Contribuciones Didácticas – Beca Estímulo U.C.A. (2006) – F. Cs. Agrarias – EDAFOLOGÍA

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PLASTICIDAD

Definición de PLASTICIDAD:

La PLASTICIDAD es la facultad que posee un material para cambiar su forma, cuando se le aplica

cierta presión y de conservarla luego que esa fuerza cesa, sin producir rebote elástico.

Los suelos poseen plasticidad cuando tienen arcilla y agua en adecuadas proporciones.

Introducción:

Las arcillas son eminentemente plásticas, esta propiedad se debe a que el agua forma una “envoltura”

sobre las partículas laminares, produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas

partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.

La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia de su morfología laminar, tamaño de partícula

extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de hinchamiento.

Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices de

Atterberg (Límite Líquido y Límite Plástico) (y/o límite superior y límite inferior). Estos límites marcan

una separación arbitraria entre los cinco estados o modos de comportamiento de un suelo.:

Así se establecieron distintos estados de consistencia de los suelos plásticos.

• Estado líquido: cuando las partículas de suelo permanecen en suspensión.

• Estado semilíquido: cuando el suelo tiene las características de un fluido viscoso.

• Estado plástico: cuando el suelo se puede moldear y deformar sin exhibir propiedades elásticas,

cambios de volumen o agrietamiento.

• Estado semisólido

• Estado sólido

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L. de CONTRACCION L. PLÁSTICO L. LÍQUIDO

0 W%100 W%

Límites de Atterberg

SEMI - SÓLIDO PLÁSTICOSÓLIDO LÍQUIDOESTADO

HUMEDAD(% agua)

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En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el

material.

La relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad ofrece una gran información sobre

la composición granulométrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una gran

variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso para un mismo

mineral arcilloso, en función del catión de cambio. En gran parte, esta variación se debe a la diferencia

en el tamaño de partícula y al grado de perfección del cristal..

Las arcillas son constituyentes esenciales de gran parte de los suelos y sedimentos debido a que son,

mayoritariamente, productos finales de la meteorización de los silicatos que, formados a mayores

presiones y temperaturas, se hidrolizan en el medio exógeno. Las importantes aplicaciones industriales

de las arcillas radican en sus propiedades fisico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente,

de:

Su TAMAÑO de partícula, extremadamente pequeño (inferior a 2 mm).

Su morfología laminar (filosilicatos)

Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la

presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.

Como consecuencia de estos factores presentan un valor elevado del área superficial y, a la vez, la

presencia de una gran cantidad de superficie activa. Por ello pueden interaccionar con muy diversas

sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas

arcilla-agua con elevada proporción sólido/líquido.

Superficie específica: La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie

externa más el área de la superficie interna de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/gr.

Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales en

los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad.

Los valores de superficie específica de diferentes arcillas son:

Caolinita de elevada cristalinidad: hasta 15 m2/gr

Caolinita de baja cristalinidad: hasta 50 m2/gr

Halloisita: hasta 60 m2/gr

Illita: hasta 50 m2/gr

Montmorillonita: 80 a 300 m2/gr

Sepiolita: 100 a 240 m2/gr Paligorskita: 100 a 200 m2/gr

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Límite superior de plasticidad: Atterberg lo definió como el punto en el cual una pasta de agua y suelo

no conserva la forma que se obtiene al aplicarse una fuerza.

Límite inferior de plasticidad: Atterberg lo definió como el punto en el cual una pasta de agua y suelo

se desmigaja al ser arrollada, es decir el punto en el cual la pasta es incapaz de cambiar de forma

continuamente bajo la acción de la fuerza aplicada.

Dado que son plásticos los suelos que contienen más humedad que el límite inferior, éste límite

representa el contenido de humedad más alto con el cual puede cultivarse un suelo, sin que le cause un

perjuicio.

Indice de plasticidad: Es la diferencia de contenido de humedad entre ambos límites.

En éste trabajo práctico de Laboratorio, hemos de determinar los:

LIMITES DE ATTERBERG ó LIMITES DE CONSISTENCIA.

Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se define la plasticidad y se

utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.

Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos,

presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua.

Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. El

contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro; y como nos interesa

fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento

plástico (plasticidad = acepta deformaciones sin romperse), vamos a realizar los siguientes

procedimientos:

1.Determinación del contenido de humedad del LÍMITE INFERIOR DE PLASTICIDAD:

Se determina mezclando dentro de una cápsula de porcelana una cantidad pequeña de T.F.S.A. con agua,

hasta que empieza a perder su tacto migajoso o terrenoso y muestra tendencia a convertirse en plástica.

En ese punto se empieza a amasar con las manos hasta (ayudándose de una placa de vidrio o cerámica)

lograr formar un filamento de tres milímetros de diámetro y nueve de largo.

Luego se coloca el filamento formado dentro de un pesafiltro, se lo lleva a estufa

durante dos horas a 110 ºC y luego del cual se saca, se deja enfriar y se pesa

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suelo1 suelo2 suelo3

peso pesafiltro + filamento:….………………………………………………………….gr

peso pesafiltro + filamento seco:………………………………………………………..gr

diferencia: peso humedad:………………………………………………………………gr

peso pesafiltro + filamento seco:………………………………………………………..gr

peso tara pesafiltro:…………………………………………………………………..…gr

diferencia: peso filamento seco…………………………………………………………gr

% humedad límite inferior: peso humedad x 100

Peso filamento seco

% humedad límite inferior: ……………x 100

………………..

2. Determinación del contenido de humedad del LÍMITE SUPERIOR DE PLASTICIDAD

Se realiza amasando dentro de una cápsula de porcelana una muestra de suelo-agua y luego pasándola a

la cápsula metálica del aparato de Casagrande.

La masa de suelo debe ocupar el fondo de la cápsula con un espesor de 1 cm que es la altura del

canalador de metal en forma de “V”, con el cual se corta diametralmente la masa de suelo, quedando

formado una canaladura de 1 cm de ancho por 1 cm de profundo.

Luego se gradúa la manivela del aparato de casagrande, para que la caída de la cápsula metálica tenga

un recorrido de 1 cm.

El límite superior de plasticidad está dado por el contenido de agua, con el cual se produce la unión de 1

cm de la canaladura de suelo , cuando la cápsula golpea 25 veces a razón de dos golpes por segundo.

Se logra llegar a esa situación por tanteos sucesivos de agregados de suelo y agua, hasta lograr la unión

de los dos bordes inferiores de la masa de suelo con un rango de golpes entre 15 y 30 realizando después

su interpolación grafica a un valor de 25 golpes.

Luego se retira una porción de suelo se coloca en un pesafiltro, se pesa y se lleva a estufa a 110 ºC

durante dos hs, pasadas las cuales se retira, se deja enfriar y se pesa.

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Suelo1 suelo2 suelo3 suelo4

Peso pesafiltro más masa suelo:……………………………………………………….gr

Peso pesafiltro más suelo seco:……………………………………………………….gr

Diferencia ( peso humedad):………………………………………………………….gr

pesafiltro más suelo seco:……………………………………………………………..gr

peso tara pesafiltro:……………………………………………………………………gr

diferencia (masa suelo seco):…………………………………………………………..gr

% humedad límite superior: peso humedad x 100

Peso masa suelo seco

% humedad límite superior: ……………x 100

………………..

Conclusiones:

Suelo1 suelo2 suelo3

% Humedad límite superior………………………………………………………………

% Humedad límite inferior………………………………………………………………..

Diferencia = Indice de plasticidad…………………………………………………………

Esquemas:

L.I. suelo plástico L.S.

--------------------x----------------------------------------------x-------------------------------------

% Hº % Hº

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Aparato de Casagrande

Bibliografía:

Principios teóricos de G.W. Robinson “Los suelos, en origen, constitución y clasificación” Edic. Omega

S.A. Barcelona 1960.

Fuente: Arcillas, Propiedades y Usos, por: Emilia García Romero (Universidad Complutense de

Madrid) y Mercedes Suárez Barrios (Universidad de Salamanca).

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