Determinación De La Masa Volumetrica En El Sitio

“Determinación de la Masa Volumétrica en el Lugar”

-Cono y Arena-

Objetivo.

Obtener los coeficientes de variación volumétrica y del grado de compactación de materiales en estado natural, cuando el acomodo que tienen sus partículas es consecuencia de un proceso de la naturaleza o bien en estado compacto, cuando las partículas sólidas que lo constituyen han adquirido cierto acomodo por algún procedimiento de compactación, pero que no contengan fragmentos de roca.

Equipo.

-Herramientas. Picos, palas, barretas, cincel, mazo, cuchillo, cuchara de albañil y cucharon de acero galvanizado (20 cm de largo, 11 cm de ancho y 10 cm de altura), formando un paralelepípedo rectangular con solo cuatro caras, cuya cara menor lleva acopiado un mango metálico de sección circular de 13 cm de largo.

-Cono y frasco para la arena. Que consiste en una sección desmontable constituida por 2 conos metálicos truncados de distintos tamaños, unidos entre si por sus partes de menor diámetro mediante una válvula cilíndrica con un orificio de 13 mm de diámetro. La parte de mayor diámetro del cono de menor tamaño esta provisto de rosca para poder acoplarlo a la boca de un frasco de aproximadamente 4 L de capacidad (que s el que contiene la arena), mientras que el cono de mayor tamaño tiene libre su extremo de mayor diámetro, lo que le permite ser acoplado en una base metálica de forma cuadrada o sobre una lona con perforación en el centro provista de un anillo metálico de acoplamiento (Fig. 9).

-Recipiente de calibración. Metálico e impermeable, de forma cilíndrica con diámetro interior de 18 cm y altura de 10 cm (Fig. 6).

-Balanzas. Una con capacidad de 20 kg ± 5 g de aproximación y otra con capacidad de 2 kg ± 0.1 g de aproximación.

-Bolsas de plástico u otros recipientes. Impermeables para muestras representativas.

-Charolas metálicas. De lámina galvanizada, de forma rectangular de 40 × 70 × 10 cm.

-Placa de vidrio. De forma rectangular de aproximadamente 20 × 20 cm.

-Aceite.

-Arena. Limpia y seca, con partículas densas y redondeadas, cuyos tamaños estén comprendidos entre las mallas N°20 y N°30 (0.850 y 0.600 mm).

Preparación de la muestra.

Antes de iniciar la prueba se realizan las siguientes actividades:

-Determinación de la masa necesaria para llenar el cono de arena:

-Se vierte arena limpia y seca en el frasco del dispositivo, en una cantidad que se estime suficiente para llenar el cono de arena, el que se acopla en la boca del frasco y se cierra la válvula. Determinando la masa del dispositivo conteniendo a arena que se registra como Wfs1, en g.

-Se invierte e instala el dispositivo de prueba sobre la base metálica o sobre el anillo metálico de acoplamiento de la lona, según sea el caso, previamente colocada sobre una superficie limpia, horizontal y sensiblemente plana.

-Se abre la válvula y se mantiene en estas condiciones hasta que se detenga el flujo de arena, es decir, hasta que se haya llenado el cono de mayor tamaño. En ese instante se cierra la válvula, se retira el dispositivo de prueba y se determina la masa del dispositivo con la arena remanente que se registra como Wfsr1, en g.

-Se determina la masa necesaria para llenar el cono mediante la siguiente expresión:

Wsc= Wfs1-Wfsr1

Donde:

Wsc = Masa de la arena necesaria para llenar el cono de mayor tamaño, (g)

Wfs1= Masa inicial del dispositivo conteniendo arena, (g)

Wfsr1= Masa del dispositivo con la arena remanente, (g)

-Determinación de la masa volumétrica de la arena de prueba:

-Se llena el frasco del dispositivo con arena limpia y seca, se acopla el cono de arena en la boca del frasco y se cierra la válvula.

-Se determina la masa del dispositivo de prueba conteniendo la arena y se registra como Wfs2, en g.

-Se determina el volumen Vr, del recipiente de calibración, como se menciona anteriormente.

-Se coloca el recipiente de calibración sobre una superficie sensiblemente horizontal y firme, en posición para ser llenado.

-Se instala sobre el recipiente de calibración la base metálica del aparato sujetándola adecuadamente para evitar fugas de aren, y se monta en esta el dispositivo de prueba conteniendo la arena.

-Se abre la válvula y se mantiene en estas condiciones hasta que se detenga el flujo de arena, quedando en esta forma llenos tanto el recipiente de calibración como el cono de arena. En ese instante se cierra perfectamente la válvula y se retira el dispositivo de prueba.

-Se determina la masa del dispositivo de prueba con la arena remanente, registrándola como Wfsr2, en g.

-Se determina la masa volumétrica de la arena Ysd, empleando la siguiente expresión:

Ysd= (Wsd/Vr) × 1,000

Donde:

Ysd =Masa volumétrica de la arena seca, (kg/m3)

Vr =Volumen del recipiente de calibración, (cm3)

Wsd = Masa de la arena seca empleada para llenar el recipiente de calibración, (g), determinada con la siguiente expresión:

Wsd=Wfs2-Wfsr2-Wsc

Wfs2=Masa del dispositivo de prueba con el frasco lleno de arena, (g)

Wfsr2= Masa del dispositivo de prueba con la arena remanente, (g)

Wsc = Masa de la arena necesaria para llenar el cono de mayor tamaño, (g)

Procedimiento.

-Se limpia y prepara la superficie del terreno a trabajar de tal manera que se tenga una zona plana de 50 × 50 cm aproximadamente, libre de partículas sueltas.

-Se coloca en el terreno la base metálica o la lona con anillo metálico de acoplamiento del dispositivo, marcando sobre el terreno el borde del orificio interior de dicha base o anillo, que sirve para delimitar el área que tendrá la cala de prueba, misma que se ejecutara excavando cuidadosamente para evitar alteraciones en sus paredes y fondo, verificando que el volumen máximo de la cala no supere los 3,000 cm3.

-Todo el suelo que se va extrayendo de la cala se coloca en una charola, tomando las precauciones necesarias para evitar perdidas de material y de su contenido de agua; inmediatamente después de concluida la excavación se determina la masa del material extraído y se registra como Wm, en kg.

-Se llena

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