Humedad, peso específico y gravedad específica de suelos

Humedad, peso específico y gravedad específica de suelos

Facultad de ingeniería

Universidad Católica de Colombia

Resumen- En el presente informe, se dará a conocer el procedimiento realizado en los ensayos de humedad, peso específico y gravedad específica, usados para estudiar una determinada muestra de suelo.

Palabras Clave- . Ensayos, muestra de suelo.

Abstract- In this report, the procedure carried out in the humidity, specific weight and specific gravity tests used to study a certain soil sample will be disclosed.

Keywords- Tests, soil sample.

INTRODUCCIÓN

La humedad natural de un suelo es la cantidad de agua por volumen de tierra existente en un terreno. Esta es una de las propiedades más significativas para estudiar el comportamiento del suelo y, es obtenida siguiendo los parámetros establecidos en la norma INV E - 122 [1].

De igual manera, se presenta los ensayos para determinar el peso específico del suelo y, el valor de la gravedad específica y del llenante mineral (filler) por medio de un picnómetro, mediante las normas ASTM D7263 - 09 [2] e INV E - 128 [3]. Este último ensayo, se aplica para suelos que pasan el tamiz N°4 (4,75 mm); si se tiene un suelo grueso con partículas mayores al tamiz mencionado anteriormente (gravas), la gravedad específica de estas se deberá determinar bajo el ensayo descrito en la norma INV E -223[4]. Para el presente informe, se presenta el cálculo de la gravedad específica para una muestra de suelo de agregado fino.

OBJETIVOS

GENERAL

Determinar la gravedad específica, peso unitario y contenido de humedad en una muestra de suelo.

ESPECÍFICOS:

Calcular la gravedad específica en un tipo de suelo (agregado fino), así como el contenido de humedad y peso unitario presentes en una determinada porción de suelo.

Analizar los datos obtenidos de los ensayos anteriormente mencionados.

Identificar el comportamiento del suelo, en base a los resultados obtenidos del cálculo de la humedad, gravedad específica y peso unitario.

MARCO TEÓRICO

Humedad (Contenido de agua del material):

Se define como la relación, expresada en porcentaje, entre la masa de agua que llena los poros o "agua libre", en una masa de material, y la masa de las partículas sólidas de material. Es calculada para muestras de suelo, roca y muestras de suelo - agregado.

%w=w_w/w_s *100 (1)

Dónde

w_w= Peso del agua

w_s= Peso del suelo seco

Gravedad específica:

Es la relación entre la masa de un cierto volumen de sólidos a una temperatura dada y la masa del mismo volumen de agua destilada y libre de gas a igual temperatura. La temperatura de referencia son 20°C.

La gravedad específica de un sólido se define como la relación de la densidad de sólido entre la densidad del agua.

Gs=γ_s/γ_w (2)

Dónde:

γ_s= Peso específico del sólido

γ_w= Peso específico del agua

Peso unitario:

Es el producto de la densidad de un suelo por su gravedad. El valor depende, entre otros, del contenido de agua del suelo.

γs =ws/vs (3)

Donde:

Ws = Masa de la muestra

Vs = Volumen de solido

JUSTIFICACIÓN

Se considera de interés este laboratorio ya que se obtiene información que ayuda a evaluar las propiedades significativas de los suelos, por medio de las pruebas realizadas a los mismos.

La importancia de la norma INV E 122-13 [1], es que el contenido de agua es una de las propiedades índices más significativas de muchos materiales y se emplea para establecer correlaciones con el comportamiento de los suelos. En el caso de los suelos de grano fino, la consistencia depende de su contenido de agua.

RECURSOS UTILIZADOS

Picnómetro

Horno

Balanza

Pipeta

Termómetro

Agua

Recipiente para muestras

PROCEDIMIENTO

Para la determinación del contenido de humedad se realizará en base al video “Laboratorio de humedad natural del suelo” [5]. Por lo cual el procedimiento será:

Se identificaron los 3 recipientes, (SM, Y8, OP5) como se observa en la Fig. 1, luego se registró la masa de éste.

Fig 1. Identificación de los 3 recipientes

Fuente: "Laboratorio de humedad natural del suelo," Universidad Francisco de Paula Santander. 4 de jun. de 2019. [video en línea]. Disponible en https://www.youtube.com/watch?v=ags86-tALgU

Se vierte el material húmedo en cada uno de los recipientes se determinó el peso del material más el recipiente y se registró dicho valor.

Luego de pesado el espécimen, se colocó la muestra en el horno a una temperatura de 110 ± 5° C; por un tiempo de 12 a 16 horas o hasta que se vea una masa constante.

Se extrajo la muestra del horno y se dejó enfriar a temperatura ambiente.

Se determinó la masa del recipiente con la muestra seca al horno.

El procedimiento y las imágenes que se mostrará a continuación son basadas en un laboratorio que se realizó en el primer semestre del año 2019, en la asignatura de materiales.

Para determinar la gravedad específica de un agregado fino (véase fig. 2) se realizará el siguiente procedimiento: .

Fig. 2 agregado fino Fig. 3 Picnómetro

Tomada: Laboratorio características de los agregados finos

FUENTE PROPIA

1° Se debe calibrar el picnómetro antes de ser utilizado; para ello se toma un picnómetro de 500 ml (Fig. 3), se pesa vacío y se llena de agua destilada hasta una altura a la que se pueda tomar la temperatura de esta (Fig. 4). Se anota el valor de la temperatura y peso del picnómetro vacío:

Peso picnómetro vacío = 150,36 gr.

T=19,8° C≈20 °C

Fig. 4 Temperatura del agua.

Tomada: Laboratorio características de los agregados finos

FUENTE PROPIA

2° Ajustar con una pipeta de 100 ml el nivel del agua, esta debe quedar por encima del menisco de calibración y se toma de igual manera su respectivo peso (Fig 5).

Peso picnómetro con agua = 651,18 gr.

Fig. 5 Peso del picnómetro con agua

Tomada: Laboratorio características de los agregados finos

FUENTE PROPIA

Luego de tener estos valores se prosigue a verter 500 gr del material como se muestra en la Fig. 6.

Fig. 6 Picnómetro

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