ASTM D 854-02 AASHTO T 100 DETERMINACIÓN DE LA GRAV GRA VEDAD ESPECÍFIC ESPECÍFICA A DE PARTÍCULAS SÓLIDAS
Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
ALCANCE
Este método describe el procedimiento para determinar la gravedad específica de las partículas sólidas de un material que pasa el tamiz de 4.75 mm (N 4!" por medio de un picnómetro.
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MÉTODOS # Esta norma describe dos procedimientos para determinar la gravedad específica :
MÉTODO A
MÉTODO B
$rocedimiento para gravedad específica %&medas. $rocedimiento para gravedad específica secas.
determinar la con muestras
determinar la con muestras
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EQUIPO
P!"#$%&'() 'apacidad mínima de 5) m*
M%,!+*('* $%!."!* B*+*",*)
$recisión
de ).)+ g.
E$/( PIPETA
T*$, 4.75 (N 4!.
de mm
T%'$#$%&'() ,ivisiones de ).+ '
R%!%"&% *'* %&%'$"*' %+ !("&%"( % 3$%*
EQUIPO R%!%"&% *+*('
H('"( % %!*( - emperatura de ++) / 5 ' (0) / 1 2!.
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EQUIPO P*%+ */('/%"&%
R%$(!#" %+ *'%) 3omba de vacío" mec%ero bunsen ó un dispositivo adecuado
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MUESTRA DE ENSAO # *a muestra de ensao puede ser suelo %&medo ó secado en el %orno debe ser representativa de la muestra total que pasa por el tamiz N 4.
#*a masa mínima a utilizarse en el ensao se indica en la tabla N +" de acuerdo al tipo de suelo al tama6o del picnómetro.
T*/+* N6 1 Masa mínima seca para el ensayo Tipo de suelo
Masa de la muestra seca (g), picnómetr o de 250 mL
Masa de la muestra seca (g), picnómetro de 500 mL
SP, SP-SM SP-SC, SM, SC Limo o arcilla
60 ± 10 45 ± 10 35 ± 5
100 ± 10 75 ± 10 50 ± 5
Fuente: Norma ASTM D 854-02
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MUESTRA DE ENSAO # e deben tomar en cuentas dos factores importantes con respecto a la cantidad de muestras que se utilizar8n en el ensao" estos son# $rimero" la masa de los suelos sólidos dividida por su gravedad específica se anotar8 con cuatro cifras significativas # ecundariamente" la mezcla de suelos sólidos agua no sea una mezcla fluida altamente viscosa durante el proceso de ebullición. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
,etermine la masa de un picnómetro limpio seco" registre la masa promedio" 9 $. de calibración.
*lene el picnómetro con agua destilada por encima o por deba:o de la marca de calibración.
;ierva el agua contenida en el picnómetro a ba6o 9aría" agite periódicamente el picnómetro %asta remover completamente el aire disuelto en el agua destilada.
Enfríe el picnómetro lleno de agua en un recipiente aislador :unto con el termómetro %asta que alcance una temperatura entre +5 0) ' por lo menos tres %oras.
CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO <:uste
el nivel del agua usando una pipeta" %asta que el fondo del nivel del menisco coincida con la marca de calibración.
eque
cualquier gota de agua que esté en el e=terior del picnómetro en el interior del cuello usando papel absorbente.
Foto N° 2: Limpieza del picnómetro
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CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO >ntroduzca
el termómetro en el agua destilada %asta la profundidad apropiada de inmersión mida registre la temperatura del agua con una precisión de ).)+ '.
Foto N° 3: Temperatura del agua
9ida
registre la masa del picnómetro lleno de agua" 9p?"c" con una precisión de ).)+ g. (2oto N 4!
Foto N° 4: Masa del pic!metro lleo de agua
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CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO @egrese
el picnómetro con el termómetro al recipiente
aislador. $ara obtener la siguiente calibración a:uste de nuevo el nivel de agua del picnómetro repita el procedimiento descrito %asta obtener cinco medidas independientes de calibración. 'alcule el volumen de calibración del picnómetro Ap para cada uno de los cinco datos" usando la siguiente ecuación-
V p
=
( M pw, c
−
ρ w, c
M p )
,onde9p?"cB9asa del picnómetro lleno de agua a la temperatura de calibración" g. 9pB9asa promedio del picnómetro seco calibrado" g. C?"cB,ensidad del agua a la temperatura de calibración gDm*" ver tabla N .
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T*/+* N6 2 D%"* %+ *7* 9*!&(' % !(''%!!#" : *'* ;*'* T%$%'*&'* Temperatu ra °C
Densidad del agua (g/mL)
actor de corrección (!)
1.00090
23.0
0.99754
0.99933
0.99902
1.00082
23.5
0.99742
0.99921
16.0
0.99895
1.00074
24.0
0.99730
0.99909
16.5
0.99886
1.00066
24.5
0.99717
0.99897
17.0
0.99878
1.00057
25.0
0.99705
0.99884
17.5
0.99869
1.00048
25.5
0.99692
0.99871
18.0
0.99860
1.00039
26.0
0.99679
0.99858
18.5
0.99850
1.00030
26.5
0.99665
0.99844
19.0
0.99841
1.00020
27.0
0.99652
0.99831
19.5
0.99831
1.00010
27.5
0.99638
0.99817
20.0
0.99821
1.00000
28.0
0.99624
0.99803
20.5
0.99810
0.99990
28.5
0.99609
0.99788
21.0
0.99799
0.99979
29.0
0.99595
0.99774
21.5
0.99789
0.99968
29.5
0.99580
0.99759
22.0
0.99777
0.99957
30.0
0.99565
0.99744
22.5
0.99776
0.99945
30.5
0.99550
0.99729
Temperatu ra °C
Densidad del agua (g/mL)
actor de corrección (!)
15.0
0.99910
15.5
F%"&%- Norma <9 , 54F )
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CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO 'on los valores obtenidos grafique la curva volumen de calibración del picnómetro A p en el e:e vertical" versus temperatura de equilibrio t c en el e:e %orizontal. Fig 1. Volumen de calibración del picnómetro Vp.
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PROCEDIMIENTO M<&(( A $rocedimiento para muestras %&medas.
,etermine el coteido de "umedad de una porción de muestra.
Gsando
este contenido de %umedad" calcule la masa seca a utilizarse en el ensao de acuerdo a las cantidades descritas en la tabla N +.
Foto N° 5: #eso de la muestra
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M<&(( A $onga
apro=imadamente +)) m* de agua destilada en la mezcladora mec8nica" agregue el suelo mezcle. Foto N° $: Me%cla del suelo co agua
Aierta
la mezcla en el picnómetro usando un embudo" en:uague cualquier partícula de suelo sobrante. Foto N° &: 'ertido de la me%cla e el pic!metro
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M<&(( A
agua destilada %asta que el nivel esté entre +D0 +D de la profundidad del picnómetro.
el agua %asta que se forme la mezcla" en:uague cualquier suelo ad%erido al cuello del picnómetro.
@emueva
el aire atrapado en la muestra %aciendo %ervir la mezcla suavemente por lo menos durante %oras" mientras agita el picnómetro ocasionalmente para facilitar la remoción del aire.
*lene
el picnómetro con agua destilada por encima o por deba:o de la marca de calibración. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
M<&(( A <:uste
el nivel de agua usando una pipeta %asta que el fondo del nivel del menisco coincida con la marca de calibración. Foto N° 8: ()riamieto de la me%cla
eque cualquier gota de agua que esté en el e=terior del picnómetro en el interior del cuello usando papel absorbente .
Foto N° *: +impie%a del pic!metro
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M<&(( A
>ntroduzca el termómetro en la mezcla %asta la profundidad apropiada de inmersión mida registre la temperatura de la mezcla con una precisión de Foto N° ,0: Medici! de la temperatura de la me%cla ).)+ '.
9ida registre la masa del picnómetro" suelo agua (9p?s"t! con una precisión de ).)+ g. Foto N° ,,: Masa del pic!metro ms me%cla
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M<&(( A Aierta
la mezcla del picnómetro en un recipiente verifique que toda la mezcla sea transferida.
eque
la muestra en un %orno a ++) / 5 ' (0) / 1 2!" %asta obtener una masa constante dé:ela enfriar.
$ese
la masa del suelo secada al %orno (9 s! con una precisión de ).)+ g .
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PROCEDIMIENTO M<&(( B $rocedimiento para muestras secadas al %orno.
eque la muestra en un %orno a ++) / 5 ' (0) / 1 2!" %asta obtener una masa constante dé:ela enfriar. ,isgregue el suelo usando un martillo de cauc%o. $ese la muestra de suelo para el ensao de acuerdo a las cantidades descritas en la tabla N +. Aierta el suelo en el picnómetro utilizando un embudo en:uague cualquier partícula de suelo sobrante. $roceda como lo descrito desde el numeral H %asta el +H de la guía de estudio.
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C=LCULOS 'alcule
la masa del picnómetro lleno de agua a la temperatura del ensao (t t '!" como sigue M pw,t
=
M p
+
(V p
−
ρ w,t )
,onde 9p?"tB9asa del picnómetro lleno de agua a la temperatura del ensao tt" (g!. C?"tB,ensidad del agua a la temperatura del ensao t t" gDml ó gDcm 0" ver tabla N . ApBAolumen de calibración del picnómetro a la temperatura del ensao tt" tomada de la curva de calibración en cm 0" ver 2ig. +. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
C=LCULOS 'alculela
gravedadespecíficadelas partículassólidas alatemperatura delensao" I t comosigue-
,onde JsB,ensidadde laspartículassólidas"gDcm 0 9sB9asadela muestra secadaal%orno eng. 9 p?c"tB9asadelpicnómetro" delagua dela muestraala temperaturadeensao" tt" g.
Gt
=
ρ s ρ w,t
=
( M
pw,t
M s
− ( M pwc,t − M s ) )
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C=LCULOS 'alcule la gravedad específica de la muestra a )' como sigue-
G 20° c
= K * Gt
,onde KB'oeficiente de temperatura dado en la tabla N .
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C=LCULOS # 'alcule la gravedad específica promedio ponderada para los suelos que contienen partículas tanto maores como menores del tamiz de 4.75 mm utilizando la siguiente ecuaciónG prom
=
1
R 100G
1
P + 100G
2
,ondeIpromBIravedad específica promedio ponderada de los suelos compuestos de partículas maores menores que el tamiz N 4 (4.75 mm!. @B$orcenta:e de partículas de suelo retenidas sobre el tamiz N 4 (4.75 mm!. $B$orcenta:e de las partículas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm!. I+B.ra/edad espec)ica aparete de las partculas de suelo reteidas e el tami% N° 4 14&5 mm de acuerdo a la norma <9 ' +7. IBIravedad específica de las partículas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm!.
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