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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Huancavelica, 29 de agoto del 2012 INFORME Nº 005-2012- G4-MS-EAPIC-FCI-UNH A

: Ing. Carlos GASPAR PACO Catedrático del Curso de Mecánica de Suelos I

ASUNTO

: Práctica Nº 5 – Determinar el índice de plasticidad del suelo

REFERENCIA :

Determinar el índice plástico de un suelo, pues es interés prioritario en la Ingeniería Civil. ___________________________________________________________________________________ Por medio del presente nos es grato hacerle llegar los saludos del

grupo, a su vez remitirle el documento para su revisión y calificación, el presente describe y detalla los trabajos realizados, tanto en campo como en gabinete. DATOS INFORMATIVOS. 1.1.

INSTITUCIÓN

: Universidad Nacional de Huancavelica

1.2.

FACULTAD

: Ciencias de Ingeniería

1.3.

E.A.P.

: Ingeniería Civil

1.4.

LOCALIZACIÓN

: Universidad Nacional de Huancavelica – Paturpampa

1.5.

AREA DE PRÁCTICAS

: Laboratorio de Mecánica de Suelos de la U.N.H

1.6.

RESPONSABLE

: PÉREZ TORO, Christian

1.7.

FECHA

: 28,29 de agosto del 2012

1.8.

EJECUTORES

:ESPLANA CCORA, Karol Marielene PÉREZ TORO, Christian REQUENA MACHUCA, Jhordany DE LA CRUZ PALOMINO, David Ulises

CLIMA

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1.9.

LÓPEZ MOLINA, Jhoseph Kenned TAIPE ATAYPOMA, Miguel

GRUPO Nº 4

QUISPE GARCÍA, Elvis Hernán

: Soleado

O F KE SI

INFORME 5

I.

Y O U’ RE M Y LI FE

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DETALLES GENERALES El presente informe consiste en hallar, mediante procedimientos en laboratorio, el índice de plasticidad del suelo, par lo cual necesitamos dos valores del cual depende, el limite plástico y el limite liquido, estos valores son esenciales para encontrar el rango de humedad para el cual el suelo se comportará en un estado plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad). II.

OBJETIVOS GENERALES 

Realizar procedimientos y cálculos necesarios para hallar el índice de plasticidad, mediante procedimientos mecánicos

ESPECÍFICOS:  Tener una percepción de los diferentes estados en el que se pueden presentar los suelos.  Notar la importancia del limite plástico en la Ingeniería Civil  Hacer un uso adecuado de los materiales a usar, a fin de hacerlo con el menor error posible.  Aprender a realizar cálculos necesarios, utilizando el ingenio, para realizar el trabajo. III.

JUSTIFICACIÓN:

MARCO TEÓRICO LIMITES DE CONSISTENCIA: 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 en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad). W I TH LO VE FO R ARR O SI

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IV.

GRUPO Nº 4

base a trabajos profesionales.

INFORME 5

Afianzar conocimientos adquiridos teóricamente en clase y campo que nos servirá de

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo. Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su contenido de agua. De ahí que se puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conoce las fronteras entre ellas. Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del cambio de humedad son sólidos, semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dan cuando la humedad en las masas de suelo varía. Para definir las fronteras en esos estados se han realizado muchas investigaciones, siendo las mas conocidas las de Terzaghi y Attergerg.

Según su contenido de agua en forma decreciente, un suelo susceptible de ser plástico puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia, definido por Atterberg. 1. Estado líquido, con las propiedades y apariencias de una suspensión. 2. Estado Semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.

La frontera convencional entre los estados semisólido y plástico se llama límite plástico, mientras que entre el estado plástico y líquido se encuentra el límite plástico. Por lo tanto el índice de plasticidad de un suelo se halla restando el porcentaje de humedad del suelo en el límite plástico al porcentaje de humedad del suelo en el límite líquido.

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disminuye de volumen al estar sujeto a secado.

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4. Estado semi sólido, en el que el suelo tiene la apariencia de un sólido, pero aún

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3. Estado Plástico, en que el suelo se comporta plásticamente.

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LÍMITE LÍQUIDO Es el contenido de agua en porcentaje con el cual el suelo deja de ser líquido y se convierte en plástico. En laboratorio se puede determinar el límite líquido de los suelos mediante el método mecánico.

LÍMITE PLÁSTICO Es

el

contenido

de

agua

en

porcentaje con el cual el suelo deja de semi-plástico o semisólido o viceversa. En laboratorio lo podemos comprobar hallando el contenido de humedad del suelo al cual no es posible moldear un cilindro de

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suelo que se a agrietarse con diámetro de 3 mm.

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ser plástico y se convierte en un sólido

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INSTRUMENTOS UTILIZADOS

ENSAYO 1 EQUIPO: Plato mediano de aluminio, espátula Tamiz Nº 40 Copa de Casagrande. Recipientes. Para las muestras de contenido de humedad. Balanza. Con una precisión de 0.01(g) Horno

PLATO DE ALUMINIO,

COPA DE CASAGRANDE

RECIPIENTES

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BALANZA

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HORNO

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ESPÁTULA

TAMIZ Nº 40

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ENSAYO 2 EQUIPO: Balanza electrónica (precisión 0.01g) Frasco lavador Plato de evaporación de aluminio de 120 mm de diámetro. Espátula Placa de mármol Horno de secado capaz de mantener 110 °C ± 5 °C Patrón de comparación de 3 mm HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS: Malla N°40 ASTM Agua destilada Recipientes herméticos

PIPETA

ESPÁTULA, RECIPIENTE

TAMIZ N° 40

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AGUA

HORNO

DESTILADA

ELÉCTRICO

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BALANZA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO: 6.1. PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO 6.1.1. ENSAYO 1 (LÍMITE LÍQUIDO) Tenemos 3 muestras de cada estrato de nuestra calicata, entonces para empezar con el trabajo seguiremos los siguientes pasos 1. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE La muestra de ensaye debe tener un tamaño igual o mayor que 100(g) del material que pasa por el tamiz de 0.5 (ASTM NO40) 2. AJUSTE Y CONTROL DEL APARATO DE LÍMITE LÍQUIDO Ajustar la altura de la caída de la taza, se gira la manivela hasta que la taza se eleve a su mayor altura. Utilizando el calibrador de 10 mm (adosado al ranurador), se verifica que la distancia entre el punto de percusión y la base sea de 10 mm exactamente. De ser necesario, se aflojan los tornillos de fijación y se mueve el ajuste hasta obtener la altura de caída requerida. Si el ajuste es correcto se escuchará un ligero campanilleo producido por la leva al golpear el tope de la taza; si la taza se levanta por sobre el calibre o no se escucha ningún sonido debe realizarse un nuevo ajuste. 3. ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA

 Colocar el aparato de límite líquido sobre una base firme.  Cuando se ha mezclado con suficiente agua para obtener una consistencia que requiera aproximadamente 15 a 20 golpes para cerrar la ranura, tomar una porción de la mezcla ligeramente mayor a la cantidad que se someterá a ensaye.  Colocar esta porción en la taza con la espátula, centrada sobre el punto de apoyo de la taza con la base; comprimirla y extenderla mediante la espátula, evitando incorporar burbujas de aire en la mezcla. Enrasar y nivelar a 10 mm en el punto de máximo espesor. Reincorporar el material excedente al plato de evaporación.  Dividir la pasta de suelo pasando el acanalador cuidadosamente a lo largo del diámetro que pasa por el eje de simetría de la taza de modo que se forme una ranura clara y bien delineada de las dimensiones especificadas. El acanalador de Casagrande se debe pasar W I TH LO VE FO R ARR O SI

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4. MÉTODO MECÁNICO

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 Colocar la muestra en el plato de evaporación. Agregar agua destilada y mezclar completamente mediante la espátula. Continuar la operación durante el tiempo y con la cantidad de agua destilada necesaria para asegurar una mezcla homogénea.  Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y sólida se mezclen homogéneamente.

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VI.

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



6.1.2. ENSAYO 2(LÍMITE PLÁSTICO) Necesitamos hallar la plasticidad del suelo, y después conoceremos el contenido de humedad del suelo, entonces haremos lo siguiente: 1. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE Debe tener un tamaño en masa de aproximadamente 20 g. 2. ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA DE ENSAYE  Tomar la muestra de ensaye del material completamente homogeneizado que pasa por el tamiz de 0,5 mm, colocar en el plato de evaporación y mezclar completamente con agua destilada W I TH LO VE FO R ARR O SI

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

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

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

manteniéndolo perpendicular a la superficie interior de la taza. En ningún caso se debe aceptar el desprendimiento de la pasta del fondo de la taza; si esto ocurre se debe retirar todo el material y reiniciar el procedimiento. La formación de la ranura se debe efectuar con el mínimo de pasadas, limpiando el acanalador después de cada pasada. Colocar el aparato sobre una base firme, girar la manivela levantando y dejando caer la taza con una frecuencia de dos golpes por segundo hasta que las paredes de la ranura entren en contacto en el fondo del surco a lo largo de un tramo de 10 mm. Si el cierre de la ranura es irregular debido a burbujas de aire, descartar el resultado obtenido. Repetir el proceso hasta encontrar dos valores sucesivos que no difieran en más de un golpe. Registrar el número de golpes requerido (N). Retirar aproximadamente 10 g del material que se junta en el fondo del surco y colocar en un recipiente. Transferir el material que quedo en la taza al plato de evaporación. Lavar y secar la taza y el ranurador. Repetir las operaciones precedentes por lo menos en dos pruebas adicionales empleando el material reunido en el plato de evaporación. El ensaye se debe efectuar de la condición más húmeda a la más seca. La pasta de suelo se bate con la espátula de modo que vaya secando homogéneamente hasta obtener una consistencia que requiera de 15 a 35 golpes para cerrar la ranura. Rellenar con los datos obtenidos la siguiente tabla:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL mediante la espátula hasta que la pasta se vuelva suficientemente plástica para moldearla como una esfera.  Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y sólida se mezclen homogéneamente.  Tomar esta muestra en aquella etapa en que la pasta de suelo se vuelva suficientemente plástica para moldearla como una esfera. 3. ENSAYO  Tomar una porción de la muestra de ensaye acondicionada de aproximadamente 1 cm³;  Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar con la palma de la mano la base del pulgar sobre la superficie de amasado conformando un cilindro solo con el peso de mano  Cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm, doblar, amasar nuevamente y volver a conformar el cilindro;  Repetir la operación hasta que el cilindro se disgregue al llegar a un diámetro de aproximadamente 3 mm, y no pueda ser reamasado ni reconstruido.

 Reunir las fracciones del cilindro disgregado y colocarlas en un recipiente tarado.  Determinar y registrar su humedad (w)  Repetir las etapas anteriores con dos porciones más de la muestra de e n Efectuar las tres determinaciones tratando de conseguir una humedad s ligeramente mayor que el límite y ligeramente menor que el límite, a respectivamente, tomarse las precauciones necesarias para reducir la y e evaporación. .

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Si esta disgregación se produce cuando tiene un diámetro mayor que 3 mm, puede considerarse como un punto final satisfactorio siempre que el material haya podido conformar previamente un cilindro de 3 mm.

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 Con los datos obtenidos rellenar la siguiente tabla:

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 6.2. PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO DE GABINETE 6.2.1. ENSAYO 1 (LÍMITE LÍQUIDO)  





Calcular y registrar la humedad de cada prueba (w) Construir un gráfico semilogarítmico, con una humedad (w) como ordenada en escala aritmética y el número de golpes (N) como abscisa en escala logarítmica. Dibujar los puntos correspondientes a los resultados de cada una de las tres (o más) pruebas efectuadas y construir una recta (curva de flujo) que pase tan aproximadamente como sea posible por dichos puntos. Hacemos una regresión de mínimos cuadrados para encontrar la recta que contenga (aproximadamente) a los tres puntos, para lo cual usaremos las siguientes formulas: ∑ ∑

∑ ∑ (∑ ) ̅



̅

Expresar el límite líquido (WL) del suelo como la humedad correspondiente a la intersección de la curva de flujo con la abscisa de 25 golpes, aproximando al entero más próximo.

6.2.2. ENSAYO 2 (LÍMITE PLÁTICO)

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 Hallamos el contenido de humedad de la muestra, lo cual se nos hace sencillo teniendo los datos hallados en laboratorio.  Calcular el límite plástico (Wp) como el promedio de las tres determinaciones efectuadas sobre la muestra de ensaye. Dichas determinaciones no deben diferir entre sí en más de 2 puntos. Cuando no se cumpla esta condición debemos repetir todo el ensaye. 6.2.3. DETERMINACIÓN DEL INDICE PLÁSTICO:

DONDE: IP= índice de plasticidad del suelo, % WP = límite plástico del suelo, %. Cuando no pueda determinarse uno de los dos límites (WL ó Wp) o la diferencia es negativo, informar el índice de plasticidad como NP (no plástico).

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WL = límite liquido del suelo, %; y

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CÁLCULOS DEL LÍMITE LÍQUIDO DATOS DE LABORATORIO

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AJUSTE DE CURVA

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Ajustando la recta por mínimos cuadrados:

( )

GRUPO Nº 4

( ) ( ) ( )

Por lo tanto:

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DATOS DE LABORATORIO

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AJUSTE DE CURVA

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Ajustando la recta por mínimos cuadrados:

( ) ( )

( ) ( ) Por lo tanto: W I TH LO VE FO R ARR O SI

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DATOS DE LABORATORIO

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AJUSTE DE CURVA

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Ajustando la recta por mínimos cuadrados:

( ) ( )

( ) ( ) Por lo tanto:

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CÁLCULOS DEL LÍMITE PLÁSTICO

Por lo tanto:

MUETSRA 1

IP=17%-5%

IP=12%

MUETSRA 2

IP=38%-20%

IP=18%

MUETSRA 3

IP=25%-8%

IP=17%

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CÁLCULOS DEL ÍNDICE DE PLASTICIDAD

GRUPO Nº 4

Por lo tanto:

INFORME 5

Por lo tanto:

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ANÀLISIS DE LAS MUESTRAS MUESTRA 1

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MUESTRA 2

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MUESTRA 3

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MEZCLAMOS CON AGUA Y OBTENEMOS UNA MEZCLA HOMOGENIZADA

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ANÀLISIS EN LA COPA DE CASAGRANDE

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INFORME 5

DIVIDIMOS LA PASTA DE SUELO PASANDO EL ACANALADOR

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PESAMOS LAS MUESTRAS

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TENEMOS LAS 9 MUESTRAS, 3 DE CADA UNA

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INFORME 5

LLEVAMOS AL HORNO

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INFORME 5

DESPUES DE HABE SECADO 24HR, PESAMOS PARA DETERMINAR EL LIMITE LIQUIDO

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Análisis DE LAS MUESTRAS MUESTRA 1

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MUESTRA 2

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MUESTRA 3

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MEZCLADO DE LA MUESTRA CON AGUA DESTILADA

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INFORME 5

MOLDEARLAS MUESTRAS

Tomamos una porción de la muestra de ensaye acondicionada de aproximadamente 1 cm³.

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FORMAR CILINDRO CON DIÁMETRO DE 3 mm

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Si esta disgregación se produce cuando tiene un diámetro mayor que 3 mm, puede considerarse como un punto final satisfactorio siempre que el material haya podido conformar previamente un cilindro de 3 mm.

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GRUPO Nº 4

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YA RETIRADOS DEL HORNO SE PUEDE HALLAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD Y SI EL LIMITE PLASTICO

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LLEVAR LOS CILINDROS DE SUELO AL HORNO

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ÍNDICE

I.

DATOS INFORMATIVOS

01

DETALLES GENERALES OBJETIVOS

02

III.

JUSTIFICACIÓN

02

IV.

MARCO TEÓRICO LIMITE LÍQUIDO (ENSAYO 1)

04

LIMITE PLÁSTICO (ENSAYO 2)

04

INSTRUMENTOS USADOS: ENSAYO 1

05

ENSAYO 2

06

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO 6.1. PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

ENSAYO 1

07

ENSAYO 2

08

6.2. PROCEDIMIENTOS DE TRABAJOS DE GABINETE

ENSAYO 1

10

ENSAYO 2

10

DETERMINACIÓN DEL INDICE PLÁSTICO

10

CÁLCULOS LÍMITE LÍQUIDO

11

LÍMITE PLÁSTICO

14

ÍNICE DE PLASTICIDAD

14

ANEXO

15

INFORME 5

VI.

02

-

V.

LIMITE DE CONSISTENCIA

ÍNDICE

W I TH LO VE FO R ARR O SI

O F KE SI

Y O U’ RE M Y LI FE

GRUPO Nº 4

II.