua no es posible, ya que su punto de ebullición

(100 ºC) es menor que la temperatura de ensayo prevista de 110 ± 5 ºC.

8

La utilización de un ladrillo altamente humedecido no permite conocer a que temperatura se

encuentra por lo tanto es poco operativo, mientras que el uso de aceites es, en algunos casos,

poco higiénico.

Por lo tanto, se seleccionaron como reductores de calor distintas soluciones, concebidas a partir

de tres sales solubles en agua, cuyo punto de ebullición es conocido en función de su

concentración:

Carbonato de potasio (Foto 1)

Acetato de potasio

Yoduro de potasio

Foto 1 – Aspecto del Carbonato de Potasio

Finalmente debido al costo, se decidió trabajar con el carbonato de potasio (K2CO3) de tipo

industrial, en una concentración del 78.5 % P/V (78,5 gr. de K2CO3 en 100 cm3 de agua), que le

corresponde un punto de ebullición de alrededor de 110 ºC. Luego, es posible considerar que

cuando la solución reductora entra en ebullición la temperatura del suelo estará al límite de su

posibilidad de calentamiento, y por lo tanto no sólo sirve como reductor de calor sino como

"indicador" del sobrecalentamiento

Se analiza, por otro lado, la cantidad de solución a colocar. Se concluye que esta depende de:

La cantidad de suelo a secar

La temperatura inicial del reductor

La potencia del microondas

El tiempo de ensayo

La plasticidad del suelo

Con el fin de acortar variables y fijar parámetros experimentales se llevan a cabo algunas

determinaciones previas en el laboratorio.

9

2.1.1 Potencia del microondas

Se analiza para un volumen fijo de 80 cm3 de solución de K2CO3, para distintas potencias del

horno microondas, en que tiempo alcanza los 115 ºC. En base a los resultados que se muestran

en la Figura 1 se adopta una potencia única de ensayo de 8 (640 watts), considerando un tiempo

teórico de ensayo de alrededor de los 4 minutos.

Temp. K2CO3 vs Potencia

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6 7Tiempo (min)

Te

mp

(ºC

)

Pot. 5 Pot. 6 Pot. 7 Pot. 9

Figura 1- Influencia de la potencia del microondas en el tiempo de calentamiento

2.1.2 Temperatura inicial de la solución

Se estudia la influencia de la temperatura inicial del reductor de calor, evidenciándose que si la

temperatura del mismo es superior a la del suelo, se alcanza más rápidamente la temperatura

máxima. Por lo tanto es conveniente que las temperaturas del suelo y del reductor coincidan.

Por ejemplo ambos pueden estar a la temperatura ambiente.

2.1.3 Selección del volumen de solución

El volumen inicial de reductor de calor es otro factor que se estudió para poder llevar adelante la

investigación sobre secado de suelos en microondas.

Para seleccionar un volumen de solución de K2CO3 que permitiera obtener resultados

satisfactorios se realizaron ensayos con este suelo variando la cantidad de solución.

Se comenzó utilizando un volumen de K2CO3 de 80 cm3 y se calcularon las humedades. Luego

se realizó el mismo procedimiento pero con un volumen de solución de 200 cm3. Se compararon

los resultados: temperatura del suelo, tiempo de secado, diferencia entre las humedades

obtenidas por horno y por microondas. Se observó que cuando se utiliza el menor volumen de

K2CO3, las temperaturas resultan mayores y los tiempos de secado son menores que cuando se

10

usa el volumen de 200 cm3. Para poder lograr tiempos de ensayo razonablemente cortos y no

exceder la temperatura del suelo permitida por la norma, (ver punto 5.2 de la Norma ASTM C

566_97) (4), se adoptó un volumen intermedió de 120 cm3. Luego de realizar los ensayos

correspondientes y comparar resultados se comprobó que este volumen permite obtener

resultados dentro del rango de los valores aceptados por dicha norma. La Tabla 2 muestra para

uno de los suelos los valores de temperatura, tiempo, humedades y volumen inicial de solución

de K2CO3. Mientras se trabajó con la condición 1 (error de masa > 0,1%), se utilizó un volumen

de solución de 80 cm3. Al observar que las temperaturas a las que se exponían las muestras de

suelo eran elevadas, se decidió que para trabajar con la condición 2, en cuyo caso resultaba obvio

que los tiempos de secado resultarían mayores, se debía trabajar con un mayor volumen de

reductor de calor. Como se aclaró previamente (Figuras 4 y 5), primero se utilizó un volumen de

solución de 200 cm3 y luego de realizar las comparaciones correspondientes se adoptó un

volumen de 120 cm3.

Condición 1 Condición 2

Tiempo Temp. wmicro Vol inic. K2CO3 Tiempo Temp. wmicro Vol inic. K2CO3 min ºC % cm3 min ºC % cm3

4 112 16,65 80 6 116 11,52 120 4 108 20,18 80 6 110 19,80 120 5 113 24,17 80 8 107 15,27 120 5 112 28,72 80 9 100 17,56 120

Tabla 2- Influencia del volumen de reductor de calor en el tiempo la temperatura

Suelo A4(8)

0

2

4

6

8

10

10 15 20 25 30wmicro %

tiem

po

(m

in)

vol 120

vol 200

vol 80

Figura 2 - Tiempo, humedad y volumen

Suelo A4(8)

95

100

105

110

115

120

10 15 20 25 30wmicro %

tem

pe

ratu

ra º

C

vol 120

vol 200

vol 80

Figura 3- Temperatura, humedad y

volumen

11

Suelo A76 (14)

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12Tiempo (min)

Te

mp

.Su

elo

(ºC

)

80 cm3 120 cm3 200 cm3

Figura 4- Influencia de la cantidad de reductor en la temperatura del suelo A-7-6(14)

Suelo A4(8)

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10Tiempo (min)

Tem

p. S

uelo

(ºC

)

80 cm3 120 cm3 200 cm3

Figura 5- Influencia de la cantidad de reductor en la temperatura del suelo A-4(8)

2.1.4 Preparación y reemplazo de la solución

Para la preparación y uso de la solución buffer se debe considerar que:

Durante el proceso de preparación de la solución se debe mezclar continuamente y de ser

necesario calentarla ligeramente, para contribuir a su disolución. La solución es turbia cuando se

encuentra tibia para finalmente ser transparente una vez fría y en condiciones de uso.

La solución de carbonato de potasio en agua debe colocarse en un recipiente transparente de

plástico apto para microondas. El uso de un vaso de vidrio no es recomendable ya que esta

sustancia corroe al mismo, el ataque químico se manifiesta mediante la reducción del espesor de

la pared del vaso.

12

Es posible reutilizar la solución 3 o 4 veces siempre y cuando la misma no alcance su punto

de ebullición. Cuando este fenómeno ocurre cambia su concentración y por ende su temperatura

de ebullición, luego se debe trabajar con una solución nueva.

Si durante el desarrollo del ensayo, el reductor de calor hierve (temperatura superior a los

110 ºC) y aún no se alcanza una diferencia en pesos poco significativa entre dos pesadas

consecutivas (por ejemplo 0,1 % del peso inicial de la muestra), se recomienda reemplazarlo por

uno nuevo a temperatura ambiente y continuar el ensayo.

Si la solución forma cristales debe desecharse. Si esto ocurre durante el secado de la muestra

debe descartarse el ensayo porque es posible que dichos cristales se hayan incorporado al suelo.

Foto 2 - Solución nueva Foto 3 - Solución usada Foto 4 - Solución cristalizada

En las Fotos 2, 3 y 4 se observan la misma solución en tres estados distintos. Cuando la solución

toma un apariencia similar a la de la Foto 3, Turbia en exceso, se la debería reemplazar por una

nueva. En la Foto 4 se observa como resulta la solución si no es reemplazada en el momento

correcto.

2.2 Procedimiento de ensayo

A continuación se detallan los pasos seguidos para obtener el contenido de humedad de un suelo

mediante el secado por incrementos en un horno de microondas:

1. En la selección del espécimen y toma de muestra representativa se respetan los

procedimientos normalizados para este tipo de determinaciones.

2. La cantidad de masa de suelo requerida se muestra en la Tabla 3.

3. Se preparan los especimenes tan rápido como sea posible para minimizar la pérdida de

humedad que resulta en determinaciones erróneas del contenido de agua.

4. Se desmenuza el suelo para facilitar la obtención de un secado más uniforme del espécimen.

5. Se pesa un recipiente (apropiado para hornos microondas) limpio y seco, junto con una varilla

de vidrio. El recipiente debe permitir que el suelo pueda extenderse en un espesor comprendido

13

entre 1 y 2 cm, permitiendo una mayor superficie de evaporación y tomar la temperatura del

suelo.

6. Se coloca la muestra de suelo en el recipiente, e inmediatamente se determina y registra su

peso húmedo.

Tamiz que retiene

menos

del 10% de la muestra

Masa

recomendada

(gr.)

2.0 mm (Nº 10) 100 a 200

4.75 mm (Nº 4) 300 a 500

19 mm (3/4) 500 a 1000

Tabla 3 - Masas requeridas de las muestras de ensayo

Foto 5 - Suelo húmedo en recipiente para microondas

7. Se coloca el recipiente con el suelo en el microondas con el reductor de calor y se enciende el

horno por períodos consecutivos de 1 minuto (a la potencia seleccionada previamente).

Fotos 6 y 7 - Suelo y solución dentro del microondas

14

Foto 8 - Medición de Temperatura del suelo Foto 9- Medición de la Temperatura

. de la solución

8. Al finalizar cada minuto se retira el recipiente del horno, se toma la temperatura del suelo y se

pesa.

9. Se toma la temperatura del reductor de calor. Esta operación es necesaria en particular en el

proceso de calibración, previo a la adopción de un procedimiento de ensayo de rutina. (Ver punto

2.2.1).

10. Luego con la varilla de vidrio se mezcla cuidadosamente el suelo, teniendo especial

precaución de no perder material; y se regresa el recipiente al horno y se recalienta durante 1

minuto más.

11. Se repiten los pasos 8 a 10 hasta que el cambio entre dos determinaciones de masa

consecutivas produzcan un efecto no significativo en el cálculo del contenido de humedad. La

norma sugiere una variación del 0,1 % o menos de la masa inicial del suelo húmedo (para 100 gr

de suelo húmedo, la diferencia entre dos pesadas consecutivas debe ser de 0,1 gr.).

(Pn - Pn-1) < 0,1 % del peso húmedo inicial

Donde: Pn: Peso final de la muestra.

Pn-1: Peso de la muestra registrado en la penúltima medición.

12. El peso seco final se obtiene inmediatamente después del ciclo de calentamiento, o, si se

retrasa la determinación de la masa, se coloca en un desecador.

13. Durante el ensayo se registra la potencia del microondas, la temperatura del suelo, la

temperatura del reductor de calor y el peso del suelo más el recipiente para cada período de un

minuto.

14. Se calculan los contenidos de humedad respecto a la masa de suelo seco.

15

2.2.1 Procedimiento de rutina

Cuando se realizan ensayos de rutina de suelos similares donde se conocen la potencia a utilizar

del microondas, la cantidad de reductor necesarios para no superar la temperatura máxima de

ensayo y el tiempo total aproximado de la prueba, es posible estandarizar la ejecución acortando

el procedimiento descrito en 2.2.

Para lo cual se fijan los tiempos de secado y los números de ciclos. Por ejemplo se puede adoptar

la primera pesada recién a los 3 minutos de iniciado el calentamiento y luego ciclos de 1 minuto

hasta peso constante.

Se recomienda, no obstante, realizar verificaciones periódicas para asegurar que los resultados de

la determinación de la masa final sean equivalentes a los obtenidos por el procedimiento descrito

en el punto 2.2.

2.3 Análisis de Resultados

2.3.1 Suelo A-4 (8)

Para la primera fase de la investigación, se seleccionó un suelo A-4 (8) para su estudio y tomar

contacto con la metodología de trabajo que expresa la Norma ASTM D 4643. Esto se debe a

que este tipo suelo presenta un comportamiento intermedio, con fricción y cohesión, con poco

contenido de arcilla, y como se menciona en la Norma ASTM D 4643 en el punto 1.4, Anexo

VII. “Este método de ensayo es aplicable para la mayoría de los tipos de suelos. Pero, para

algunos suelos, tales como los que contienen cantidades significativas de halosita, mica,

montmorilonita, gypsum u otros materiales hidratados, suelos altamente orgánicos, o suelos

donde el agua de poro contiene sólidos disueltos (tales como sal el caso de depósitos marinos),

este método de ensayo puede arrojar valores poco confiables del contenido de agua”

Se presentan dos condiciones diferentes de trabajo:

• Condición 1: Sin alcanzar lo especificado en la norma respecto de la diferencia de las

últimas dos pesadas consecutivas, con un error de masa > 0,1%.

• Condición 2: Logrando un error de masa < a 0,1%.

Para ambas condiciones de trabajo se respeta que la temperatura del suelo no supere la

temperatura límite de 115 ºC.

Mediante las técnicas de evaluación del contenido de humedad por los métodos del horno de

microondas y del horno convencional se obtuvieron valores comparables. En el Anexo I se

detallan las Tablas con los resultados de cada uno de los ensayos. En la Tabla 4 se observa una

correspondencia única entre ambas determinaciones para distintos contenidos de agua; mientras

16

que en las Figuras 6 y 7 se muestra una relación de tipo lineal tanto para los valores individuales

como para los promedios

Condición 1 Condición 2 whorno

(%) w micro

(%) whorno

(%) wmicro

(%)

17,23 16,62 11,55 11,24

17,51 16,68 12,13 11,79

21,34 20,16 20,14 19,76

21,58 20,19 20,01 19,83

24,53 24,04 15,92 15,24

24,69 24,30 15,75 15,30

28,93 28,36 18,24 17,57

28,71 29,08 18,78 17,54 Tabla 4 - Humedades para el suelo A-4 (8) para las condiciones 1 y 2 de ensayo

En las mismas figuras 6 y 7 se expresan las regresiones lineales para la condición 1, con grados de

correlación próximos al 99% registrándose que los valores de humedad obtenidos con horno

microondas son siempre menores que los obtenidos por el horno convencional.

Suelo A4(8)

y = 0.9754x

R2 = 0.9839

15

20

25

30

15 20 25 30whorno %

wm

icro

%

w %

Figura 6- Comparación de humedades

individuales para la Condición 1

Suelo A4(8)

y = 0.9755x

R2 = 0.987

15

20

25

30

15 20 25 30whorno prom %

wm

icro

pro

m %

wprom %


promedio para la Condición 1 En las Figuras 8 y 9 se presentan los resultados para la condición 2, se destaca que en algunos

casos para lograr un error de masa menor al 0,1% se alcanza una temperatura máxima de 120 ºC.

Las diferencias de humedades obtenidas por horno convencional y por microondas demuestran

que se obtienen resultados más precisos cuando se cumple con la segunda condición. Para alcanzar

el 0,1 % de error de masa, se debe someter a la muestra, durante más tiempo, al secado bajo la

acción del calor de microondas y como consecuencia de esto se produce un mayor calentamiento

de la misma como se indica en las Tablas 5 y 6.

17

Suelo A4(8)

y = 0.9681x

R2 = 0.9902

10

15

20

25

10 15 20 25w horno %

w m

icro

%

w %

Figura 8- Comparación de humedades individuales para la Condición 2

Suelo A4(8)

y = 0.9683x

R2 = 0.9929

10

15

20

25

10 15 20 25wprom horno %

wpr

om m

icro

%

W%


promedio para la Condición 2

Error de masa Tiempo Tmáx whorno prom wmicro prom whorno-wmicro

% min ºC % % %

0,81 4 112 17,37 16,65 0,72

2,30 4 108 21,46 20,18 1,28

0,90 5 113 24,61 24,17 0,44

1,18 5 112 28,82 28,72 0,10 Tabla 5 - Registro de humedades para la Condición 1


% min ºC % % %

0,03 6 116 11,84 11,52 0,32

0,07 6 110 20,08 19,80 0,28

0,08 8 107 15,84 15,27 0,57

0,07 9 100 18,51 17,56 0,95 Tabla 6 - Registro de humedades para la Condición 2

Suelo A4(8)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

0 10 20 30 40w micro %

Err

or

de m

asa

%

error > 0,1%

Figura 10- Dispersión del error de masa para la condición 1

Suelo A4(8)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 5 10 15 20 25w micro %

Err

or

de

ma

sa%

error < 0,1%

Figura 11- Dispersión del error de masa

para la condición 2

18

En las Figuras 10 y 11 se representan las dispersiones de los errores de masa de las humedades

obtenidas por microondas para ambas condiciones de ensayo.

Para poder comparar dos o más valores obtenidos por un mismo método (micro u horno) para un

mismo punto de humedad se definen a continuación los conceptos de rango, rango promedio y

rango relativo promedio. Esto se generaliza para ambos hornos.

Un análisis de las precisiones encontradas se basa en el estudio de los rangos de humedades

encontrados. Se define el rango de resultados como la diferencia entre dos determinaciones del

contenido de humedad correspondientes a un mismo punto.

Ri = wi1 – wi2

Rpromedio = ΣΣΣΣ Ri /n = ΣΣΣΣ ( wi1 – wi2 ) / n

Donde:

n es el número de determinaciones

wi1: determinación 1 del punto i

wi2 : determinación 2 del punto i

wi medio = (wi1 – wi2) / 2, valor promedio para dicha determinación.

Por otro lado, se define al rango relativo promedio, valor adimensional, calculado como:

Rrpromedio = ΣΣΣΣ [[[[( wi1 – wi2) / wi medio]]]] / n

En la Tabla 7 se indican los valores de los rangos calculados tanto para horno convencional como

para microondas. Se observa que los rangos promedios son menores en el horno convencional,

pero que se logran menores dispersiones en el microondas, ya que la diferencia entre los rangos

máximos y mínimos son menores.

El valor máximo de rango relativo promedio permitido por la Norma ASTM D 4643 es de 0,078.

Este suelo cumple con este requisito para ambas metodologías de trabajo.

Horno Microondas

Rmáx 0,59 0,72

Rmín 0,12 0,03

Rpromedio 0,2229 0,4096

Rrpromedio 0,0102 0,0186

Rpromedio (Cond 1) ------ 0,4096

Rpromedio (Cond 2) ------ 0,1759 Tabla 7- Rangos de resultados para el suelo A-4 (8) para ambos hornos

19

Suelo A4(8)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40w promedio %

Ra

ng

o %

hornomicro>0.1micro<0.1

Figura 12- Rangos de resultados para el suelo A-4 (8)

En la Figura 12 se muestran los valores de rango. En ésta se observa que cuando se alcanza un

error de masa menor a 0,1%, en gran parte, los rangos son mucho menores que cuando este

requisito no se cumple.

También se pueden comparar los resultados obtenidos por ambos métodos a través de la

desviación standard de la diferencia entre humedades obtenidas por microondas y por horno

convencional. En la Tabla 8 se presentan las desviaciones standard para las condiciones 1 y 2. Se

observa que cuando se cumple con que el error de masa sea menor del 0,1%, las desviaciones son

menores que cuando no se llega a este porcentaje.

whorno-wmicro (Prom) whorno-wmicro

Ds % (Cond 1) 0,51 0,54

Ds % (Cond 2) 0,31 0,34

Ds total % 0,39 0,44

Tolerancia: 0,3% Tabla 8 - Desviaciones standard de la diferencia entre humedades

obtenidas por ambos hornos

El valor de desviación standard máximo permitido por la Norma ASTM D4643 (Punto 14.3.1) es

de 0,3%. Sólo el conjunto de humedades obtenidas alcanzando el error de masa estipulado posee

una desviación standard próxima al valor máximo permitido.

2.3.2 Suelo A-7-6 (14)

La investigación de este suelo se realizó utilizando las dos mismas condiciones de trabajo que se

definieron para el suelo A-4(8): condición 1 y condición 2.

Para este suelo también se respeta para ambas condiciones que la temperatura de ensayo del suelo

no supere los 115 ºC.

20

Las Tablas con los valores experimentales obtenidos correspondientes a este suelo se encuentran

en el Anexo II.

En la Tabla 9 se muestran los valores de humedades obtenidas por el método de microondas y por

el método del horno convencional.

Condición 1 Condición 2

whorno (%)

wmicro (%)

whorno (%)

wmicro (%)

13,16 12,18 23,57 21,65

13,20 12,44 23,34 21,70

19,99 18,73 26,96 25,68

19,57 18,78 27,62 25,71

24,93 22,49 31,20 29,53

24,26 22,74 31,24 29,05

28,23 25,96

28,39 26,77

33,73 31,19

33,36 31,64

25,40 25,40

25,58 24,15 Tabla 9 – Humedades individuales para el suelo A-7-6 (14)

Al igual que para el suelo A-4(8), existe una tendencia en los resultados obtenidos por

microondas a ser menores que los obtenidos por horno convencional. En las Figuras 13 y 14 se

encuentran representados los valores de la Tabla 9 para la condición 1 y en las Figuras 15 y 16 los

valores para la condición 2.

Debido a que el suelo es altamente cohesivo y que su humedad óptima es elevada, los tiempos de

secado por microondas resultaron mucho mayores que para suelos como el A-4(8).

Las Tablas 10 y 11 poseen los valores de error de masa, tiempo, temperatura y diferencia entre la

humedad obtenida por horno convencional y la obtenida por horno microondas para las

condiciones 1 y 2 respectivamente. Mientras que en las Figuras 17 y 18 se encuentran

representadas las dispersiones del error de masa.

21

Suelo A76(14)

y = 0.9398x

R2 = 0.9906

10

15

20

25

30

35

10 15 20 25 30 35whorno %

wm

icro

%

w %

Figura 13- Humedades individuales

para la Condición 1

Suelo A76(14)

y = 0.94x

R2 = 0.9953

10

15

20

25

30

35

10 15 20 25 30 35whorno prom %

wm

icro

pro

m %

w %

Figura 14 - Humedades promedio


Suelo A76(14)

y = 0.9359x

R2 = 0.9904

20

25

30

35

20 25 30 35whorno %

wm

icro

%

w %



Suelo A76(14)

y = 0.9359x

R2 = 0.9963

20

25

30

35


wm

icro

pro

m %

w %

Figura 16- Humedades promedio



% ºC min % % %

0,5277 5 120 13,18 12,31 0,87

0,4248 6 114 19,78 18,76 1,02

0,8269 6 112 24,60 22,62 1,98

0,7079 7 109 28,31 26,37 1,94

1,2390 7 106 33,55 31,42 2,13

0,4569 7 110 25,49 24,78 0,71

Tabla 10- Resumen de resultados del Suelo A-7-6 (14) para la Condición 1


% ºC min % % %

0,0897 12 107 23,46 21,68 1,78

0,0848 13 103 27,29 25,70 1,59

0,0996 14 100 31,22 29,29 1,93 Tabla 11- Resumen de resultados del Suelo A-7-6 (14) para la Condición 2

22

Suelo A76(14)

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

15 20 25 30 35w micro %

err

or

de m

asa

%

dispersión



Suelo A76(14)

0.08

0.09

0.10

0.11

0.12

15 20 25 30 35w micro %

err

or

de m

asa

%

dispersión



Para este suelo también se calcularon los rangos, rango promedio y rango relativo promedio. En la

Tabla 12 se observan estos valores. Al igual que para el suelo analizado previamente para este

suelo el rango promedio también es mayor para la condición 1que para la condición 2. En la

Figura 19 se encuentran representados los rangos en función de las humedades.

La Tabla 13 contiene los valores de desviación standard total y para ambas condiciones de

trabajo. La desviación standard total de todos los valores analizados se encuentra muy por

encima del valor máximo propuesto por la norma tanto para las diferencias de humedades

promedio como para las diferencias de humedades individuales. Pero, cuando se cumple con el

error de masa que estipula la norma (condición 2) la desviación standard cumple con los límites

impuestos.

Horno

Convenvional Horno

Microondas

Rmáx 0,67 0,81

Rmín 0,04 0,02

Rpromedio (total) 0,31 0,40

Rrelat promedio (total) 0,0123 0,0554

Rpromedio (condición 1) ------ 0,51

Rpromedio (condición 2) ------ 0,18 Tabla 12- Rangos calculados para el suelo A-7-6(14)

23

Suelo A76(14)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

10 20 30 40w prom %

ran

go

%

hornomicro cond 1micro cond 2

Figura 19- Rangos de resultados para el suelo A-7-6(14)

whorno-wmicro % (prom) whorno-wmicro %

Ds (cond 1) % 0,64 0,75

Ds (cond 2) % 0,17 0,31

Ds total % 0,54 0,65

Tolerancia % 0,3 % Tabla 13- Desviaciones standard de las diferencias de humedades entre ambos hornos

2.3.3 Suelo A-3 (0)

El análisis de este suelo resulta más simple debido a que previamente se analizaron dos suelos y

se pudo proponer una metodología de trabajo satisfactoria. Se adoptó una metodología de trabajo

simplificada. Se trabajó con un valor constante de solución reductora de calor (120 cm3) y se

alcanzó en cada ensayo un valor de error de masa menor o igual al 0,1% (sólo se trabajó con la

condición 2). Además este suelo posee una humedad óptima baja y por lo mencionado en el

punto 2, las humedades iniciales de trabajo también lo son.

Las Tablas correspondientes a los resultados experimentales correspondientes a este suelo se

presentan en el Anexo III.

Las humedades obtenidas por el método del horno microondas son muy próximas a las obtenidas

por horno convencional. En la Tabla 14 se muestran las humedades obtenidas por ambos

métodos y en las Figuras 20 y 21 se encuentran representados estos valores.

24

whorno (%)

wmicro (%)

whorno prom (%)

wmicro prom (%)

3,61 3,25 3,58 3,26

3,55 3,28

8,73 8,28 8,77 8,33

8,82 8,39

10,93 11,60 11,13 11,50

11,32 11,40

14,80 14,38 14,68 14,45

14,56 14,51 Tabla 14- Humedades individuales y promedio del suelo A- 3(0)

Suelo A3(0)

y = 0.9898x

R2 = 0.9917

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20whorno %

w m

icro

%

w %


del suelo A-3(0)

Suelo A3(0)

y = 0.99x

R2 = 0.9934

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20whorno %

w m

icro

%

w %


del suelo A-3(0)

Tiempo (min)

Tmáx ºC

whorno (%)

wmicro (%)

Error de masa (%)

6 87 3,61 3,25 0,07

6 87 3,55 3,28 0,10

9 79 8,73 8,28 0,06

9 79 8,82 8,39 0,04

9 82 10,93 11,60 0,07

9 85 11,32 11,40 0,10

11 80 14,80 14,38 0,03

10 82 14,56 14,51 0,07 Tabla 15- Resumen de los resultados del suelo A-3(0)

Una observación importante respecto de este suelo es que durante el secado en el horno

microondas el suelo nunca alcanzó una temperatura mayor a 100 ºC. La máxima temperatura

registrada fue de 87 ºC. Pero a pesar de que las temperaturas son bajas las humedades calculadas

25

por microondas son, en su mayoría, más próximas a las calculadas por horno convencional que

para los suelos ya analizados. En la Tabla 15 se presentan los valores de temperatura, tiempo y

error de masa característicos de ese suelo.

También se observa que a medida que crece la humedad crece el tiempo de secado del suelo, pero

no sucede lo mismo con la temperatura. El hecho de que no se observe un crecimiento conjunto

de la humedad y la temperatura registrada puede deberse a dos factores: uno de ellos es que no

hay un calentamiento uniforme de la masa de suelo y es posible que para algunas muestras las

temperaturas que se tomaron no sean efectivamente las correspondientes a los puntos de máxima

concentración de calor. El otro factor puede ser que como el suelo es no plástico durante el

proceso de medición de temperatura el termómetro no se pudo introducir en el suelo de manera

completa, obteniéndose así una temperatura no real del suelo en ese instante.

Para el análisis estadístico se calculan los rangos correspondientes a este suelo que se detallan en

la Tabla 16 y están representados en la Figura 22.

Horno Micro

Rmín % 0,06 0,03

Rmáx % 0,40 0,19

Rango prom % 0,20 0,12

Rrelat prom 0,0197 0,0123 Tabla 16- Rangos de resultados para el suelo A-3(0)

Suelo A3(0)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0 5 10 15 20wprom %

rango %

hornomicro

Figura 22- Comparación de los rangos de resultados para el suelo A-3(0)

El valor de la desviación standard de las diferencias de humedades promedio obtenidas por horno

convencional y por horno de microondas es de 0,36 % mientras que cuando se calcula la misma

con la diferencia de las humedades individuales resulta ser de 0,38 %. En ambos casos la

desviación standard se acerca al valor tolerable máximo que según la norma es de 0,3 %. Este

valor de desviación standard no coincide con lo mencionado anteriormente respecto de que las

humedades obtenidas por microondas se acercan considerablemente a las obtenidas por horno.

26

Esto puede ser porque existen valores negativos de las diferencias debido a que en algunos casos

las humedades obtenidas por micro resultaron mayores que las obtenidas por horno convencional.

2.3.4. Suelo A-7-6 (12)

Este suelo es un suelo plástico pero presenta la particularidad de contener una gran cantidad de

óxido de hierro, pertenece a los denominados suelos rojos proveniente de la provincia de

Misiones. A pesar de sus características particulares, no presentó ninguna dificultad durante los

ensayos del mismo en el horno microondas. Se trabajó siempre con la condición 2 (error de masa

< 0,1%). Las humedades obtenidas se muestran en la Tabla 17 y en las Figuras 23 y 24.

Las datos correspondientes a este suelo se encuentran tabulados en el Anexo IV.

whorno (%)

wmicro (%)

whorno prom (%)

wmicro prom (%)

10,61 10,35 10,58 10,27

10,55 10,20

17,61 16,95 17,78 16,88

17,95 16,81

22,85 21,90 22,84 21,95

22,84 21,99

28,66 27,63 28,49 27,68

28,32 27,72 Tabla 17- Humedades individuales y promedio del suelo A-7-6 (12)

Suelo A76(12)

y = 0.9643x

R2 = 0.9986

5

15

25

35

5 15 25 35whorno %

wm

icro

%

w


del suelo A-7-6 (12)

Suelo A76(12)

y = 0.9643x

R2 = 0.9992

5

15

25

35


wm

icro

pro

m %

w


del suelo A-7-6 (12)

En la Tabla 18 se presentan los valores de temperaturas máximas, tiempo, error de masa y

humedades para cada muestra de suelo que se ensayó.

27

Se observa que los tiempos de secado son elevados a pesar de que se utilizó un volumen de

solución de 120 cm3. El inconveniente de que los ensayos sean tan largos es que cuando la

muestra se encuentra en el microondas más de 10 minutos la solución reductora de calor utilizada

cristaliza. Para solucionar ese problema se adoptó el siguiente procedimiento: Se prepara otro

vaso de precipitado con la misma cantidad de solución que se encontraba en ese momento en el

microondas. Como la muestra se retiró cada minuto para ser removida, se observó el momento en

el cual la solución cristalizaba y se la reemplazó por la nueva solución a temperatura ambiente.

Este pequeño desvío en el ensayo produjo una disminución momentánea de la temperatura del

suelo, el tiempo de secado del suelo resultó ser más prolongado de lo esperado. Para intentar

evitar este tipo de problemas con la solución de K2CO3 se recomienda trabajar con soluciones

recién preparadas, que no hayan sido utilizadas previamente y que su grado de concentración esté

lo más alejada posible del punto de saturación de la misma o un volumen mayor de solución. En

la Tabla de microondas del Anexo IV se puede observar el efecto que esta alteración produce

sobre la temperatura del suelo y sus consecuencias sobre el tiempo de secado.

Los rangos obtenidos para este suelo se expresan en la Tabla 19.

Tiempo min

Tmáx ºC

wmicro %

whorno %

Error de masa %

9 112 10,35 10,61 0,05

9 115 10,20 10,55 0,03

10 111 16,95 17,61 0,08

10 109 16,81 17,95 0,09

14 97 21,90 22,85 0,06

14 104 21,99 22,84 0,06

17 101 27,63 28,66 0,07

15 102 27,72 28,32 0,10 Tabla 18- Resumen de resultados del suelo A-7-6 (12)

Horno Micro

Rmín % 0,01 0,09

Rmáx % 0,34 0,15

Rpromedio % 0,19 0,12

Rrelat promedio 0,0096 0,0076 Tabla 19- Rangos de resultados del suelo A-7-6 (12)

28

Los rangos obtenidos respecto de las humedades obtenidas por microondas se encuentran

alrededor del 0,1%. Este valor es menor que para el resto de los suelos.

Las desviaciones standard se calcularon para las humedades individuales y para las humedades

promedio. Los valores obtenidos son 0,32 % y 0,28 %respectivamente. Estos valores son

aceptables de acuerdo a la norma ASTM D 4643 (Punto 14.3.1).

Suelo A76(12)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

5 15 25 35w prom %

rango %

horno

micro

Figura 25- Comparación de los rangos para ambos hornos para el suelo A-7-6 (12)

2.3.5 Suelo A-7-6(14) + 3% de cal

Para trabajar con la mezcla de suelo con cal se utilizó exactamente el mismo procedimiento que

para el resto de los suelos y se trabaja en todo momento con la condición 2.

En el Anexo V se encuentran los valores experimentales correspondientes a este suelo

estabilizado con cal.

En la Tabla 20 se encuentran tabuladas las humedades individuales y promedio obtenidas tanto en

horno como en microondas.

whorno

(%)

wmicro

(%)

whorno prom

(%)

wmicro prom

(%)

15,41 14,17 15,02 14,30

14,64 14,43

20,44 18,78 20,39 18,89

20,34 18,99

25,80 24,82 25,87 24,73

25,94 24,65 Tabla 20- Humedades individuales y promedio del suelo A-7-6(14) + 3% de cal

29

Se observa claramente que las humedades obtenidas por microondas son siempre menores que las

obtenidas por horno al igual que en los otros suelos previamente analizados. En las Figuras 26 y

27 se representan los valores de la Tabla 20.

Suelo A76(14) + cal

y = 0.9458x

R2 = 0.9903

10

15

20

25

30

10 15 20 25 30whorno %

wm

icro

%

w %

Figura 26 - Humedades individuales

Suelo A-7-6(14) + 3% de cal

Suelo A76(14) + cal

y = 0.9459x

R2 = 0.9956

10

15

20

25

30

10 15 20 25 30whorno prom %

wm

icro

pro

m %

w %

Figura 27 - Humedades promedio

Suelo A-7-6(14) + 3% de cal

Tiempo (min) Tmáx (ºC) whorno % wmicro % Error micro %

8 114 15,41 14,17 0,08

8 117 14,64 14,43 0,10

9 114 20,44 18,78 0,07

9 111 20,34 18,99 0,08

10 117 25,80 24,82 0,10

10 114 25,94 24,65 0,10

Tabla 21- Resumen de los valores para el suelo estabilizado con cal

En la Tabla 21 se presentan los valores característicos obtenidos para este suelo. Se observa que

la temperatura que alcanzó el suelo es alta y en algunos puntos de humedades se excede del valor

permitido (Tmáx permitida 115 ºC), pero esto se debe a que los tiempos de secado también son

elevados y hay una extensa exposición del suelo al calor.

Los valores de rangos obtenidos para este suelo se encuentran dentro de los valores exigidos

como se registra en la Tabla 22.

Horno Micro

Rmín % 0,10 0,18

Rmáx % 0,77 0,27

Rprom % 0,33 0,22

Rrelat prom 0,0204 0,0123

Tabla 22 – Rangos de resultados para el suelo A-7-6(14) + 3% de cal

30

Las desviaciones standard que se obtuvieron trabajando con humedades individuales y humedades

promedio son 0,50% y 0,39% respectivamente, o sea que se exceden del valor tolerable: 0,30%.

Se debe destacar que el número de determinaciones efectuadas en este último tipo de muestra han

sido muy pocas y debería realizarse más ensayos antes de sacar conclusiones definitivas.

2.4 Resumen de resultados

A continuación de resume en las Tablas 23 y 24 un resumen de los rangos obtenidos para cada

suelo y un análisis de los mismos en conjunto

Suelo A-3(0) A-4(8) A-7-6(12) A-7-6(14) A-7-6(14) + 3% cal

Horno Micro Horno Micro Horno Micro Horno Micro Horno Micro Rpromedio (%) 0,167 0,109 0,355 0,101 0,193 0,119 0,230 0,196 0,203 0,218 Rmáximo (%) 0,396 0,191 0,589 0,241 0,347 0,148 0,667 0,474 0,369 0,269 Rmínimo (%) 0,010 0,034 0,122 0,032 0,012 0,087 0,040 0,025 0,096 0,178 Rrpromedio 0,017 0,012 0,024 0,008 0,010 0,008 0,009 0,010 0,012 0,012 Rrmáxim 0,036 0,017 0,050 0,021 0,020 0,014 0,024 0,019 0,025 0,019 Rrmínimo 0,001 0,005 0,006 0,002 0,001 0,003 0,001 0,001 0,005 0,007

Tabla 23 – Resumen de los rangos obtenidos para cada uno de suelos ensayados

Horno Microondas

Rpromedio (%) 0,24 0,14

Rmáximo (%) 0,67 0,47

Rmínimo (%) 0,01 0,02


Rrmáxim 0,050 0,021

Rrmínimo 0,001 0,001

Tabla 24 - Rangos de resultados de todos los suelos en conjunto

Estos mismos rangos son graficados en la figura 28 versus la humedad promedio de las muestras

de cada suelo analizados. Observándose un mejor comportamiento de los resultados obtenidos a

través del horno microondas.

31

Todos juntos

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 5 10 15 20 25 30 35Wpromedio (%)

Ra

ng

o (

%)

Horno Microondas

Figura 28: Variación del rango de humedades respecto a la humedad promedio de todos los suelos ensayados

2.5 Repetibilidad

Para analizar la repetibilidad de los resultados de esta prueba, se efectúan sobre el suelo A-3 (0)

ensayos complementarios. Se realiza para un mismo contenido de humedad 15 determinaciones

en horno microondas y 5 determinaciones en horno convencional.

La norma ASTM 2216-98 establece que para un mismo laboratorio y un mismo operador el

coeficiente de variación no debe superar 2,7 %.

La norma ASTM C 670-91a “Preparing precisión and bias statement for test methods for

construction materials”, define al coeficiente de variación como la desviación estándar divido el

valor medio de los valores, mientras que los valores individuales no deben diferir en más de

7.8% de su valor medio.

Horno Microondas Horno Microondas Número

ensayos Coeficiente de

variación

Rango de

resultados

Rango

Admisible

Rango de

resultados

Rango

Admisible

2 1.52 1.08 0.10 0.70 0.07 0.70

5 1.97 1.77 0.22 1.03 0.20 0.98

15 -- 2.24 -- -- 0.36 1.14

Tabla 25: Análisis de repetibilidad

32

En la Tabla 25 se muestran, para distintos números de ensayos el coeficiente de variación

calculado, que ambos ensayos son inferiores al límite de 2,7%. Así mismo se calcula el rango de

resultados ((wmáximo –wmínimo)/2) y el rango admisible, en todos los casos se observa que los

valores determinados están comprendidos ampliamente dentro de los límites establecidos.

En conclusión, si se analizan los resultados con este criterio, se tiene que para 2 muestras con

valores de contenidos de humedad promedio 9.11%, los valores individuales no deben ser

mayores que 9,11% + 0,70%, o sea 9,81% ni menores que 9,11% - 0,7% = 8,41%. Lo mismo

sucede para un conjunto de 15 muestras. Si el valor correspondiente de humedad promedio es de

9,80% entonces los valores de humedades individuales no deben superar el 9,80% + 1,14% =

10,94% ni ser inferiores a 9,80% - 1,14% = 8,66%.

2.6 Comparación de resultados

Los resultados del contenido de humedad de los distintos suelos ensayados tanto en el horno

convencional como en el horno de microondas muestran una buena correspondencia entre sí. En

la Figura 29 se observa dicha correspondencia, distinguiéndose una tendencia lineal entre ambos

valores. Es posible vincularlos mediante una ecuación lineal que pasa por el origen:

wmicroondas = A . whorno

donde

wmicroondas es el contenido de humedad determinado en microondas

whorno es el contenido de humedad determinado en horno

A es una constante experimental

33

y = 0.9564x

R2 = 0.9958

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30 35

w horno (%)

w m

icro

on

das

(%

)

Figura 29: Comparación humedades mediante horno convencional y microondas

para todos los suelos analizados

En la Tabla 26 se indican los distintos valores del coeficiente experimental “A” para cada uno de

los suelos analizados. El mismo varía entre 0.95 y 0.99. Los valores más altos se corresponden

con los suelos con poca o nula plasticidad, mientras que el valor inferior pertenece a los suelos

con plasticidad. También este hecho se refleja en la Figura 29, donde a mayores contenidos de

agua, la humedad obtenida mediante el microondas tiende a estar por debajo de la recta que

representa la igualdad de valores.

En todos los casos la correlación ha sido muy satisfactoria siendo siempre el coeficiente de correlación r2 igual a 99%.

Suelo A r2 (%)

A-3 (0) 0,99 99

A-4 (8) 0,97 99

A-7-6 (12) 0,96 99

A-7-6 (14) 0,95 99

A-7-6 (14)+ 3 % de cal 0,95 99

Todos los suelos juntos 0,96 99

Tabla 26: Valores de “A” y el coeficiente de correlación

Como se mencionó en el punto 2.3.1 (Suelo A-4 (8)) cada punto de ensayo o contenido de

humedad se efectúa por duplicado, por lo tanto se dispone de 2 valores de humedad para un

mismo punto. En base a estos resultados se calculan los valores de los rangos calculados tanto

para horno convencional como para horno microondas, que son indicados en la Tabla 27. Se

34

observa que los rangos promedios son menores en el horno convencional, pero que se logran

menores dispersiones en el microondas, ya que la diferencia entre los rangos máximos y mínimos

son menores.

Horno Microondas

Rpromedio 0,24 % 0,31 %

Rmáximo 0,67 % 0,47 %

Rmínimo 0,01 % 0,02 %


Rrmáxim 0,050 0,021

Rrmínimo 0,001 0,001

Tabla 27: Valores de los rangos de resultados sobre todos los suelos

Para ambos hornos el rango relativo máximo es inferior a 0,078, valor que la norma ASTM D

2216-98 considera como diferencia aceptable entre dos resultados, con el mismo equipo y el

mismo operador.

Suelo Ds (%)

A-3 (0) 0.36

A-4 (8) 0.34

A-7-6 (12) 0.28

A-7-6 (14) 0.31

A-7-6 (14) + 3 % de cal 0.39

Todos los suelos juntos 0.92

Tabla 28: Desviaciones standard de las diferencias de humedades obtenidas entre ambos hornos

Para comparar los resultados entre ambos equipos de ensayos, se calcula la desviación standard

del valor de la diferencia entre las humedades expresadas en porcentaje respecto a la masa de

suelo seco, (whorno - wmicroondas), Tabla 28. La norma ASTM 4643, indica que estudios realizados

respecto al desplazamiento entre los valores obtenidos entre los hornos de microondas y

convencional, expresado como la desviación standard está en el orden del 0,2 % en suelos

micáceos y 0,3% para los otros suelos.

35

De lo expresado anteriormente se deduce que el suelo A-7-6 (14), no está comprendido en estos

valores, mientras que las desviaciones standard de los otros suelos coinciden con lo mencionado

en la norma de ensayo

3 CONCLUSIONES

Se ha determinado el contenido de humedad de distintos suelos finos mediante el microondas

lográndose efectuarlo dentro de los rangos aceptables mencionados en las normas de ensayo.

La precisión de los valores obtenidos mediante el microondas depende del tipo de suelo y de

su composición mineralógica.

Se debe tener especial cuidado cuando se secan suelos con contenidos significativos de

arcillas o materiales hidratados.

Es necesaria la calibración de cada equipo microondas para arribar a resultados equivalentes a

los obtenidos con el horno convencional.

Es recomendable que el calentamiento se lleve a cabo por incrementos, junto con el

procedimiento de mezclado, y el uso de un reductor de calor, para evitar el sobrecalentamiento del

suelo.

Se puede lograr la precisión establecida en las normas de ensayo si se respeta que el error de

masa entre dos pesadas consecutivas sea menor al 0,1% de la masa inicial del suelo.

Si la experiencia con un tipo particular de suelo y un tamaño de espécimen indica que se

puede utilizar un tiempo inicial de secado más largo sin que haya sobrecalentamiento, el tiempo

inicial y los subsecuentes tiempos de secado pueden ser adoptados.

Adoptando todos los recaudos mencionados, la determinación el contenido de humedad de los

suelos se puede determinar en pocos minutos.

4 BIBLIOGRAFÍA

(1) “ASTM D 2216-98, Standard test method for “Laboratory determination of water (moisture)

content of soil and rock by mass”. ASTM Book of Standards, Volume 04.08, March 2001. Soil

and Rock (I): D420 - D5779

(2) ASTM D 4643-00, Standard test method for “Determination of water (moisture) content of

soil by microwave oven heating”. ASTM Book of Standards, Volume 04.08, March 2001. Soil

and Rock (I): D420 - D5779

36

(3) ASTM C 670-91a “Preparing precision and bias statement for test methods for construction

materials. ASTM Book of Standards, Volume 04.02, October 2000. Concrete and Aggregates

(4) ASTM C 566-97 "Contenido de humedad total evaporable de un agregado por secado".

ASTM Book of Standards, Volume 04.02, October 2000. Concrete and Aggregates.

37

Suelo A- 4 (8) – Tablas

Resumen Microondas Horno

ANEXO I

38

Suelo A-4 (8)

Condición1

Resumen

Tiempo Temperatura whornoprom wmicro prom whorno wmicro Error de masa Vol K2CO3

min ºC % % % % % cm3

4 103 17.37 16.65 17.23 16.62 1.20 80

4 120 17.51 16.68 0.42 80

4 109 21.46 20.18 21.34 20.16 1.60 80

4 106 21.58 20.19 3.01 80

5 112 24.61 24.17 24.53 24.04 0.89 80

5 113 24.69 24.30 0.90 80

5 111 28.82 28.72 28.93 28.36 1.26 80

5 112 28.71 29.08 1.10 80

Rangos

whorno whornoprom Rango R/wprom wmicro wmicro prom Rango R/wprom

% % % % % %

17.23 17.37 0.28 0.0159 16.62 16.93 0.63 0.0371

17.51 17.25

21.34 21.46 0.24 0.0110 20.16 20.18 0.03 0.0014

21.58 20.19

24.53 24.61 0.16 0.0063 24.04 24.17 0.26 0.0108

24.69 24.30

28.93 28.82 0.22 0.0078 28.36 28.72 0.72 0.0251

28.71 29.08

Rprom % 0.22 Rprom % 0.41

Rrelat prom 0.0102 Rrelat prom 0.0186

39

Suelo A-4 (8)

Condición 1

Desviación standard

whornoprom wmicro prom whorno-wmicro whorno wmicro whorno-wmicro

% % % % % %

17.37 16.93 0.44 17.23 16.62 0.61

17.51 17.25 0.26

21.46 20.18 1.28 21.34 20.16 1.18

21.58 20.19 1.39

24.61 24.17 0.44 24.53 24.04 0.50

24.69 24.30 0.39

28.82 28.72 0.10 28.93 28.36 0.57

28.71 29.08 -0.37

Ds % 0.51 Ds % 0.54

Suelo A-4(8)

Condición 2

Resumen

Tiempo Temperatura whorno prom wmicro prom whorno wmicro Error de masa Vol K2CO3

min ºC % % % % % cm3

6 119 11.84 11.52 11.55 11.24 0.03 120

6 112 12.13 11.79 0.03 120

6 115 20.08 19.80 20.14 19.76 0.11 120

7 104 20.01 19.83 0.04 120

8 110 15.84 15.27 15.92 15.24 0.07 200

8 104 15.75 15.30 0.09 200

9 97 18.51 17.56 18.24 17.57 0.06 200

9 103 18.78 17.54 0.09 200

40

Suelo A-4 (8)

Condición 2

Rangos

Horno Micro


% % % % % %

11.55 11.84 0.59 0.0498 11.24 11.52 0.54 0.0470

12.13 11.79

20.14 20.08 0.12 0.0061 19.76 19.80 0.07 0.0035

20.01 19.83

15.92 15.84 0.16 0.0104 15.24 15.27 0.06 0.0040

15.75 15.30

18.24 18.51 0.54 0.0294 17.57 17.56 0.03 0.0018

18.78 17.54





% % % % % %

11.84 11.52 0.32 11.55 11.24 0.30

12.13 11.79 0.35

20.08 19.80 0.28 20.14 19.76 0.38

20.01 19.83 0.19

15.84 15.27 0.57 15.92 15.24 0.68

15.75 15.30 0.45

18.51 17.56 0.95 18.24 17.57 0.67

18.78 17.54 1.25

Ds % 0.31 Ds % 0.34

41

Suelo A-4 (8) Microondas

Potencia Microondas: 8 = 640w

Tamaño máximo de párticula: #4

Humedad inicial del suelo: 4.26%

Microondas

Peso recip Tiempo Wh suelo Peso Menor T suelo T K2CO3 Humedad Vol K2CO3

g min g g ºC ºC % cm3

272.58 0 100.06 24 24 Vol inic=80 272.58 1 98.52 - 97.70 97.7 73 2.42 272.58 2 92.80 - 91.70 91.7 82 9.12 272.58 3 88.40 - 87.00 87.00 87 15.01 272.58 4 85.90 - 85.80 85.8 103 76 16.62 Vol final=76

262.65 0 100.4 24 24 Vol inic=80 262.65 1 98.08 - 97.00 97.00 79 3.51 262.65 2 92.55 - 91.00 91.00 76 10.33 262.65 3 88.10 - 87.30 87.3 89 15.01 262.65 4 86.30 - 86.05 86.05 104 78 16.68 262.65 5 85.80 - 85.63 85.63 120 94 17.25 Vol final=76

Promedio: 16.93



Promedio: 20.18

262.62 0 100.57 22 22 Vol inic=80 262.62 1 97.28 - 96.08 96.08 75 4.67 262.62 2 91.68 - 90.08 90.08 83 11.65 262.62 3 86.83 - 85.08 85.08 80 18.21 262.62 4 82.58 - 81.98 81.98 93 22.68 262.62 5 81.28 - 81.08 81.08 112 87 24.04 Vol final=76

Wh: Peso del suelo húmedo

Peso menor: peso menor registrado por minuto

T suelo: mayor temperatura registrada por minuto

T K2CO3: Temperaturas inicial y final de la solución

42



272.56 0 100.06 22 22 Vol inic=80 272.56 1 97.3 - 95.8 95.80 84 4.45 272.56 2 91.43 - 89.7 89.70 82 11.55

272.56 3 85.8 - 84.5 84.50 83 18.41 272.56 4 81.9 - 81.4 81.40 97 22.92 272.56 5 80.8 - 80.5 80.50 113 89 24.30 Vol final=76

Promedio: 24.17

262.66 0 100.30 22 22 Vol inic=80 262.66 1 96.90 - 94.87 94.87 83 5.72 262.66 2 90.60 - 88.70 88.70 83 13.08 262.66 3 84.60 - 83.10 83.10 83 20.70 262.66 4 80.10 - 79.40 79.40 91 26.32 262.66 5 78.30 - 78.14 78.14 111 92 28.36 Vol final=74

272.55 0 100.36 22 22 Vol inic=80 1 96.75 - 94.95 94.95 76 5.70 2 89.45 - 87.45 87.45 78 14.76 3 83.85 - 82.36 82.36 79 21.86 4 79.45 - 78.85 78.85 89 27.28 5 77.77 - 77.75 77.75 112 90 29.08 Vol final=74

Promedio: 28.72

262.66 0 100.02 19 19 Vol inic=120

1 97.96 - 97.10 97.10 84 3.01 2 93.40 - 92.78 92.78 91 7.80 3 90.80 - 90.50 90.50 114 10.52 4 90.20 - 90.10 90.10 120 11.01 5 90.01 - 89.94 89.94 120 11.21 6 89.93 - 89.91 89.91 119 110 11.24 ebullición

272.54 0 100.54 19 19 Vol inic=120 1 98.50 - 97.58 97.58 86 3.03 2 94.07 - 93.15 93.15 90 7.93 3 91.70 - 90.77 90.77 117 10.76 4 90.20 - 90.12 90.12 127 11.56 5 90.10 - 89.97 89.97 120 11.75 6 89.94 - 89.94 89.94 112 112 11.79 ebullición

Promedio: 11.52

43



262.61 0 100.25 19 19 Vol inic=120

1 98.83 - 97.63 97.63 87 2.68 2 93.20 - 91.61 91.61 88 9.43 3 88.00 - 86.92 86.92 86 15.34 4 85.40 - 84.36 84.36 113 18.84 5 84.00 - 83.82 83.82 121 19.60 6 83.79 - 83.71 83.71 115 98 19.76 Vol fin=113

262.61 0 100.14 19 19 Vol inic=120 1 98.70 - 97.75 97.75 87 2.45 2 92.00 - 91.10 91.10 85 9.92 3 87.70 - 86.69 86.69 87 15.52 4 84.80 - 84.33 84.33 112 18.75 5 84.00 - 83.75 83.75 122 19.57 6 83.70 - 83.61 83.61 119 19.77 7 83.60 - 83.57 83.57 104 103 19.83

Promedio: 19.80

272.54 0 100.03 19 19 vol inic=200

1 99.86 - 99.26 99.26 67 0.78 2 96.66 - 95.76 95.76 85 4.46 3 93.46 - 92.86 92.86 85 7.72 4 89.91 - 89.31 89.31 97 12.00 5 87.76 - 87.63 87.63 109 14.15 6 87.36 - 87.07 87.07 109 14.88 7 86.92 - 86.87 86.87 115 15.15 8 86.83 - 86.80 86.80 110 92 15.24

262.65 0 100.21 19 19 vol inic=200 1 99.60 - 98.64 96.84 76 3.48 2 96.58 - 95.56 95.56 84 4.87 3 92.80 - 91.35 91.35 86 9.70 4 89.35 - 89.05 89.05 95 12.53 5 88.05 - 87.75 87.75 110 14.20 6 87.25 - 87.16 87.16 112 14.97 7 87.05 - 87.00 87.00 110 15.18 8 86.95 - 86.91 86.91 104 95 15.30

Promedio: 15.27

44



262.61 0 100.11 19 19 vol inic=200

1 99.60 - 98.60 98.60 77 1.53 2 96.80 - 95.33 95.33 78 5.01 3 92.60 - 91.46 91.46 82 9.46 4 88.90 - 88.18 88.18 80 13.53 5 86.60 - 86.45 86.45 95 15.80 6 85.80 - 85.67 85.67 103 16.86 7 85.42 - 85.40 85.40 108 17.22 8 85.30 - 85.21 85.21 110 17.49 9 85.20 - 85.15 85.15 97 95 17.57 vol fin=180 0 100.20 19 19 vol inic=200 1 99.50 - 98.43 98.43 78 1.80

2 96.00 - 95.54 95.54 84 4.88 3 92.57 - 91.51 91.51 87 9.50 4 91.00 - 90.82 90.82 74 10.33 5 89.10 - 88.22 88.22 84 13.58 6 86.80 - 86.32 86.32 99 16.08 7 85.38 - 85.61 85.61 108 17.04 8 85.50 - 85.34 85.34 110 17.41 9 85.30 - 85.25 85.25 103 97 17.54 vol fin=190

Promedio: 17.56

45

Suelo A-4(8) Horno

Tamaño máximo de partícula: # 4


Horno Peso recip Wh suelo + recip Wh suelo Ws suelo + recip Ws suelo Humedad

g g g g g %

5.00 105.00 100.00 90.30 85.30 17.23

4.90 104.90 100.00 90.00 85.10 17.51

Promedio: 17.37

4.89 104.89 100.00 87.30 82.41 21.34

5.00 105.00 100.00 87.25 82.25 21.58

Promedio: 21.46

4.90 104.90 100.00 85.10 80.30 24.53

5.00 105.00 100.00 85.20 80.20 24.69

Promedio: 24.61

4.94 104.94 100.00 82.50 77.56 28.93

4.92 104.90 99.98 82.60 77.68 28.71

Promedio: 28.82

4.96 104.86 99.90 94.52 89.56 11.55

4.96 105.50 100.54 94.62 89.66 12.13

Promedio: 11.84

Wh suelo: Peso del suelo húmedo Wh suelo + recip: peso del suelo húmedo + peso del recipiente

Ws suelo: Peso del suelo seco Ws suelo + recip: Peso del suelo seco + peso del recipiente

46

Peso recip Wh suelo + recip Wh suelo Ws suelo + recip Ws suelo Humedad

g g g g g %

4.94 105.05 100.11 88.27 83.33 20.14

4.94 104.9 99.96 88.23 83.29 20.01

Promedio: 20.08

4.79 100.5 95.91 87.53 82.74 15.92

4.95 105.03 100.08 91.41 86.46 15.75

Promedio: 15.84

4.94 104.91 99.97 89.49 84.55 18.24

4.94 105.05 100.11 89.22 84.28 18.78

Promedio: 18.51

47

Suelo A-7-6 (14) – Tablas


ANEXO II

48

Suelo A-7-6 (14) Condición 1

Resumen


min ºC % % % % % cm3

5 120 13.18 12.31 13.16 12.18 0.52 80

5 120 13.20 12.44 0.54 80

6 113 19.78 18.76 19.99 18.73 0.43 80

6 116 19.57 18.78 0.42 80

6 110 24.60 22.62 24.93 22.49 0.76 80

6 114 24.26 22.74 0.90 80

7 109 28.31 26.37 28.23 25.96 0.67 80

7 109 28.39 26.77 0.75 80

7 109 33.55 31.42 33.73 31.19 1.20 80

7 102 33.36 31.64 1.28 80

7 107 25.49 24.78 25.40 25.40 0.43 120

7 113 25.58 24.15 0.49 120

Rangos

Horno Micro


% % % % % %

13.16 13.18 0.04 0.0032 12.18 12.31 0.26 0.0214

13.20 12.44

19.99 19.78 0.41 0.0209 18.73 18.76 0.06 0.0030

19.57 18.78

24.93 24.60 0.67 0.0273 22.49 22.62 0.25 0.0112

24.26 22.74

28.23 28.31 0.17 0.0059 25.96 26.37 0.81 0.0309

28.39 26.77

33.73 33.55 0.37 0.0111 31.19 31.42 0.45 0.0143

33.36 31.64

25.40 25.49 0.17 0.0068 25.40 24.78 1.25 0.0506

25.58 24.15



49

Suelo A-7-6 (14)

Condición 1



% % % % % %

13.18 12.31 0.87 13.16 12.18 0.98

13.20 12.44 0.76

19.78 18.76 1.02 19.99 18.73 1.26

19.57 18.78 0.79

24.60 22.62 1.98 24.93 22.49 2.45

24.26 22.74 1.52

28.31 26.37 1.94 28.23 25.96 2.27

28.39 26.77 1.62

33.55 31.42 2.13 33.73 31.19 2.54

33.36 31.64 1.72

25.49 24.78 0.71 25.40 25.40 0.00

25.58 24.15 1.43

Ds % 0.64 Ds % 0.75

Suelo A-7-6 (14)

Condición 2

Resumen


min ºC % % % % % cm3

12 107 23.46 21.68 23.57 21.65 0.08 200

12 106 23.34 21.70 0.10 200

13 103 27.29 25.70 26.96 25.68 0.09 200

13 103 27.62 25.71 0.08 200

14 101 31.22 29.29 31.20 29.53 0.10 200

14 98 31.24 29.05 0.10 200

50

Suelo A-7-6 (14)

Condición 2

Rangos

Horno Micro


% % % % % %

23.57 23.46 0.22 0.0096 21.65 21.68 0.05 0.0022

23.34 21.70

26.96 27.29 0.67 0.0244 25.68 25.70 0.02 0.0010

27.62 25.71

31.20 31.22 0.04 0.0013 29.53 29.29 0.47 0.0162

31.24 29.05





% % % % % %

23.46 21.68 1.78 23.57 21.65 1.92

23.34 21.70 1.64

27.29 25.70 1.59 26.96 25.68 1.27

27.62 25.71 1.91

31.22 29.29 1.93 31.20 29.53 1.67

31.24 29.05 2.19

Ds % 0.17 Ds % 0.31

51

Suelo A-7-6 (14) Microondas



Microondas

Peso recip Tiempo Wh suelo Peso menor T suelo T K2CO3 Humedad Vol K2CO3


262.65 0 100.15 19 19 Vol inic=80

262.65 1 99.50 - 98.60 98.60 75 1.57

262.65 2 95.77 - 94.80 94.80 82 5.64 262.65 3 92.40 - 91.00 91.00 98 10.05

262.65 4 90.17 - 89.80 89.80 108 11.53 262.65 5 89.32 - 89.28 89.28 120 102 12.18 Vol final=72

272.56 0 100.70 19 21 Vol inic=80

272.56 1 99.50 - 98.90 98.90 79 1.82 272.56 2 95.70 - 94.90 94.90 82 6.11

272.56 3 92.40 91.80 91.80 102 9.69 272.56 4 90.30 - 90.10 90.10 112 11.76

272.56 5 89.60 - 89.56 89.56 120 105 12.44 Vol final=70

Promedio: 12.31

262.62 0 100.05 19 19 Vol inic=80 262.62 1 99.27 - 98.20 98.20 83 1.88

262.62 2 94.80 - 93.40 93.40 86 7.12 262.62 3 90.20 - 89.00 89.00 88 12.42

262.62 4 86.40 - 85.80 85.80 95 16.61

262.62 5 85.00 - 84.70 84.70 105 18.12 262.62 6 84.50 - 84.27 84.27 113 110 18.73 Vol final=70

272.55 0 100.05 19 19 Vol inic=80

272.55 1 99.30 - 98.40 98.40 80 1.68 272.55 2 95.00 - 93.70 93.70 83 6.78

272.55 3 90.30 - 89.30 89.30 86 12.04 272.55 4 87.40 - 86.00 86.00 102 16.34

272.55 5 85.00 - 84.65 84.65 112 18.19 272.55 6 84.30 - 84.23 84.23 116 111 18.78 Vol final=70

Promedio: 18.76





52



262.62 0 100.49 19 19 Vol inic=80

262.62 1 99.80 - 98.90 98.90 80 1.61 262.62 2 95.80 - 94.00 94.00 87 6.90

262.62 3 90.70 - 89.50 89.50 85 12.28

262.62 4 86.40 - 85.33 85.33 94 17.77 262.62 5 83.40 - 82.80 82.80 108 21.36

262.62 6 82.30 - 82.04 82.04 110 111 22.49 Vol final=71

272.56 0 100.28 19 19 Vol inic=80 272.56 1 99.70 - 98.90 98.90 80 1.40

272.56 2 95.70 - 94.00 94.00 87 6.68 272.56 3 90.30 - 89.04 89.04 86 12.62

272.56 4 85.90 - 85.05 85.05 89 17.91

272.56 5 83.10 - 82.60 82.60 105 21.40 272.56 6 82.04 - 81.70 81.70 114 108 22.74 vol final=70

Promedio: 22.62

262.66 0 100.25 20 28 Vol inic=80 262.66 1 99.35 - 98.05 98.05 75 2.24

262.66 2 95.75 - 93.95 93.95 84 6.71

262.66 3 91.35 - 89.95 89.95 83 11.45 262.66 4 87.37 - 86.05 86.05 82 16.50

262.66 5 83.67 - 82.70 82.70 82 21.22 262.66 6 81.10 - 80.26 80.26 92 24.91

262.66 7 79.85 - 79.59 79.59 109 95 25.96 Vol final=64

272.55 0 100.34 20 27 Vol inic=80

272.55 1 99.30- 97.93 97.93 85 2.46 272.55 2 95.68 - 93.80 93.80 86 6.97

272.55 3 90.90 - 89.50 89.50 82 12.11 272.55 4 86.80 - 85.40 85.40 85 17.49

272.55 5 82.80 - 82.10 82.10 85 22.22

272.55 6 80.30 - 79.90 79.90 98 25.58 272.55 7 79.30 - 79.15 79.15 109 94 26.77 vol final=64

Promedio: 26.37

262.65 0 100.10 20 25 Vol inic=80 262.65 1 98.00 - 95.60 95.60 67 4.71

262.65 2 93.00 - 91.60 91.60 77 9.28

53



262.65 3 88.80 - 87.30 87.30 86 14.66 262.65 4 84.50 - 83.20 83.20 82 20.31

262.65 5 81.00 - 80.30 80.30 83 24.66 262.65 6 78.00 - 77.50 77.50 91 29.16

262.65 7 77.00 - 76.30 76.30 109 98 31.19 vol final=64

272.56 0 100.85 20 25 Vol inic=80 272.56 1 98.00 - 96.20 96.20 77 4.83

272.56 2 93.80 - 91.50 91.50 81 10.22

272.56 3 89.20 - 87.80 87.80 84 14.86

272.56 4 85.20 - 83.90 83.90 86 20.20

272.56 5 8 1.00 - 80.74 80.74 83 24.91

272.56 6 78.10 - 77.90 77.90 86 29.46

272.56 7 77.30 - 76.61 76.61 102 95 31.64 Vol final=64

Promedio: 31.42

262.64 0 100.90 19 19 Vol inic.=120

1 99.28 - 98.06 98.06 83 2.90 2 95.40 - 93.70 93.70 89 7.68

3 90.90 - 88.89 88.89 85 13.51 4 86.00 - 85.10 85.10 88 18.57

5 83.00 - 82.20 82.20 97 22.75 6 81.25 - 80.89 80.89 106 24.74

7 80.60 - 80.46 80.46 107 104 25.40 Vol final=110

272.48 0 100.50 19 19 Vol inic.=120

1 99.00 - 98.55 98.55 75 1.98 2 96.20 - 94.60 94.60 85 6.24

3 91.50 - 90.13 90.13 88 11.51

4 86.90 - 85.87 85.87 89 17.04 5 83.70 - 82.85 82.85 95 21.30

6 81.90 - 81.44 81.44 110 23.40 7 81.11 - 80.95 80.95 113 103 24.15 Vol final=110

Promedio: 24.78

54


262.61 0 100.23 19 19 Vol inic.=200

1 99.97 - 99.20 99.20 64 1.04 2 98.60 - 97.07 97.07 88 3.26

3 95.40 - 93.77 93.77 83 6.89 4 92.30 - 90.82 90.82 84 10.36

5 88.86 - 88.14 88.14 80 13.72 6 86.00 - 85.69 85.69 92 16.97

7 84.59 - 84.09 84.09 101 19.19

8 83.59 - 83.29 83.29 101 20.34 9 82.93 - 82.88 82.88 107 20.93

10 82.79 - 82.61 82.61 104 21.33 11 82.54 - 82.47 82.47 105 21.54

55



12 82.46 - 82.39 82.39 104 104 21.65 Vol final=170

0 100.50 19 19 Vol inic.=200

1 100.35 - 99.97 99.97 65 0.53 2 99.01 - 97.31 97.31 85 3.28

3 95.47 - 94.38 94.38 79 6.48

4 92.78 - 91.41 91.41 83 9.94

5 90.00 - 88.78 88.78 78 13.20

6 87.36 - 86.60 86.60 88 16.05

7 85.46 - 84.96 84.96 96 18.29 8 83.46 - 83.87 83.87 103 19.83

9 83.44 - 83.19 83.19 106 20.81 10 83.01 - 82.85 82.85 105 21.30

11 82.77 - 82.68 82.68 105 21.55

12 82.63 - 82.58 82.58 102 105 21.70 Vol final=170

Promedio: 21.68

272.55 0 100.46 19 19 Vol inic.=200

1 100.17 - 99.86 99.86 59 0.60

2 98.10 - 97.45 97.45 84 3.09

3 96.22 - 94.71 94.71 82 6.07

4 93.40 - 92.13 92.13 85 9.04 5 90.15 - 88.94 88.94 82 12.95

6 87.33 - 86.56 86.56 82 16.06 7 84.91 - 84.05 84.05 88 19.52

8 82.48 - 82.25 82.25 91 22.14

9 81.55 - 81.10 81.10 96 23.87 10 80.79 - 80.59 80.59 98 24.66

11 80.35 - 80.25 80.25 103 25.18 12 80.12 - 80.02 80.02 98 25.54

13 79.97 - 79.93 79.93 98 104 25.68 Vol final=170

272.54 0 100.09 19 25 Vol inic.=200

1 99.82 - 99.26 99.26 62 0.84 2 98.40 - 97.20 97.20 75 2.97

3 95.90 - 94.60 94.60 82 5.80 4 92.74 - 91.55 91.55 85 9.33

5 89.80 - 88.48 88.48 83 13.12

6 86.60 - 85.72 85.72 83 16.76 7 84.23 - 83.53 83.53 88 19.83

8 82.43 - 82.00 82.00 94 22.06

56



9 81.10 - 80.69 80.69 103 24.04 10 80.40 - 80.14 80.14 102 24.89

11 80.00 - 79.85 79.85 98 25.35 12 79.81 - 79.70 79.70 98 25.58

13 79.68 - 79.62 79.62 100 115 25.71

Promedio: 25.70

262.61 0 100.37 19 19 Vol inic.=200 1 99.77 - 98.95 98.95 67 1.44

2 96.98 - 95.82 95.82 84 4.75

3 94.57 - 94.27 94.27 74 6.47 4 92.98 - 91.40 91.4 73 9.81

5 90.39 - 89.18 89.18 76 12.55 6 87.79 - 86.49 86.49 78 16.05

7 85.19 - 84.24 84.24 78 19.15

8 82.39 - 81.94 81.94 77 22.49 9 80.49 - 79.93 79.93 90 25.57

10 79.19 - 78.72 78.72 101 27.50

11 78.29 - 78.09 78.09 91 28.53 12 78.84 - 77.79 77.79 86 29.03

13 77.70 - 77.59 77.59 88 29.36 14 77.50 - 77.49 77.49 86 102 29.53 Vol final=180

272.53 0 100.48 19 19 Vol inic.=200

1 100.10 - 99.43 99.43 67 1.06 2 98.40 - 97.20 97.2 81 3.37

3 95.80 - 94.51 94.51 81 6.32 4 93.00 - 91.81 91.81 80 9.44

5 90.20 - 90.00 90 81 11.64

6 87.44 - 86.50 86.5 85 16.16 7 84.64 - 83.77 83.77 80 19.95

8 82.00 - 81.75 81.75 83 22.91 9 80.40 - 79.71 79.71 98 26.06

10 79.10 - 78.70 78.7 92 27.67 11 78.50 - 78.33 78.33 91 28.28

12 78.20 - 78.09 78.09 86 28.67

13 78.03 - 77.96 77.96 83 28.89 14 77.91 - 77.86 77.86 86 110 29.05 Vol final=160

Promedio: 29.29

57

Suelo A-7-6 (14) Horno

Horno Peso recip Wh suelo + Recip Wh suelo Ws suelo + recip Ws suelo Humedad

g g g g g %

4.95 105.15 100.20 93.53 88.55 13.16

4.90 104.90 100.00 93.24 88.34 13.20

Promedio: 13.18

4.95 104.97 100.02 88.31 83.36 19.99

4.93 105.00 100.07 88.62 83.69 19.57

Promedio: 19.78

4.95 104.96 100.01 85.50 80.05 24.93

4.94 104.96 100.02 85.43 80.49 24.26

Promedio: 24.60

4.94 105.43 100.49 83.31 78.37 28.23

4.90 106.78 101.88 84.25 79.35 28.39

Promedio: 28.31

5.00 105.50 100.50 80.15 75.15 33.73

4.96 105.66 100.70 80.47 75.51 33.36

Promedio: 33.55



Suelo Clasif. HRB: A-7-6 (14)


58

Peso recip Wh suelo + Recip Wh suelo Ws suelo + recip Ws suelo Humedad

g g g g g %

4.94 105.00 100.06 84.73 79.79 25.40

4.99 104.90 99.91 84.55 79.56 25.58

Promedio: 25.49

4.96 104.68 99.72 85.66 80.70 23.57

4.91 105.30 100.39 86.30 81.39 23.34

Promedio: 23.46

4.95 104.94 99.99 83.71 78.76 26.96

4.90 105.76 100.86 83.93 79.03 27.62

Promedio: 27.29

4.91 104.45 99.54 80.78 75.87 31.20

5.00 104.90 99.90 81.12 76.12 31.24

Promedio: 31.22

59

Suelo A-3 (0) – Tablas


ANEXO III

60

Suelo A-3(0)

Rangos


% % % % % %

3.61 3.58 0.06 0.0165 3.25 3.26 0.03 0.0103

3.55 3.28

8.73 8.77 0.09 0.0106 8.28 8.33 0.11 0.0133

8.82 8.39

10.93 11.13 0.40 0.0356 11.60 11.50 0.19 0.0166

11.32 11.40

14.80 14.68 0.23 0.0159 14.38 14.45 0.13 0.0091

14.56 14.51



Resumen

Tiempo Temperatura whorno prom wmicro prom whorno wmicro Error de masa

min ºC % % % % %

6 87 3.58 3.26 3.61 3.25 0.07

6 87 3.55 3.28 0.10

9 79 8.77 8.33 8.73 8.28 0.06

9 79 8.82 8.39 0.04

9 82 11.13 11.50 10.93 11.60 0.07

9 85 11.32 11.40 0.10

11 80 14.68 14.45 14.80 14.38 0.03

10 82 14.56 14.51 0.07

61



% % % % % %

3.58 3.26 0.32 3.61 3.25 0.37

3.55 3.28 0.27

8.77 8.33 0.44 8.73 8.28 0.45

8.82 8.39 0.43

11.13 11.50 -0.37 10.93 11.60 -0.67

11.32 11.40 -0.08

14.68 14.45 0.23 14.80 14.38 0.42

14.56 14.51 0.05

Ds % 0.36 Ds % 0.38

62

Suelo A-3 (0) Microondas



Tamaño de partícula máxima: #4

Microondas

Peso recip Tiempo Wsuelo h Peso Menor T suelo T K2CO3 Humedad Vol K2CO3


262.61 0 100.21 13 13 120

262.61 1 100.06 - 99.73 99.78 53 0.43 262.61 2 99.31 - 98.85 98.85 65 1.38

262.61 3 98.30 - 97.93 97.93 73 2.33 262.61 4 97.50 - 97.34 97.34 87 2.95

262.61 5 97.14 - 97.13 97.13 85 3.17

262.61 6 97.07 - 97.06 97.06 83 112 3.25 100

272.52 0 100.16 13 13 120

272.52 1 99.78 - 99.71 99.71 51 0.45 272.52 2 99.36 - 98.98 98.98 60 1.19

272.52 3 98.25 - 98.06 98.06 73 2.14

272.52 4 97.46 - 97.38 97.38 83 2.85 272.52 5 97.17 - 97.08 97.08 87 3.17

272.52 6 97.02 - 96.98 96.98 82 112 3.28 100

Promedio: 3.26

262.6 0 100.09 15 19 120 262.6 1 99.80 - 99.23 99.23 67 0.87

262.6 2 98.85 - 98.01 98.01 68 2.12

262.6 3 97.98 - 97.76 97.76 73 2.38 262.6 4 97.00 - 96.31 96.31 77 3.92

262.6 5 95.10 - 94.69 94.69 75 5.70 262.6 6 93.70 - 93.58 93.58 70 6.96

262.6 7 92.90 - 92.67 92.67 76 8.01

262.6 8 92.52 - 92.50 92.5 79 8.21 262.6 9 92.45 - 92.44 92.44 78 121 8.28 100

272.52 0 100.16 15 18 120 272.52 1 99.90 - 99.35 99.35 52 0.82

272.52 2 98.84 - 98.11 98.11 62 2.09

272.52 3 97.34 - 96.66 96.66 72 3.62 272.52 4 95.40 - 94.95 94.95 75 5.49





63



272.52 5 94.35 - 97.78 97.78 75 2.43

272.52 6 93.10 - 93.00 93 77 7.70

272.52 7 92.70 - 92.60 92.6 79 8.16 272.52 8 92.47 - 92.45 92.45 79 125 8.34

272.52 9 92.43 - 92.41 92.41 76 8.39 100

Promedio: 8.33

262.6 0 100.19 13 14 120

262.6 1 99.65 - 98.88 98.88 73 1.32

262.6 2 98.10 - 97.37 97.37 72 2.90 262.6 3 95.90 - 95.38 95.38 76 5.04

262.6 4 93.93 - 93.66 93.66 75 6.97 262.6 5 92.71 - 91.91 91.91 77 9.01

262.6 6 91.26 - 90.76 90.76 73 10.39

262.6 7 90.40 - 90.06 90.06 78 11.25 262.6 8 89.90 - 89.85 89.85 82 11.51

262.6 9 89.80 - 89.78 89.78 81 122 11.60 100

272.52 0 100.03 13 15 120

272.52 1 99.88 - 99.23 99.23 63 0.81

272.52 2 98.20 - 97.79 97.79 70 2.29 272.52 3 96.90 - 95.67 95.67 85 4.56

272.52 4 94.00 - 93.86 93.86 75 6.57 272.52 5 92.98 - 92.30 92.3 80 8.37

272.52 6 91.35 - 91.11 91.11 75 9.79

272.52 7 90.30 - 90.22 90.22 76 10.87 272.52 8 89.91 - 89.89 89.89 85 11.28

272.52 9 89.82 - 89.79 89.79 82 122 11.40 100

Promedio: 11.50

262.6 0 100.05 13 13 120

262.6 1 99.50 - 99.07 99.07 75 0.99 262.6 2 98.26 - 97.29 97.29 78 2.84

262.6 3 95.53 - 95.21 95.21 75 5.08

262.6 4 93.80 - 93.48 93.48 73 7.03 262.6 5 92.05 - 91.57 91.57 70 9.26

262.6 6 90.80 - 90.10 90.1 70 11.04 262.6 7 89.40 - 88.72 88.72 70 12.77

262.6 8 88.25 - 87.98 87.98 73 13.72

262.6 9 87.71 - 87.62 87.62 80 14.19 262.6 10 87.55 - 87.50 87.5 78 14.34

262.6 11 87.48 - 87.47 87.47 73 122 14.38 85

64



272.54 0 100.05 13 15 120 272.54 1 99.30 - 98.58 98.58 80 1.49

272.54 2 97.70 - 96.76 96.76 73 3.40

272.54 3 95.40 - 94.82 94.82 72 5.52 272.54 4 93.10 - 92.90 92.9 79 7.70

272.54 5 91.51 - 91.13 91.13 74 9.79 272.54 6 90.53 - 89.60 89.6 74 11.66

272.54 7 88.70 - 88.35 88.35 74 13.24

272.54 8 87.90 - 87.69 87.69 78 14.10 272.54 9 87.57 - 87.44 87.44 82 14.42

272.54 10 87.39 - 87.37 87.37 78 122 14.51 90

Promedio: 14.45

65

Suelo A-3 (0) Horno


Tamaño de partícula máxima: #4

Horno

Peso recip Wh suelo + Recip Wh suelo Ws suelo + recip. Ws suelo Humedad

g g g g g %

4.95 105.35 100.40 101.85 96.90 3.61

4.92 104.31 99.39 100.9 95.98 3.55

Promedio: 3.58

4.95 104.98 100.03 96.95 92.00 8.73

4.95 105.49 100.54 97.34 92.39 8.82

Promedio: 8.77

4.91 105 100.09 95.14 90.23 10.93

4.88 104.76 99.88 94.6 89.72 11.32

Promedio: 11.13

4.95 104.87 99.92 91.99 87.04 14.80

4.91 105.52 100.61 92.73 87.82 14.56

Promedio: 14.68



66

Suelo A-7-6 (12) - Tablas


ANEXO IV

67

Suelo A-7-6(12)

Resumen


min ºC % % % % %

9 112 10.35 10.27 10.61 10.58 0.05

9 115 10.20 10.55 0.03

10 111 16.95 16.88 17.61 17.78 0.08

10 109 16.81 17.95 0.09

14 97 21.90 21.95 22.85 22.84 0.06

14 104 21.99 22.84 0.06

17 101 27.63 27.68 28.66 28.49 0.07

15 102 27.72 28.32 0.10

Rangos


% % % % % %

10.61 10.58 0.07 0.0064 10.35 10.27 0.15 0.0144

10.55 10.20

17.61 17.78 0.35 0.0195 16.95 16.88 0.14 0.0084

17.95 16.81

22.85 22.84 0.01 0.0005 21.90 21.95 0.10 0.0045

22.84 21.99

28.66 28.49 0.34 0.0121 27.63 27.68 0.09 0.0031

28.32 27.72



68



% % % % % %

10.58 10.27 0.31 10.61 10.35 0.27

10.55 10.20 0.35

17.78 16.88 0.90 17.61 16.95 0.66

17.95 16.81 1.14

22.84 21.95 0.90 22.85 21.90 0.95

22.84 21.99 0.84

28.49 27.68 0.81 28.66 27.63 1.03

28.32 27.72 0.60

Ds % 0.28 Ds % 0.32

69

Suelo A-7-6 (12) Microondas



Tamaño máximo de partícula: #4

Microondas

Peso recip Tiempo Wsuelo h Peso Menor Temp suelo Temp K2CO3 Humedad Vol K2CO3


272.54 0 100.05 16 16 120 272.54 1 99.78 - 99.37 99.37 58 0.68

272.54 2 98.70 - 97.94 97.94 75 2.15

272.54 3 97.00 - 96.17 96.17 82 4.03 272.54 4 94.96 - 94.30 94.3 86 6.10

272.54 5 93.08 - 92.49 92.49 101 8.17 272.54 6 91.86 - 91.49 91.49 112 9.36

272.54 7 91.07 - 90.88 90.88 112 10.09 272.54 8 90.77 - 90.72 90.72 105 10.28

272.54 9 90.71 - 90.67 90.67 102 106 10.35 93

262.6 0 100.07 16 15 262.6 1 99.80 - 99.46 99.46 63 0.61 120

262.6 2 98.39 - 97.81 97.81 76 2.31

262.6 3 96.71 - 95.92 95.92 88 4.33 262.6 4 94.70 - 93.95 93.95 93 6.51

262.6 5 92.92 - 92.40 92.4 105 8.30 262.6 6 91.81 - 91.52 91.52 113 9.34

262.6 7 91.20 - 91.04 91.04 115 9.92 262.6 8 90.95 - 90.84 90.84 105 10.16

262.6 9 90.83 - 90.81 90.81 102 107 10.20 90

Promedio: 10.27

272.53 0 100.11 16 22 120

272.53 1 99.90 - 99.60 99.6 61 0.51 272.53 2 98.91 - 98.18 98.18 76 1.97

272.53 3 96.82 - 95.96 95.96 87 4.32 272.53 4 93.61 - 93.24 93.24 88 7.37

272.53 5 94.87 - 90.72 90.72 90 10.35

272.53 6 89.27 - 88.65 88.65 92 12.93 272.53 7 88.27 - 86.92 86.92 106 15.17

272.53 8 86.07 - 85.99 85.99 111 16.42 272.53 9 85.73 - 85.68 85.68 109 16.84

272.53 10 85.66 - 85.60 85.6 105 121 16.95 90





70



262.58 0 100.21 17 22 120

262.58 1 100.04 - 99.64 99.64 56 0.57

262.58 2 98.27 - 98.04 98.04 72 2.21 262.58 3 96.89 - 96.17 96.17 82 4.20

262.58 4 93.72 - 93.40 93.4 88 7.29 262.58 5 92.22 - 90.83 90.83 88 10.33

262.58 6 88.94 - 88.53 88.53 93 13.19 262.58 7 87.72 - 87.15 87.15 102 14.99

262.58 8 86.40 - 86.28 86.28 109 16.15

262.58 9 85.90 - 85.88 85.88 107 16.69 262.58 10 85.81 - 85.79 85.79 103 120 16.81 92

Promedio: 16.88

272.52 0 100.26 15 19 120

272.52 1 100.15 - 99.76 99.76 53 0.50 272.52 2 99.78 - 98.61 98.61 68 1.67

272.52 3 97.90 - 96.97 96.97 75 3.39

272.52 4 95.72 - 94.85 94.85 82 5.70 272.52 5 93.46 - 92.48 92.48 83 8.41

272.52 6 91.70 - 90.27 90.27 87 11.07 272.52 7 89.01 - 88.15 88.15 88 13.74

272.52 8 86.40 - 86.03 86.03 88 16.54 272.52 9 84.80 - 84.23 84.23 94 19.03

272.52 10 83.46 - 82.96 82.96 97 116 20.85 87

272.52 11 82.83 - 82.69 82.69 88 31 21.25 120 272.52 12 82.53 - 82.48 82.48 90 21.56

272.52 13 82.33 - 82.31 82.31 95 21.81 272.52 14 82.29 - 82.25 82.25 92 100 21.90 112

262.58 0 100.17 15 20 120 262.58 1 100.03 - 99.51 99.51 53 0.66

262.58 2 99.03 - 98.38 98.38 70 1.82 262.58 3 97.60 - 96.78 96.78 78 3.50

262.58 4 95.60 - 94.58 94.58 83 5.91 262.58 5 93.41 - 92.52 92.52 83 8.27

262.58 6 91.17 - 90.22 90.22 84 11.03

262.58 7 88.62 - 87.95 87.95 85 13.89 262.58 8 86.44 - 85.80 85.8 87 16.75

262.58 9 84.40 - 84.07 84.07 96 19.15 262.58 10 83.40 - 82.78 82.78 104 122 21.01 90

262.58 11 82.70 - 82.58 82.58 87 22 21.30 120

262.58 12 82.31 - 82.29 82.29 100 21.73 262.58 13 82.2 - 82.17 82.17 102 21.91

262.58 14 82.14 - 82.11 82.11 96 103 21.99 110 Promedio: 21.95

71



272.52 0 100.23 14 14 120

272.52 1 100.10 - 99.77 99.77 43 0.46

272.52 2 99.18 - 99.00 99 60 1.24 272.52 3 98.46 - 97.70 97.7 69 2.59

272.52 4 96.70 - 96.18 96.18 72 4.21 272.52 5 95.31 - 94.31 94.31 78 6.28

272.52 6 93.40 - 92.61 92.61 78 8.23 272.52 7 91.64 - 90.70 90.7 83 10.51

272.52 8 89.63 - 88.85 88.85 84 12.81

272.52 9 87.62 - 86.87 86.87 84 15.38 272.52 10 85.31 - 84.64 84.64 87 117 18.42 80

272.52 11 83.50 - 82.92 82.92 85 15 20.88 120 272.52 12 81.88 - 81.27 81.27 84 23.33

272.52 13 80.20 - 80.04 80.04 95 25.22

272.52 14 79.42 - 79.10 79.1 100 26.71 272.52 15 78.91 - 78.71 78.71 101 27.34

272.52 16 78.70 - 78.60 78.6 97 27.52 272.52 17 78.56 - 78.53 78.53 92 100 27.63 110

262.6 0 100.26 14 15 120

262.6 1 100.08 - 99.67 99.67 51 0.59

262.6 2 99.23 - 98.62 98.62 68 1.66 262.6 3 97.70 - 96.53 96.53 83 3.86

262.6 4 95.50 - 94.45 94.45 82 6.15 262.6 5 93.49 - 92.42 92.42 82 8.48

262.6 6 91.50 - 90.42 90.42 83 10.88

262.6 7 89.20 - 88.67 88.67 85 13.07 262.6 8 87.10 - 86.70 86.7 87 15.64

262.6 9 85.20 - 84.73 84.73 88 18.33 262.6 10 82.92 - 82.67 82.67 88 21.28

262.6 11 81.56 - 81.05 81.05 84 116 23.70 87 262.6 12 80.80 - 79.76 79.76 96 15 25.70 120

262.6 13 79.78 - 78.91 78.91 101 27.06

262.6 14 78.76 - 78.60 78.6 102 27.56 262.6 15 78.55 - 78.50 78.5 97 103 27.72 110

Promedio: 27.68

72

Suelo A-7-6 (12)

Horno



Horno

Peso recip Wh suelo + Recip Wh suelo Ws suelo + recip. Ws suelo Humedad

g g g g g %

4.95 106.14 101.19 96.43 91.48 10.61

4.93 104.72 99.79 95.2 90.27 10.55

Promedio: 10.58

4.91 105.04 100.13 90.05 85.14 17.61

5 105.39 100.39 90.11 85.11 17.95

Promedio: 17.78

4.96 104.65 99.69 86.11 81.15 22.85

4.98 104.98 100 86.39 81.41 22.84

Promedio: 22.84

4.95 105.15 100.2 82.83 77.88 28.66

4.98 105.49 100.51 83.31 78.33 28.32

Promedio: 28.49



73

Suelo A-7-6 (12) + 3% de cal - Tablas


ANEXO V

74

Suelo A-7-6 (12) + 3% de cal

Resumen


min ºC % % % % %

8 114 15.02 14.30 15.41 14.17 0.08

8 117 14.64 14.43 0.10

9 114 20.39 18.89 20.44 18.78 0.07

9 111 20.34 18.99 0.08

10 117 25.87 24.73 25.80 24.82 0.10

10 114 25.94 24.65 0.10

Rangos


% % % % % %

15.41 15.02 0.77 0.0509 14.17 14.30 0.27 0.0188

14.64 14.43

20.44 20.39 0.10 0.0047 18.78 18.89 0.21 0.0110

20.34 18.99

25.80 25.87 0.14 0.0055 24.82 24.73 0.18 0.0072

25.94 24.65





% % % % % %

14.30 15.02 0.72 15.41 14.17 1.24

14.64 14.43 0.21

18.89 20.39 1.50 20.44 18.78 1.65

20.34 18.99 1.35

24.73 25.87 1.13 25.80 24.82 0.97

25.94 24.65 1.29

Ds % 0.39 Ds % 0.50

75

Suelo A-7-6 (12) + 3% de cal Microondas



Tamaño máximo de partícula:#4

Microondas


g min g g % cm3

272.54 0 100.18 20 20 120 272.54 1 99.60 - 99.01 99.01 73 1.18

272.54 2 96.20 - 95.15 95.15 87 5.29 272.54 3 92.84 - 91.51 91.51 94 9.47

272.54 4 89.92 - 89.30 89.30 107 12.18

272.54 5 88.70 - 88.39 88.39 117 13.34 272.54 6 88.22 - 88.02 88.02 114 13.82

272.54 7 87.97 - 87.83 87.83 114 14.06 272.54 8 87.80 - 87.75 87.75 111 105 14.17 103

262.62 0 100.21 20 20 120

262.62 1 99.84 - 98.73 98.73 81 1.47 262.62 2 96.84 - 95.16 95.16 84 5.28

262.62 3 92.32 - 91.45 91.45 97 9.55 262.62 4 89.65 - 89.16 89.16 112 12.36

262.62 5 88.51 - 88.21 88.21 117 13.57

262.62 6 88.00 - 87.86 87.86 113 14.02 262.62 7 87.72 - 87.67 87.67 109 14.27

262.62 8 87.64 - 87.57 87.57 113 105 14.43 100

Promedio: 14.30

272.54 0 100.17 21 21 120

272.54 1 99.56 - 98.62 98.62 80 1.57

272.54 2 96.82 - 94.86 94.86 85 5.60 272.54 3 91.88 - 90.63 90.63 85 10.53

272.54 4 87.60 - 87.50 87.50 96 14.48 272.54 5 86.16 - 85.66 85.66 101 16.94

272.54 6 84.96 - 84.89 84.89 114 18.00 272.54 7 84.71 - 84.56 84.56 110 18.46

272.54 8 84.48 - 84.40 84.40 108 18.68

272.54 9 84.33 - 84.33 84.33 104 102 18.78 105





76


g min g g % cm3

262.6 0 100.19 21 21 120

262.6 1 99.70 - 98.89 98.89 76 1.29

262.6 2 96.81 - 85.55 85.55 82 17.09

262.6 3 92.70 - 91.56 91.56 85 9.40 262.6 4 88.96 - 88.05 88.05 94 13.76

262.6 5 86.35 - 85.78 85.78 105 16.78

262.6 6 85.20 - 84.86 84.86 109 18.04 262.6 7 84.64 - 84.42 84.42 111 18.66

262.6 8 84.38 - 84.28 84.28 106 18.85 262.6 9 84.24 - 84.20 84.20 101 103 18.99 98

Promedio: 18.89

272.54 0 100.42 20 20 120 272.54 1 99.86 - 99.16 99.16 70 1.27

272.54 2 97.46 - 96.19 96.19 87 4.40

272.54 3 93.26 - 91.98 91.98 87 9.18 272.54 4 88.70 - 87.70 87.7 87 14.50

272.54 5 85.46 - 84.04 84.04 95 19.49 272.54 6 82.38 - 81.97 81.97 108 22.51

272.54 7 81.26 - 81.09 81.09 116 23.84

272.54 8 80.86 - 80.75 80.75 115 24.36 272.54 9 80.60 - 80.55 80.55 117 24.67

272.54 10 80.50 - 80.45 80.45 116 105 24.82 95

262.61 0 100.09 20 21 120 262.61 1 99.70 - 98.78 98.78 75 1.33

262.61 2 96.70 - 95.49 95.49 87 4.82

262.61 3 92.35 - 91.01 91.01 88 9.98 262.61 4 87.58 - 86.67 86.67 87 15.48

262.61 5 84.15 - 83.41 83.41 96 20.00 262.61 6 81.78 - 81.59 81.59 105 22.67

262.61 7 81.09 - 80.98 80.98 114 23.60

262.61 8 80.80 - 80.75 80.75 112 23.95 262.61 9 80.60 - 80.40 80.4 113 24.49

262.61 10 80.32 - 80.30 80.3 112 107 24.65 100

Promedio: 24.73

77

Suelo A-7-6 (12) + 3% de cal Horno



Horno Peso recip Wh suelo + Recip Wh suelo Ws suelo + recip. Ws suelo Humedad

g g g g g %

4.95 104.95 100.00 91.60 86.65 15.41

4.99 104.90 99.91 92.14 87.15 14.64

Promedio: 15.02

4.94 105.18 100.24 88.17 83.23 20.44

4.94 105.75 100.81 88.71 83.77 20.34

Promedio: 20.39

5 105.36 100.36 84.78 79.78 25.80

4.94 105.2 100.26 84.55 79.61 25.94

Promedio: 25.87



78

Repetibilidad – Tablas

Microondas Horno Resultados

ANEXO VI

79

Repetibilidad Microondas

Suelo-Clasificación HRB: A-3 (0)

Volumen inicial K2CO3: 80 cm3

Potencia microondas: 8 = 640 W Tiempo (min) Pesos (gr) Peso (gr) w (%) T suelo (ºC)

0 100.19 20

3 95.15 - 94.07 94.07 6.51 80 2 92.40 - 92.17 92.17 8.70 85

2 91.80 - 91.78 91.78 9.16 87 2 91.77 - 91.77 91.77 9.18 80

1 91.77 - 91.77 91.77 9.18 80

0 100.15 19

3 94.49 - 93.53 93.53 7.08 80 2 92.38 - 92.14 92.14 8.69 84

2 91.97 - 91.89 91.89 8.99 91 1 91.85 - 91.85 91.85 9.04 89

0 100.18 19 3 95.58 - 94.47 94.47 6.04 76

2 92.5 - 92.25 92.25 8.60 84 2 91.87 - 91.75 91.75 9.19 87

1 91.68 - 91.67 91.67 9.28 79

0 100.09 20

3 95.22 - 94.22 94.22 6.23 86 2 92.55 - 92.05 92.05 8.73 80

2 91.7 - 91.58 91.58 9.29 92 1 91.54 - 91.50 91.5 9.39 86

0 100.13 20 3 95.22 - 94.47 94.47 5.99 86

2 92.55 - 92.03 92.03 8.80 78 2 91.64 - 91.56 91.56 9.36 90

1 91.50 - 91.49 91.49 9.44 86

0 100.1 20

3 95.21 - 94.13 94.13 6.34 82 2 92.50 - 92.05 92.05 8.75 84

2 91.72 - 91.69 91.69 9.17 80 1 91.65 - 91.65 91.65 9.22 82

1 91.63 - 91.63 91.63 9.24 83

80

Tiempo (min) Pesos (gr) Peso (gr) w (%) T suelo (ºC) 0 100.12 20

3 94.82 - 93.88 93.88 6.65 85

2 92.24 - 91.87 91.87 8.98 82 2 91.68 - 91.48 91.48 9.44 88

1 91.45 - 91.45 91.45 9.48 88 0 100.16 20

3 95.28 - 93.73 93.73 6.86 73 2 92.12 - 91.84 91.84 9.06 78

2 91.58 - 91.46 91.46 9.51 94

1 91.43 - 91.43 91.43 9.55 89

0 100.07 18 3 95.20 - 94.43 94.43 5.97 82

2 92.33 - 92.31 92.31 8.41 80

2 91.71 - 91.68 91.68 9.15 90 1 91.66 - 91.66 91.66 9.18 80

0 100.06 18

3 95.54 - 94.35 94.35 6.05 78 2 91.89 - 91.78 91.78 9.02 78

2 91.26 - 91.26 91.26 9.64 82

1 91.17 - 91.17 91.17 9.75 86

0 100.16 18 3 95.89 - 93.22 93.22 7.44 72

2 92.23 - 91.89 91.89 9.00 83

2 91.87 - 91.87 91.87 9.02 85 1 91.81 - 91.81 91.81 9.09 82

0 100.06 18

3 95.55 - 94.57 94.57 5.81 78 2 92.43 - 92.01 92.01 8.75 80

2 91.22 - 91.22 91.22 9.69 86

1 91.18 - 91.18 91.18 9.74 86

0 100.17 18 3 95.82 - 94.17 94.17 6.37 72

2 92.66 - 92.28 92.28 8.55 78

2 91.78 - 91.66 91.66 9.28 91 1 91.58 - 91.58 91.58 9.38 85

81

Tiempo (min) Pesos (gr) Peso (gr) w (%) T suelo (ºC) 0 100.05 18

3 95.28 - 93.72 93.72 6.75 77

2 91.98 - 91.76 91.76 9.03 87 2 91.52 - 91.50 91.5 9.34 89

1 91.47 - 91.47 91.47 9.38 82

0 100.07 18 3 95.41 - 94.53 94.53 5.86 77

2 92.54 - 92.12 92.12 8.63 88

2 91.56 - 91.56 91.56 9.29 92 1 91.49 - 91.49 91.49 9.38 87

Repetibilidad Horno

W band wh suelo Ws suelo+ band Ws suelo w

gr gr gr gr % 4.89 100.2 96.36 91.47 9.54

4.91 100.24 96.41 91.50 9.55 4.94 100.11 95.97 91.03 9.97

4.93 100.06 96.02 91.09 9.85

5.01 100.11 96.32 91.31 9.64

82

Repetibilidad Resumen de cálculos

Microondas

Nº ensayos Coef. de rep w promedio Desv standard X % Rango adm Mín Máx

% % % % % %

2 2.8 9.11 0.10 7.64 0.70 8.41 9.80

5 3.9 9.27 0.16 10.53 0.98 8.29 10.24

15 4.5 9.37 0.21 12.15 1.14 8.23 10.50

Microondas

Nº ensayos Coef. de rep w promedio Desv standard Coef. de var Rango de resultados

% % % %

2 2.8 9.11 0.10 1.0766 0.07

5 3.9 9.27 0.16 1.7708 0.20

15 4.5 9.37 0.21 2.2422 0.36

Horno

Nº ensayos Coef. de repet w promedio Desv standard Coef. de var Rango de resultados

% % % %

2 2.8 9.11 0.10 1.5235 0.10

5 3.9 9.27 0.16 1.9722 0.22

Horno

Nº ensayos Coef. de rep w promedio Desv standard X % Rango adm Mií Máx

% % % % % %

2 2.8 9.74 0.401 7.64 0.74 9.00 10.49

5 3.9 9.71 0.747 10.53 1.02 8.69 10.73

Coef. de repetibilidad: Número establecido por la Norma ASTM 670-91a para realizar el análisis para distintos números de muestras.

X%: Porcentaje máximo pueden alejarse los valores individuales del valor medio. Con este valor se establecen los rangos.

Mín - Máx: Valores límites admisibles que pueden asumir los valores individuales.

Coef. de Variación: Valor obtenido de realizar : Desv/wprom*100. El límite establecido por la Norma ASTM 670-91a es 2,70%.

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Normas ASTM D 4643_00 C 566_97

ANEXOVII

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Designación: D 4643 _00

Método de Prueba Estándar para la Determinación del Contenido de Agua (Humedad) en Suelos por Calentamiento de Horno Microondas Esta norma es publicada bajo la designación D 4643 fijada; el número que le sigue inmediatamente indica el año original de adopción, o en caso de revisión, el año de la última revisión. Un número en paréntesis indica el año de la ultima aprobación. El superíndice epsilon (e) indica un cambio editorial desde la ultima revisión o reprobación. Esta norma ha sido aprobada para el uso de agencias del Departamento de Defensa.

1. Observaciones* 1.1 Este método de ensayo describe los procedimientos para determinar el contenido de agua (humedad) en suelos secando de manera incrementada el suelo en un horno microondas. 1.2 Este método de ensayo puede ser usado como sustituto para el Método de Prueba D2216 cuando se desean resultados más rápidos para acelerar otras fases y la obtención de resultados levemente menos precisos es aceptable. 1.3 Cuando se originan cuestiones de precisión entre este método de ensayo y el Método de Prueba D2216, se deberá utilizar el Método de Prueba D2216. 1.4 Este método de ensayo es aplicable para la mayoría de los tipos de suelos. Para algunos suelos, tales como los que contienen cantidades significativas de halosita, mica, montmorilonita, gypsum u otros materiales hidratados, suelos altamente orgánicos, o suelos donde el agua de poro contiene sólidos disueltos (tales como sal el caso de depósitos marinos), este método de ensayo puede no arrojar valores confiables del contenido de agua.

1.5 Estos valores expresados en unidades SI son reconocidos como estándar.

1.6 Esta norma no tiene como intención mencionar todos los temas relacionados a la seguridad, si existe alguno, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer practicas seguras y saludables apropiadas y determinar la aplicabilidad y limitaciones reguladoras previo a su uso. Ver Sección 7.

2. Documentos de Referencia 2.1 Normas ASTM: D653 Terminología Relacionada a Suelo, Roca, y Fluidos Contenidos2

D2216 Método de Ensayo para Determinación en Laboratorio del Contenido de Agua (Humedad) en Suelo y Roca2

D3740 Practica para Requerimientos Mínimos para Agencias Comprometidas en la Ensayo y/o Inspección de Suelo y Roca como es Utilizada en Construcción2 y Designación Ingenieril

D4753 Especificación para Evaluación, Selección, y Especificación de Balanzas para el Uso en Pruebas de Suelo, Roca, y Materiales Relacionados a la Construcción2

1

1 Este método de ensayo está bajo jurisdicción del Comité D-18 de ASTM sobre Suelos y Rocas y es directa responsabilidad del Subcomité D18.08 sobre Ensayos de Control Especiales y de Construcción. Edición actual aprobada en Feb. 10, 2000. Publicada en Abril 2000. Originalmente publicada como D4643-87. Ultima edición previa D4643-93. 2

Libro Anual de Normas ASTM, Vol. 04.08. * Una sección de Resumen de Cambios aparece al final de esta norma.

3. Terminología 3.1 Definiciones: 3.1.1 Todas las definiciones están en acuerdo con la Terminología D653. 3.2 Definiciones de Términos Específicos de Esta

norma: 3.2.1 calentamiento por microondas-proceso por el cual es calor es inducido dentro del material debido a la interacción entre moléculas dipolares del material y un campo eléctrico alternante de alta frecuencia. Las microondas son ondas electromagnéticas con una longitud de onda de 1 mm a 1 m. 3.2.2 contenido de agua (humedad)-la proporción, expresada en porcentaje, de la masa de poro o agua libre en una masa dada de suelo y la masa de las partículas sólidas. 4. Resumen del Método de Ensayo 4.1 Un espécimen de suelo húmedo es colocado en un recipiente apropiado y se determina su masa. Luego es introducido en el horno microondas, sujeto a un intervalo de secado, y retirado del horno microondas y su nueva masa se determina. Este procedimiento es repetido hasta que su masa resulta prácticamente constante. 4.2 La diferencia entre la masa húmeda del espécimen y la masa seca del mismo es utilizada como la masa de agua contenida originalmente en el espécimen. El contenido de agua se determina dividiendo la masa de agua por la masa de suelo seco, multiplicado por 100. Para un suelo y tamaño de muestra dados, el tiempo necesario para obtener una masa seca constante puede ser anotado y luego utilizado como tiempo mínimo de secado para subsecuentes ensayos utilizando el mismo tamaño de espécimen del mismo suelo.

5. Significado y Uso 5.1 El contenido de agua de un suelo es utilizado en practicas ingenieriles geotécnicas tanto en laboratorio como en el campo. La utilización del Método de Ensayo D2216 para la determinación del contenido de agua puede consumir mucho tiempo y existen ocasiones en las cuales se necesitan métodos más rápidos. La utilización de horno microondas es uno de estos métodos. 5.2 La principal objeción al uso del horno microondas para la determinación del contenido de agua ha sido la posibilidad de recalentar el suelo, y así obtener un contenido de agua mas alto de lo que se determinaría con el Método de Ensayo D2216. Aunque esta posibilidad no se elimina, el procedimiento de secado por incrementos descrito en este método, minimizara los efectos. Algunos hornos microondas poseen seteos menores que el total de su poder. 5.3 El comportamiento de un suelo, cuando se encuentra sometido a la energía de microondas, es

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dependiente de sus componentes mineralógicas, y como resultado no hay un único procedimiento aplicable a todos los tipos de suelo. Por eso, el procedimiento recomendado en este método de ensayo tiene como objetivo servir de guía cuando se utilice un horno microondas. 5.4 Este método de ensayo es mas apropiado para material que pasa por el tamiz Nº 4. Las partículas de mayor tamaño pueden ser ensayadas; aunque, se debe tener cuidado ya que aumenta la posibilidad de la rotura de las partículas. 5.5 La utilización de este método puede no ser apropiada cuando se requieren resultados de alta precisión, o la muestra utilizada para ensayar es extremadamente sensible a variaciones de la humedad. 5.6 debido a las altas temperaturas localizadas a la que el espécimen está expuesto en el calentamiento por microondas, las características físicas del suelo podrían ser alteradas. Puede ocurrir la desagregación de las partículas individuales, en conjunto con la vaporización o transición química. Es por eso que se recomienda que los especimenes a utilizar en este método de ensayo no se utilicen para posteriores ensayos de secado. NOTA 1--La calidad de los resultados producidos por este método de ensayo es dependiente de la capacidad del personal realizándolo y la conveniencia del equipo y las facilidades disponibles. Las Agencias que utilizan el criterio de la Practica D3740 son generalmente consideradas capaces de realizar ensayos de manera objetiva y competente. Los usuarios de este método de ensayo deben tener la precaución de que trabajar cumpliendo los requisitos de la Practica D3740 no asegura resultados confiables. Los resultados confiables dependen de muchos factores; la Practica D3740 provee un medio para evaluar esos factores. 6. Aparato 6.1 Horno Microondas--Un horno microondas, preferentemente con cámara de ventilación, es apropiado. El tamaño y poder de regulación requeridos del horno son dependientes de las intenciones de su uso. Los hornos con controles de poder variable y entradas de regulación de poder de aproximadamente 700 W son los adecuados para este uso. Controles de poder variable son importantes y reducen el potencial de sobrecalentamiento de los especimenes. NOTA 2--Los hornos microondas equipados con escalas construidas en su interior y controles de computadora han sido desarrollados para el uso de secado de suelos. Su utilización es compatible con este método de prueba. 6.2 Balanza--Deben tener una capacidad de 2000 g o mayor y cumplir con los requerimientos de la Especificación D4753 para balanzas de 0.1 g de precisión. 6.3 Recipientes para muestras--Los recipientes apropiados están compuestos de material no metálico no absorbente, resistentes al shock térmico, y no sujeto a cambios en su masa o forma cuando se lo somete repetidamente a calentamiento, enfriamiento o limpieza. Platos de evaporación de porcelana y platos estándar de vidrio de borosilicato actúan satisfactoriamente. Otros recipientes, tales como vasos o platos de cartón, también han sido utilizados satisfactoriamente; aunque, podrían necesitar pre-secado antes de su uso.

6.4 Aparto para el Manejo de Recipientes--Un guante o agarradera, apropiado para retirar objetos del horno.

6.5 Disecador--Una cabina disecadora o jarro de tamaño apropiado que contenga sílica gel, fosfato anhídrido de calcio, o algún equivalente. Es preferible utilizar un disecante que cambie de color para indicar que debe ser renovado. 6.6 Reductor de Calor--Material o liquido colocado en el horno microondas para absorber energía luego de que la humedad ha sido quitada del espécimen. El reductor de calor disminuye la posibilidad de sobrecalentar la muestra y dañar el horno. Los matraces de vidrios llenos de agua y los materiales que poseen su punto de ebullición por encima del punto de ebullición del agua, tales como los aceites no inflamables, han sido utilizados satisfactoriamente. También se han utilizado ladrillos humedecidos.

6.7 Herramientas para Mezclar--Espátulas, cuchillos planos y alargados, y barras finas de vidrio para cortar y mezclar el espécimen antes y durante el ensayo. Longitudes cortas de barras finas de vidrio han sido útiles para mezclar y se la puede dejar en el recipiente durante el ensayo, reduciendo la posibilidad de perdida de espécimen debido a la adhesión de esta a la herramienta. 7. Precauciones 7.1 Manejar los recipientes calientes con agarradera. Algunos tipos de suelos pueden retener una cantidad considerable de calor, y se pueden producir quemaduras graves por el manejo incorrecto. 7.2 Se recomienda utilizar protección par la vista debido al a posibilidad de rotura de partículas durante el calentamiento, mezcla, o determinación de las masas. 7.3 Las precauciones de seguridad suministradas por el manufacturador del microondas deberían ser observadas. Se debería prestar atención en particular en mantener en optimas condiciones de higiene la goma selladora de la puerta y las cerraduras internas. NOTA 3--El uso del horno microondas para secar suelos puede ser considerado abusivo por los manufacturadores y podrían no respetar la garantía. Suelos que posean material metálico puede causar una curvatura en el horno. Suelos altamente orgánicos y suelos que contienen aceites y carbón pueden encenderse y quemarse durante su secado con microondas. Una operación que continua cuando el suelo ha llegado a masa constante puede también causar daño o la falla prematura del horno. NOTA 4--Cuando se comenzaron a utilizar, se comentaba que los hornos microondas podrían afectar a personas con marcapasos, primordialmente por las frecuencias utilizadas. Desde entonces, los marcapasos han sido rediseñados, y el horno microondas ya no es peligroso para la salud. Sin embargo, se deberían colgar avisos indicando de allí se encuentra un horno microondas en uso. 7.4 Suelos altamente orgánicos y suelos que poseen aceites u otros contaminantes podrían prenderse en llamas durante el secado por microondas. Se deberán tener a disposición medios para apagar el fuego para prevenir daños del operador como del horno durante su uso. Los humos despedidos por suelos contaminados pueden ser tóxicos, y el horno debe ser ventilado correctamente. 7.5 Debido a la posibilidad de explosiones de vapor, o rotura de poros por estrés térmico o agregados frágiles, cubrir el recipiente con la muestra puede ser apropiado para prevenir daños y lesiones. Gruesas toallas de papel han funcionado satisfactoriamente par este propósito. Esto también previene la rotura de la muestra en el horno durante el ciclo de secado.

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7.6 No utilizar recipientes metálicos en un horno microondas ya que se pueden producir curvaturas y daños en el horno. 7.7 Observar el manual de instrucciones del horno cuando se lo instale y se lo use. 7.8 La colocación del espécimen directamente sobre el plato de vidrio que proveen algunos microondas no es recomendada. La concentración de calor en la muestra puede conducir a la rotura del plato y causarle lesiones al operador. 8. Muestras 8.1 Mantener las muestras que se encuentran archivadas antes del ensayo en recipientes no corredizos sin filtración de aire a una temperatura de entre 3º y 30ºC en una área que prevenga la exposición directa de luz solar. 8.2 La determinación del contenido de agua debe ser realizada tan pronto como se obtenga la muestra, especialmente si se han utilizado recipientes corrosibles ( tales como tubos de acero de pared delgada, latas de pintura, etc.) o bolsas si sellar. 9. espécimen para Ensayo 9.1 Para la determinación del contenido de agua como parte de otro método de ensayo ASTM, el proceso de selección del espécimen y las técnicas especificadas en ese método de ensayo deben ser respetadas. 9.2 La manera en la que el espécimen a ensayar es seleccionado y su masa requerida e básicamente dependiente del propósito (aplicación) del ensayo, del tipo de material que se esta ensayando, y del tipo de muestra (espécimen de otro ensayo, bolsa, tubo, etc.). En todos los casos, sin embargo, una porción representativa del total de la muestra debe ser seleccionada. Si se encontraran suelos compuestos por estratos delgados o más d un tipo de suelo, se deberá seleccionar una porción promedio o porciones individuales, o ambas, y se deberá anotar en el informe de resultados que porción(es) se ha ensayado. 9.2.1 Para muestras grandes, seleccionar el espécimen del material después de que la muestra haya sido firmemente mezclado. La masa del material húmedo seleccionado debe cumplir con la Tabla 1. 9.2.2 Para muestras pequeñas, seleccionar una porción representativa de acuerdo con el siguiente procedimiento: 9.2.2.1 Para suelos cohesivos, extraer alrededor de 3 mm de material de la periferia expuesta de la muestra y cortar lo que sobre del espécimen por la mitad (para verificar si el material es estratificado), antes de seleccionar el espécimen para ensayar. Si el suelo es estratificado, ver 9.2. La masa del material húmedo seleccionado debería cumplir con la Tabla 1, si se encuentran granos gruesos. Romper y cortar las muestras de suelo cohesivo en partículas de aproximadamente 6 mm (1/4 in.) acelerará el secado e impedirá la formación de costra o de sobrecalentamiento de la superficie mientras se seca el interior. 9.3 Utilizar un espécimen más pequeño que el mínimo de la masa indicada previamente requiere de discreción, aunque puede ser adecuado para el propósito del ensayo. Un espécimen que posee una masa menor que la indicada previamente debe ser anotado en el informe de resultados.

TABLA 1 Masas de los Especimenes de Ensayo

Tamiz que Retiene No Masa Recomendada Mas de Aprox. 10% de Muestra del Espécimen Húmedo, g

2.0 mm (No. 10) 100 a 200 4.75 mm (No. 4) 300 a 500 19 mm (3/4 in.) 500 a 1000 NOTA 5--En muchos casos, cuando se trabaja con una muestra pequeña que contiene partícula de grano relativamente grande, es apropiado no incluir esta partícula en el espécimen. Si esto ocurriera, se deberá anotaren el informe de resultados. 9.4 Cuando los resultados de la determinación del contenido de agua (humedad) por el uso de este método de ensayo se comparan con los resultados de otro método, tal como el método de Ensayo D2216, una segunda muestra de be ser obtenida durante la selección de la muestra para este método. Se deberán tener precauciones para obtener una muestra con el mismo contenido de agua (humedad). La muestra de comparación deberá ser procesada tan rápido como sea posible para evitar perdidas de humedad. 10. Condicionamiento 10.1 Preparar y procesar los especimenes tan rápido como sea posible para minimizar la perdida de humedad que no se puede registrar que resultara en determinaciones del contenido de agua erróneas. 10.2 Cortar o romper el suelo en agregados pequeños para facilitar la obtención de un secado mas uniforme del espécimen. 10.3 Si los especimenes no serán ensayados inmediatamente, guardarlos en recipientes sellados para evitar la perdida de humedad. 11. Procedimiento 11.1 Determinar la masa de un recipiente o plato limpio y seco y registrarla. 11.2 Colocar el espécimen de suelo en un recipiente, e inmediatamente determinar y registrar su masa. 11.3 Colocar el recipiente con el suelo en un horno microondas con reductor de calor y encender el horno por 3 minutos. Si por experiencia con un tipo particular de suelo y un tamaño de espécimen indica que se puede utilizar un tiempo inicial de secado mas corto o más largo sin que haya sobrecalentamiento, el tiempo inicial y los subsecuentes tiempos de secado pueden ser adaptados. NOTA 6--El seteo de los 3 minutos iniciales es para muestras de masas mínimas de 100 g, como lo indica la Tabla 1. no se recomiendan muestras más pequeñas cuando se utiliza el horno microondas porque el secado puede ocurrir demasiado rápido para el control apropiado. Cuando se necesitan muestras grandes para representar el suelo que contiene grandes partículas de grava, puede ser necesario separar la muestra en segmentos y secarlos por separado para obtener la masa total de toda la muestra. NOTA 7--La mayoría de los hornos poseen varios seteos para calentar. Para la mayoría de los suelos que se ensayen, un seteo de "high" debería ser satisfactorio; Sin embargo, para algunos suelos ese seteo puede resultar muy severo. El seteo apropiado puede ser determinado solo con el uso y la experiencia con un horno en particular para varios tipos de suelos y tamaños de muestras. La energía de salida de los hornos microondas puede decrecer con su edad y el uso que se le ha dado; por eso, los seteos de calentamiento y tiempos de secado deben ser establecidos para cada horno.

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11.4 Luego de que el tiempo seteado haya transcurrido, retirar el recipiente con el suelo del horno, se puede pesar el espécimen inmediatamente o colocarlo en el disecador para permitir que se enfrié y poder manejarlo con mayor facilidad y n ocasionarle daño a la balanza. Determinar y registrar la masa. 11.5 con una pequeña espátula o cuchillo o una varilla corta de vidrio cuidadosamente mezclar el suelo, teniendo especial precaución de no perder suelo. 11.6 regresar el recipiente al horno y recalentar durante 1 minuto. 11.7 repetir 11.4 y 11.6, hasta que el cambio entre dos determinaciones de masa consecutivas produzcan un efecto insignificativo en el calculo del contenido de humedad. Una variación del 0.1% o menos de la masa inicial del suelo húmedo debe ser aceptable para la mayoría de los especimenes. 11.8 Usar la determinación de masa final para calcular el contenido de agua. Obtener este valor inmediatamente después del ciclo de calentamiento, o, si se retrasa la determinación de masa, luego de que se enfríe en el disecador. 11.9 Cuando se esta realizando un ensayo de rutina de suelos similares, los tiempos de secado y los números de ciclos se pueden estandarizar para cada horno. Cuando se utilizan tiempos de secado y los ciclos estandarizados, realizar verificaciones periódicas para asegurar que los resultados de la determinación de la masa final son equivalentes al procedimiento 11.7. NOTA 8--El calentamiento por incrementos, junto con el procedimiento de mezclado, minimizará el sobrecalentamiento y el secado localizado del suelo, por eso se obtendrán resultados más consistentes con los resultados obtenidos por el Método de Ensayo D2216. Los tiempos de incremento recomendados han sido apropiados para la mayoría de los especimenes que poseen partículas que pasan por el tamiz Nº 4 y con una masa de aproximadamente de 200 g; Sin embargo, puede no ser apropiado para todos los tipos de suelos y hornos, y se necesitaría hacer ajustes. NOTA 9--Los especimenes con contenido de agua deben ser desechados luego del ensayo y no ser utilizados en ningún otro ensayo si se produjera rotura de las partículas, cambios o perdidas químicas, si se derritiera, o si perdiera constituyentes orgánicos. 12. Cálculos 12.1 Calcular el contenido de agua del suelo como se indica: w = [(masa de agua)/(masa de suelo secada en horno)] x 100 (1) w = [(M1 - M2)/(M2 - Mc)] x 100 = Mw / Ms x 100 donde: w = contenido de agua, %, M1 = masa del recipiente y espécimen húmedo, g, M2 = masa del recipiente y espécimen secado en horno, g, Mc = masa del recipiente, g, Mw = masa de agua, g, y Ms = masa de las partículas sólidas, g. 13. Informe

13.1 El informe (hoja de datos) debe incluir lo siguiente:

13.1.1 Identificación de la muestra (materia) que se esta ensayando, por numero de obtención, numero de muestra, numero de ensayo, etc.

13.1.2 El contenido de agua del espécimen redondeado al 0.1 o 1%, dependiendo en el propósito del ensayo. 13.1.3 Indicar si el espécimen a ensayar posee una masa menor de la indicada en la Tabla 1. 13.1.4 Indicar si el espécimen a ensayar contiene mas de un tipo de suelo (estratificación, o parecido). 13.1.5 Indicar si algún tipo de material (tamaño,

cantidad, y estrato o secuencia de estratos) ha sido extraído del espécimen. 13.1.6 El tiempo y el seteo del periodo de secado inicial y los subsecuentes periodos incrementales de secado.

13.1.7 Masa inicial del espécimen antes del secado, y su masa al finalizar los periodos de secad por incrementos.

13.1.8 Identificación de los ensayos de comparación, si se realizo alguno, y el método de ensayo utilizado.

13.1.9 Identificaron del horno microondas y los seteos y ciclos de secado utilizados, cuando se utiliza secado estandarizado. NOTA 10--Las determinaciones del contenido de agua (humedad) realizadas de acuerdo con el Método de Ensayo D2216 u otros métodos puede ser registrada en el mismo informe. Este no es un requisito obligatorio, pero puede resultar conveniente cuando los resultados de ambos métodos se desean comparar. 14. Precisión y Error 14.1 Precisión--Los estudios sobre el secado con microondas han indicado una precisión promedio de 0.96% o menos para un mismo laboratorio, dependiendo del tipo de suelo, humedad inicial, y tamaño del espécimen. 14.2 La precisión de este método de ensayo es dependiente del operador, y es función del cuidado que se aplica al realizar cada paso del procedimiento, prestándole particular atención a los controles y repeticiones sistemáticas del procedimiento utilizado. 14.3 Error--No existe un valor de referencia aceptado para este método de ensayo, por eso, el error no se puede determinar. 14.3.1 Los estudios que sirven para determinar el error entre este método de ensayo y el Método de Ensayo D2216 que usa un horno de convección para el secado indican que la diferencia promedio entre el valor del contenido de agua, expresado en porcentaje de masa, cuando se utiliza el horno microondas y el horno de convección es de 0.24% para suelos micosos (que poseen de 5 a 25% de partículas de mica por masa), y de 0.61% para otros suelos. La desviación estándar del valor de la diferencia entre el contenido de agua, expresado en porcentaje de masa, de los métodos de horno microondas y horno de convección es de 0.2% para suelos micosos y 0.3% para otros suelos. 14.1 El Subcomité D18.08 esta buscando información de los usuarios de este método sobre comparación de precisión y error. 15. Palabras Clave 15.1 Microondas; humedad de microondas; horno microondas; contenido de humedad; ensayo rápido de humedad; contenido de agua.

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REFERENCIAS

(1) Hagerty, D. J, Ullrich, C. R., and Denton, M. M., "Microwave Drying of Soils," Geotechnical Testing Journal, Vol 13, No. 2, June 1990, pp. 138-141 (2) Hagerty, D. J., Ullrich, C. R., and Callan, C. A.,"

Microwave Drying of Highly Plastic and Organic Soils," Geotechnical Testing Journal, Vol 13, No. 2, June 1990, pp. 142-145.

(3) Charlie, W. A., Von Gunten, M. W., and Doehring, D. O., "Temperature Controlled Microwave Drying of

Soils," Geotechnical Testing Journal, Vol 5, No. 3/4, Sept./Dec. 1982.

(4) Gilbert, P. A., "Computer Controlled Microwave Oven System for Rapid Water Content Determination," Technical Report GL-88-21, Department of the Army, Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, Vicksburg, MS, November 1988.

(5) U.S. Department of the Interior, "Procedure for Determining Moisture Content of Soils by the Microwave Method," Earth Manual, Part 2, USBR 5315-89, Bureau of Reclamation, Denver CO, 1986.

RESUMEN DE CAMBIOS De acuerdo con la política del comité D-18, esta sección identifica la ubicación de cambios a esta norma desde la última edición (1993) que puede impactar el uso de esta norma. (1) Revisó el título. (2) Revisó 1.2. (3) Movió la Nota 1 de las Observaciones a Significado y Uso.

(4) Revisó las conclusiones de error y precisión para conformar la política del Comité D-18. (5) Agregó Resumen de Cambios.

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Designación: C 566 _97

Método de Prueba Estándar para Contenido de Humedad Total Evaporable de un Agregado por Secado1

Esta norma es publicada bajo la designación C 566 fijada; el número que le sigue inmediatamente indica el año original de adopción, o en caso de revisión, el año de la última revisión. Un número en paréntesis indica el año de la ultima aprobación. El superíndice epsilon (e) indica un cambio editorial desde la ultima revisión o reprobación. Esta norma ha sido aprobada para el uso de agencias del Departamento de Defensa.

1. Observaciones 1.1 Este método cubre la determinación del porcentaje de humedad evaporable en una muestra de agregado por secado, tanto de la humedad en su superficie como de la humedad en sus poros. Algunos agregados pueden contener agua que esta químicamente combinada con minerales en el agregado. Tal agua no es evaporable y no se incluye en el porcentaje determinado por este método. 1.2 Los valores expresados en unidades SI son tomados como estándar. Los valores expresados entre paréntesis son aportados solo como información adicional. 1.3 Esta norma no tiene como intención mencionar todos los temas relacionados a la seguridad, si existe alguno, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer practicas seguras y saludables apropiadas y determinar la aplicabilidad y limitaciones reguladoras previo a su uso. Para obtener declaraciones especificas precaucionarias, ver 5.3.1, 7.2.1, y 7.3.1. 2. Documentos de Referencia 2.1 Normas ASTM: C 29/c 29M Método de Ensayo para la Unidad de Peso

y Vacíos en el Agregado2 C 125 Terminología Relacionada con Hormigón y

Agregados del Hormigon2 C 127 Método de Ensayo para Gravedad Especifica y

Absorción de Agregados Gruesos2

C 128 Método de Ensayo para Gravedad Especifica y Absorción de Agregados Finos2

C 670 Práctica para la Preparación de Expresiones de Precisión para Métodos de Ensayo para Materiales de Construccion2

D 75 Practica para Muestreo de Agregados3

E 11 Especificación para Telas Metálicas y Tamices para Propósitos de Ensayo2

2.2 Otro Documento: National Research Council Report SHRP-P-6194 2 3. Terminología 3.1 Definiciones: 3.1.1 Para las definiciones de términos utilizados en

este método de ensayo, referirse a la Terminología C125.

1 Este método de ensayo está bajo jurisdicción del comité C-9 de

ASTM sobre Hormigón y Agregados de Hormigón y es directa responsabilidad del Subcomité c09.20 sobre Pesos Normales de Agregados. Edición actual aprobada Enero 10, 1997. Publicada en marzo 1997. Originalmente emitida como C 566-65 T. Ultima edición anterior C 566-96. 2 Libro Anual de Normas ASTM, Vol 04.02.

3 Libro Anual de Normas ASTM, Vol 04.03. 4 Disponible del National Research Council, 2120 Constitution Ave., N. W., Washington, DC 20418

4. Significado y Uso 4.1 Este método de ensayo es lo suficientemente preciso para propósitos usuales, tales como ajustar las cantidades de ingredientes para el hormigón. Generalmente medirá la humedad de forma más confiable en la muestra para ensayar de lo que la muestra puede ser preparada para representar la cantidad de agregado. En los casos en que el agregado se vea alterado por calor, o donde se requieran medidas mas precisas, el ensayo deberá ser llevado a cabo utilizando un horno ventilado con control de temperatura. 4.2 Las partículas grandes de agregado grueso, especialmente aquellos mayores de 50 mm (2 in.), requerirán mayor tiempo para que la humedad viaje del interior de la partícula a la superficie. El usuario de este método de ensayo debe determinar por examinación si los métodos rápidos de secado proveen suficiente precisión para la intención del uso cuando se secan partículas de gran tamaño. 5. Aparato 5.1 Balanza-- Una balanza precisa, legible y con sensibilidad dentro del 0.1% de la carga en cualquier punto dentro del rango de uso. Dentro de cualquier intervalo igual a 10% de la capacidad de la balanza utilizada para determinar mas, la indicación de carga debe ser precisa centro de 0.1% de la diferencia entre masa. 5.2 Fuente de calor--Un horno con ventilación capaz de mantener temperaturas alrededor de la muestra de 110 +- 5ºC (230 +- 9ºF). Cuando no se requiere un control profundo de la temperatura (ver 4.1), se pueden utilizar otras fuentes de calor, tales como un plato caliente eléctrico o a gas, lámparas de calor eléctricas, u hornos microondas con ventilación. 5.3 Recipiente para Muestras--Un recipiente que no sea afectado por el calor, y de suficiente volumen para contener la muestra sin peligro de derrame, y de tal forma que la profundidad de la muestra no se exceda un quinto de la dimensión lateral mínima. 5.3.1 Precaución--Cuando se utiliza horno microondas, el recipiente no debe ser metálico. NOTA 1--Excepto para las muestras grandes, una sartén ordinaria sirve para el uso con plato caliente, o cualquier sartén de metal de fondo plano sirve para usar con lámparas de calor u hornos. Ver precaución 5.3.1. 5.4 Herramienta para Mezclar--Una cuchara de metal o una espátula de tamaño conveniente. 6. Muestreo 6.1 Muestra de acuerdo con la Practica D75, excepto por el tamaño de la muestra.

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6.2 Asegurar una muestra del agregado representativo del contenido de humedad en la parte que está siendo ensayada y que no tenga una masa menor a la que aparece en la Tabla 1. Proteger la muestra de cualquier perdida de humedad previa a la determinación de su masa. 7. Procedimiento 7.1 Determinar la masa de la muestra redondeando en 0.1%. 7.2 Secar cuidadosamente la muestra en el recipiente que la contiene utilizando la fuente de calor seleccionada, y evitando perder partículas. El calentamiento muy rápido puede producir la explosión de partículas, resultando en perdida de partículas. Utilizar un horno con temperatura controlada cuando el carácter del agregado se pueda ver alterado por calor excesivo, o donde se necesiten mediciones mas precisas. Si la fuente de calor que se utiliza es otra que el horno de temperatura controlada, mezclar la muestra durante el secado de la muestra para acelerar la operación y evitar sobrecalentamiento localizado. Cuando su utiliza un horno microondas, mezclar la muestra es opcional. 7.2.1 Cuidado: Cuando se utiliza un horno microondas, ocasionalmente hay minerales en el agregado que pueden causar el sobrecalentamiento y la explosión del material. Si esto ocurriera se podría dañar el horno microondas. 7.3 Cuando se usa un plato caliente, el secado puede ser llevado a cabo por el siguiente procedimiento. Agregar suficiente alcohol anhídrido desnaturalizado como para cubrir la muestra húmeda. Mezclar y permitir que las partículas en suspensión se estabilicen. Decantar tanto alcohol como sea posible sin perder ninguna parte de la muestra. Encender el alcohol excedente y permitir que se queme durante el secado en el plato caliente. 7.3.1 Aviso--Ejercitar el cuidado para controlar la operación de incendio hará prevenir lesiones o daños que puedan ocasionar alcohol caliente. 7.4 La muestra se encuentra totalmente seca cuando más calentamiento causa, o causaría, menos del 0.1% de perdida de su masa. 7.5 Determinar la masa de la muestra seca con una precisión del 0.1% después de que se haya secado lo suficiente como para no dañar la balanza. 8. Cálculos 8.1 Calcular el contenido total de humedad evaporable como se indica: p = 100 ( W - D )/D (1) donde:

p = contenido total de humedad evaporable de la muestra, en porcentaje, W = masa de la muestra original, g, D = masa de la muestra seca, g. 8.2 El contenido de humedad superficial es igual a la diferencia entre el contenido total de humedad evaporable y la absorción, con todos los valores basados en la masa de la muestra seca. La absorción puede determinarse de acuerdo con el Método de Ensayo C127 o Método de ensayo C128. 9. Precisión y Error 9.1 Precisión: 9.1.1 Se ha encontrado que la desviación estándar, para un laboratorio con un único operador, del contenido de humedad de los agregados es 0.28% (Nota 2). Por eso, los resultados de dos ensayos realizados correctamente por un mismo operador en el mismo laboratorio sobre el mismo tipo de muestra de agregado no deberían diferir en mas de 0.79% (Nota 2) uno de otro. 9.1.2 Se ha encontrado que la desviación estándar, cuando se trabaja en distintos laboratorios, del contenido de humedad de los agregados es 0.28% (nota 2). Por eso los resultados de ensayos realizados correctamente en dos laboratorios diferentes sobre la misma muestra de agregado no debería diferir en mas de 0.79% (Nota 2) uno de otro.

REFERENCIAS

(1) Hagerty, D. J, Ullrich, C. R., and Denton, M. M., "Microwave Drying of Soils," Geotechnical Testing Journal, Vol 13, No. 2, June 1990, pp. 138-141 (2) Hagerty, D. J., Ullrich, C. R., and Callan, C. A.,"

Microwave Drying of Highly Plastic and Organic Soils," Geotechnical Testing Journal, Vol 13, No. 2, June 1990, pp. 142-145.

(3) Charlie, W. A., Von Gunten, M. W., and Doehring, D. O., "Temperature Controlled Microwave Drying of Soils," Geotechnical Testing Journal, Vol 5, No. 3/4, Sept./Dec. 1982.

(4) Gilbert, P. A., "Computer Controlled Microwave Oven System for Rapid Water Content Determination," Technical Report GL-88-21, Department of the Army, Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, Vicksburg, MS, November 1988.

(5) U.S. Department of the Interior, "Procedure for Determining Moisture Content of Soils by the Microwave Method," Earth Manual, Part 2, USBR 5315-89, Bureau of Reclamation, Denver CO, 1986.

RESUMEN DE CAMBIOS De acuerdo con la política del comité D-18, esta sección identifica la ubicación de cambios a esta norma desde la última edición (1993) que puede impactar el uso de esta norma. (1) Revisó el título. (2) Revisó 1.2. (3) Movió la Nota 1 de las Observaciones a Significado y Uso.

(4) Revisó las conclusiones de error y precisión para conformar la política del Comité D-18. (5) Agregó Resumen de Cambios.

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