EXP. 1 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

EXPERIMENTO No. 1. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

OBJETIVO Determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco. MARCO TEORICO La determinación de contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco. Como una definición: w

W ∗ 100 W

Donde W es el peso de agua presente en la masa de suelos y W es el paso de sólidos en el suelo. Podría definirse el contenido de humedad como la relación del peso de agua presente y el total de peso de la muestra (i. e., peso de agua más suelo); sin embargo, esto daría una cantidad en el denominador de la fracción que podría depender de la cantidad de agua presente:

Y esto no es deseable pues el contenido de humedad estaría de esa forma relacionado a una cantidad variable y no a una cantidad constante. Esto puede verse fácilmente pues W aparece en ambos, numerador y denominador de la fracción: ec. (1-2). El contenido de humedad se expresa algunas veces en función del volumen como:

El cual luego de una manipulación adecuada, puede reescribirse como:

Donde: Vw

=

Volumen de agua presente en la masa del suelo

Vv Vs

= = = =

Volumen de los vacíos del suelo Volumen de los sólidos del suelo Contenido de humedad, de la ec. (1 -1) Densidad seca del suelo (volumétrica)

Esta definición de contenido de humedad es muy raramente usada en los Estados Unidos. MATERIALES, EQUIPOS E INSUMOS

MATERIAL

Horno con adecuado

control

de

GRAFICO

temperatura

Recipientes para humedad (aluminio o latón)

PROCEDIMIENTO 1. Pesar una cápsula o recipiente de aluminio o latón, incluyendo su tapa. Identificar y revisar adecuadamente el recipiente. Las cápsulas de humedad normalmente pueden ser de diferentes tamaños, siendo las más populares las de 5 cm de diámetro por 3 cm de altura y las de 6.4 cm de diámetro por 4.4 cm de altura. 2. Colocar una muestra representativa de suelo húmedo en la cápsula y determinar el peso del recipiente más el del suelo húmedo. Si el peso se determina inmediatamente, no es necesario colocar la tapa. Si se presenta una demora de 3 a 5 minutos o más, coloque la tapa del recipiente para mantener la humedad en la vecindad del recipiente.

3. Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, remueva la tapa – es práctica común colocar la tapa debajo del recipiente – y coloque la muestra en el horno. 4. Cuando la muestra se haya secado hasta mostrar un peso constante, determine el peso del recipiente más el del suelo seco. Asegúrese de usar la misma balanza para todas las mediciones de peso. 5. Calcule el contenido de humedad ω. La diferencia entre el peso de suelo húmedo más el del recipiente y el peso de suelo seco más el del recipiente es el peso del agua Wω que estaba presente en la muestra. La diferencia entre el peso del suelo más el del recipiente y el peso del recipiente solo es el peso del suelo Ws y: × 100

por ciento

El suelo debe secarse en el horno a una temperatura de 110 ± 5ºC hasta obtener un peso constante; i. e., mientras haya agua presente para evaporar, el peso continuará disminuyendo en cada determinación que hagamos en la balanza. En general, no es muy práctico hacer varias medidas del peso para determinar si se ha obtenido un estado de peso constante en la muestra; lo que se hace comúnmente es suponer que después de un período de homeado de 12 a 18 horas (a menudo durante la noche), la muestra se encuentra en estado de peso constante y dicho peso se registra como el del suelo seco más el del recipiente. La experiencia indica que este método de secado de muestras es bastante adecuado para trabajo rutinario de laboratorio sobre muestras pequeñas. En práctica común retirar del horno las muestras para contenido de humedad y pesarlas inmediatamente (se debe utilizar un par de pinzas o guantes de asbesto pues se encuentran demasiado calientes). Si por alguna razón no es factible pesar las muestras secas inmediatamente, es necesario poner la tapa del recipiente tan pronto se haya enfriado lo suficiente para manipularla y/o colocar el recipiente de suelo seco en un desecador eléctrico de manera que el suelo no absorba agua de la atmósfera del laboratorio. Para lograr una determinación confiable del contenido de humedad de un suelo recomienda utilizar la siguiente cantidad mínima de muestra húmeda (muestra representativa): Tamaño máximo de las partículas de muestra (95 – 100m para el tamiz dado)

Peso mínimo recomendado de la muestra (g)

No. 4 (4.75 mm) No. 40 (0.420 mm) 12.5 mm 50.0 mm

100 10 a 50 300 1.000

La temperatura de 110ºC en el horno es demasiado alta para ciertos suelos orgánicos (turbas), para suelos con alto contenido calcáreo o de otro mineral, ciertas arcillas, y algunos suelos tropicales. Estos suelos contienen agua de hidratación levemente adherida, o agua molecular, que podría perderse a estos niveles de temperatura, dando como resultado un cambio en las características del suelo –notable en los límites de Atterberg del Experimento No. 3 lo mismo que en la gradación y en la gravedad específica. Nivel de Riesgo Nivel 1 (Bajo) Bibliografia: ASTM D2216-71 (Normas ASTM parte 19)