Mecanica De Suelos

Determinacion en el laboratorio del peso especifico relativo de solidos

El peso específico relativo o gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para los granos del suelo. Este valor es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza también en el análisis de hidrómetro y es útil para predecir el peso unitario de un suelo. Generalmente este valor se utiliza para clasificar los minerales del suelo.

La gravedad especifica de cualquier sustancia de define como “El peso unitario del material en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a cuatro grados Celcius.”

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Para determinar el peso específico relativo de un suelo, se establece un procedimiento para suelos que se componen de partículas menores de 5 mm y para partículas mayores a 5 mm.

Para la clasificación anterior, se procede a separar mediante el tamiz número cuatro (# 4 A.S.T.M.) y se ensayan por separado con el método correspondiente. El resultado será el promedio ponderado de ambas muestras.

Si el suelo esta constituido por partículas mayores que 5 mm, se debe determinar el peso específico de las partículas gruesas.

Si el suelo esta dispuesto por partículas menores a 5 mm, el peso específico relativo se determina mediante un picnómetro.

Además existe un procedimiento que sirve para determinar el peso especifico relativo de suelos especiales cuando este valor es presumiblemente menor que la unidad.

Determinacion del peso especifico para suelos finos

El peso especifico de un suelo fino se puede llevar a cabo mediante el uso de un picnometro, los aparatos que se utilizan mediante este procedimiento son los siguientes:

· Picnómetro de 1000 ml.

· Balanza de precisión.

· Reductor de presión

· Herramientas y accesorios.

· Brochas.

· Recipiente para la muestra.

· Poruña.

· Embudo.

· Termómetro (graduado con división de 0,1ºC).

· Estufa (105ºC).

· Secador.

· Quemadores.

· Canastillo porta muestra.

Y entre los materiales necesarios para determinar el peso especifico, destacan los siguientes:

· Agua destilada o desmineralizada

· Solución disolvente de grasas.

· Kerosene.

Ya que se esta en el campo, lo que se hace es calibrar el picnometro, para poder calibrar el picnometro, se requieren seguir los siguientes pasos:

- Limpiar el picnómetro con amoniaco o algún disolvente de grasas, se enjuaga con agua destilada y se deja escurrir, se lava con alcohol y finalmente con eter.

- Secar, pesar y registrar la masa del picnómetro vacío.

- Llenar con agua destilada a Tº ambiente hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca de calibración. Secar el interior del cuello del picnómetro y también el exterior. Pesar y registrar la masa del picnómetro más el agua.

- Insertar un termómetro en el agua hasta el centro del picnómetro y determinar con registro la temperatura de calibración.

- A partir de la masa del picnómetro mas el agua a la temperatura de calibración se debe preparar una tabla de valores de Wpw para una serie de temperatura, y realizar un gráfico del peso del picnómetro con agua (Wpw) versus temperatura.

Lo anterior se realiza según:

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Donde :

Wpwtx : Masa del picnómetro mas el agua a una temperatura x dada, (g).

Jwtx : Peso especifico del agua a una temperatura x dada, (g/cm3).

Jwti : Peso especifico del agua a temperatura de calibración, según tabla V.9, (g/cm3).

Wpwti : Masa del picnómetro mas el agua a la temperatura de calibración, (g).

Wpv : Masa del picnómetro vacío, (g).

|Temperatura |Peso Especifico |

|º C |G/cm3 |

|4 |1.0 |

|6 |0.999968 |

|8 |0.999876 |

|10 |0.999728 |

|12 |0.39526 |

|14 |0.39273 |

|16 |0.99897 |

|18 |0.99862 |

|20 |0.99823 |

|23 |0.99756 |

|26 |0.99681 |

|29 |0.99597 |

La muestra de suelo debe ser obtenida de acuerdo con lo indicado por la Especificación Técnica correspondiente en el caso de controles de obra, o lo indicado por el profesional responsable en el caso de una prospección.

La muestra debe tener un tamaño mínimo, referido a su masa seca, de 25 g cuando se usa el frasco y de 10 g cuando se usa botella con tapón.

La muestra de ensayo puede estar con su humedad natural o seca en estufa.. La muestra se debe saturar en agua destilada por lo menos por 12 horas.

El procedimiento que se lleva acabo en el laboratorio se describe en los siguientes pasos:

- Se coloca la muestra en el picnómetro cuidando de evitar pérdidas de material cuando ya se ha determinando su masa seca. Se agrega agua destilada cuidadosamente evitando la formación de burbujas hasta ¾ de la capacidad del frasco, o la mitad de la capacidad de la botella. Se agregó agua solamente hasta ¼ del frasco para poder sacar el aire con más comodidad.

- Se remueve el aire usando uno de los tres procedimientos que describe la norma. El procedimiento elegido es el de someter el contenido a un vacío parcial (presión de aire igual o menor que 13,3 kpa.). Para evitar el burbujeo se aplica un vacío gradual que se aumenta lentamente al máximo, el que se mantuvo durante 15 minutos para conseguir así el aireado completo. El picnómetro debe agitarse suavemente para ayudar a remover el aire.

- Se agrega agua destilada hasta llenar el picnómetro. Se limpia y seca el exterior con un paño limpio y seco. Se determina y registra la masa del picnómetro con la muestra y el agua.

El peso específico de las partículas sólidas menores a 5 mm se calcula de acuerdo a la expresión

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Donde:

Ws : Masa seca de la muestra

Wpw : Masa del picnómetro mas agua a la temperatura del ensayo.

Wpwm : Masa del picnómetro mas la muestra y el agua a la temperatura del ensaye.

El proceso tiene la posibilidad de producir

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