UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL: INGENIERÍA DE MIN AS
ENSAYO DE LAS PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCA ASIGNATURA: MECANICA DE ROCAS DOCENTE: ING. RIZON CHAUCA PAUCAR ESTUDIANTE: JUN SEO MUÑOZ MONZON
Haquira – Apurimac
ENSAYO DE LAS PROPIEDADES FISICAS DE LA ROCA I.
INTRODUCCION
El presente informe por finalidad analizar las muestras y observaciones de las rocas de tipo; sedimentarias, metamórficas, ígneas. Además, reconocer mediante la observación las propiedades físicas de algunos minerales para así poder identificarlos. Las propiedades físicas de los minerales permiten identificarlos y caracterizarlos con mayor precisión. Estas se pueden reconocer a simple vista o determinarse por medio de pruebas sencillas, en gr an medida, la importancia de las propiedades físicas de las rocas y de su estudio radica en las aplicaciones de las mismas. Las variaciones de las propiedades físicas de las rocas, como, por ejemplo: densidad, magnetización, velocidad de ondas elásticas y resistividad eléctrica, la porosidad, así entre otros, permiten la identificación de la geología del subsuelo, mediante explotaciones geofísica. En este sentido, podemos podemos definir la petrofísica como una disciplina científica que caracteriza y noveliza el comportamiento físico de las rocas, encuadrándolo dentro de las ciencias geológicas. Además el estudio de las características propias de una roca, es habitual la realización de ensayos para evaluar su comportamiento una vez puesto en obra y sometido a unas condiciones externas determinadas. Estos se conocen con el nombre de ensayos de durabilidad. Básicamente se trata de someter a los materiales objeto de estudio a unas determinadas condiciones (temperatura, humedad relativa, contacto con disoluciones salinas; atmosfera con gases: SO2) para evaluar el efecto que sobre ellas se produce.
II.
OBJETIVOS
La densidad es una propiedad característica de los cuerpos y de las sustancias. Como el mismo volumen: cuanto mayor es la masa, mayor es la densidad, por lo tanto, a menor masa, menor densidad. Con la misma masa: cuanto mayor ma yor es el volumen, menor es la densidad, por lo tanto, a menor volumen, mayor densidad. Comprender la importancia del estudio de las rocas y sus propiedades. Determinar las propiedades físicas de las rocas utilizando el principio de Arquímedes para la determinación del volumen.
III.
FUNDAMENTOS TEORICOS
3.1.
PROPIEDADES FISICAS DE LAS ROCAS
La determinación de las propiedades físicas se basa en el establecimiento de los pesos naturales, seco y saturado, y el volumen de probetas rocosas y/o minerales. El peso de acuerdo al ISRM (sociedad internacional del macizo rocoso), de la muestra debe tener como mínimo 50g, el peso seco se determina, mediante el secado de las probetas dentro de un horno ventilado a una temperatura promedio entre 105- 110°C. El peso saturado se obtiene sumergiendo la probeta en agua destilada. Para determinar dichos pesos se lleva un registro periódico de los meses, el lapso de secado y saturado de las muestras rocosas se obtiene aproximadamente en 10D IAS determinado cuando la diferencia entre dos pesadas excesivas no exceden de 0.10g. El volumen de la probeta rocosa y/o mineral de ser ensayado se determina mediante probetas simétricas y/o probetas irregulares, mediante el proceso de Arquímedes en el caso particular de probetas irregulares. Figura 01. DIAGRAMA DE TRES FASES PARA ROCAS
Vw
AGUA
Mw
Vs
ROCA
Ms
Va
AIRE
Ma
Vw
AGUA
Mw
Vs
ROCA
Ms
SATURADO
TRES FASES
Vv
AIRE
Ma
Vs
ROCA
Ms
SECO En la figura 1 se muestra las tres condiciones donde las cantidades en unidades volumétricas están al lado izquierdo y las cantidades en unidades gravimétricas están a lado derecho de las diagramas, las propiedades físicas podrán ser definidas en las siguientes.
a. DENSIDAD densidad
peso seco volumen
Wo
gr ( ) V cm
b. PESO ESPECÍFICO APARENTE . El peso específico puede determinarse en el laboratorio de la siguiente manera. i.
Se sumerge por completo en agua, durante una semana por ejemplo,y se pesa en estado de saturación (peso W w)
ii.
La muestra de la roca se somete a desecación durante 24 horas en una estufa u horno a 105°C. se deja enfriar y se pesa(W O) En este presente laboratorio se hizo secar más de 10 dias.
iii.
Todavía empezada la muestra, se pesa mientras se mantiene en suspensión dentro del agua (Wo) el peso específico o densidad es : Wo G ; G peso especifico especifico aparente aparente Ww−Ws ) peso seco (P.E.A. ) × 9.81 , (KN/m volumen
Wo peso seco Ww peso saturado
c. POROSIDAD APARENTE. Es la relación existente entre el volumen de huecos “poros” y el volumen total de la
muestra. Para determinarla se divide el volumen de agua que rellena los poros WwWo Por el volumen total de una muestra V, que se obtiene por medida directa. El valor de la porosidad “n” expresada en tantos por ciento del volumen de la muestra
es:
p. a
Ww − Wo Wo × 100% 100% YwV
Donde: Ww = peso saturado Wo = peso seco V = Volumen Yw = Densidad del agua (gr/cm 3) n = porosidad En el caso de medidas de precisión en valor de Ww-Wo debería dividirse por la densidad del agua y la temperatura de ensayo.
d. ABSORCION. El agua que llena los poros de una muestra de roca sumergida puede quedar atraída por la roca o bien quedar libre, es decir, no sujeta a tracción. Cuando se sumerge en agua una muestra de roca no absorbe tanta cantidad como lo permitirá su capacidad teórica, ya que durante la inmersión una parte del aire existente es “aprisionado” por el agua y no puede encontrar salida; así es que el agua
se ve imposibilitada para llenar determinado porcentaje de los poros también ocurre que algo contenido de arcilla contenida en el interior de los poros se dilata al contacto con el agua y de este modo actúa un tapón que impide el avance de este. Si sumergimos una roca en agu durante determinado periodo de tiempo y a temperatura determinada, la relación entre el volumen de la muestra y el agua absorbida es “la absorción porcentual “el volumen.
Absorcion( Absorcion(en peso) peso)
peso peso saturad saturado o − peso peso seco ∗ 100% 100% peso seco
La caliza: Es un tipo común de roca sedimentaria, compuesta por calcita (Carbonato de calcio, CaCO3). Cuando se calcina (se lleva a alta temperatura) da lugar a la cal (óxido de calcio, CaO). La caliza cristalina metamórfica se conoce como mármol muchas variedades de caliza se han formado por la unión de caparazones o conchas de mar, formadas por las secreciones de CaCO3 de distintos animales animales marinos. La creta es una variedad porosa y con grano fino compuesta en su mayor parte por caparazones de foraminíferos; la lumaquela es una caliza blanda formada por fragmentos de concha de mar. Una variedad, conocida como caliza oolítica, está compuesta por pequeñas concreciones ovoides, cada una de ellas contiene en su núcleo un gramo de arena u otra partícula extraña alrededor de la cual se ha producido una deposición. Se contó con los siguientes materiales y equipos son:
Vaso precipitado
Balanza analítica
Botella descartable
Pipeta
Tipo de roca (caliza)
EJERCICIOS Peso seco 169.70
Volumen m3 70
a. Densidad de la roca:
ρ
Peso saturado 171.40
. R= ∗
ρR=.
Densidad seca ρ=∗ HO
REEMPLAZANDO
ρ 2.42
gr cm
ρ 2.424
∗
1kg 100gr
kg m
b. Peso específico aparente G
w w − w
P. E. A
peso seco volumen
∗G
∗
100cm 1m
Densidad del agua 1gr/cm3
REEMPLAZANDO PEA
169.70 70
PEA 23.782
∗ 9.81 gr cm
c. Porosidad aparente P. A
w − w ywv
∗ 100%
REEMPLAZANDO
P. A
171.40g 171.40grr − 169.70gr 169.70gr 1gr ∗
70cm
∗ 100%
P. A 2.428 2.428% %
d. Absorción A
peso saturado − peso seco peso seco
REEMPLAZANDO A
171. 171.40 40 − 169. 169.70 70 ∗ 100% 169.70
A 1.002%
∗ 100%
