Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas •
Hallar el peso de la parafina: W P
+ ( )
=
−
W P = 280.4 − 269.2 = 11.2
•
Hallar el Volu men de la Parafina ut ili zada:
Dato: Densidad de la parafina (Dp = 0.87 g/cm3)
V
=
p
•
11 .2 =
=
12 87 3 .
0.87
Hallar el Volu men de la Muestra con Parafina:
V m+p=
+ ( )
V m+p=
•
− + ( )
280 4 − 122 6 .
1 ,0
.
/ 3
=
157 8 3 .
Hallar el Volu men de la muestr a de Suelo
V m+p − V p = 157.8 − 12.87 = 144.93 cm 3
•
El Peso Volumétrico de un suelo c ohesivo se calcula con la sig uiente ecuación : W m P v = m
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Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas Dónde: • • •
P v : Peso volumétrico del suelo (g/cm 3) W m : Peso de la muestra húmeda al aire (g) V m : Volumen de la muestra de suelo (cm 3)
Peso Volumétrico:
P v =
269.2 144.93
86 / 3
= 1.
2.2.3 OBSERVACIONES: Ser cuidadosos en el manipuleo de la muestra, ya que podríamos alterar sus condiciones. Calibrar la balanza para obtener el peso adecuado. Cuando se impermeabiliza la muestra con parafina se debe verificar que toda su superficie está cubierta para que no pueda ingresar el agua al momento de realizar el ensayo. Finalmente es importante el uso de los EPP, al momento de manipular la parafina, ya que existe la posibilidad de sufrir quemaduras. •
• •
•
2.2.4 CONCLUSIONES: •
En el ensayo, la muestra peso 269.2 g y tuvo un volumen de 144.93 cm 3. En Consecuencia, el peso volumétrico del suelo cohesivo tuvo como resultado 1.86 g/cm3.
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PESO VOLUMÉTRICO DEL SUELO COHESIVO
1.OBJETIVO: El presente modo operativo establece el método de ensayo para determinar gravedad específica o peso específico relativo de los sólidos.
2. MARCO TEÓRICO: 2.1. Gravedad específica de los s uelos: La gravedad específica de un suelo (Gs) se define como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4°C.
=
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Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas El ensayo de laboratorio nos ayuda a determinar el peso específico de los suelos y del relleno mineral (filler) por medio de un picnómetro. Cuando el suelo está compuesto de partículas mayores que el tamiz de 2.38 mm (N° 8), deberá seguirse el método de ensayo para determinar el peso específico y la absorción del agregado grueso, MTC E206. Cuando el suelo está compuesto por partículas mayores y menores que el tamiz de 2.38 mm (N° 8), se utilizará el método de ensayo correspondiente a cada porción. El valor del peso específico para el suelo será el promedio ponderado de los dos valor es así obtenidos. Cuando el valor del peso específico sea utilizado en cálculos relacionados con la porción hidrométrica del análisis granulométrico de suelos (modo operativo MTC E 109), debe determinarse el peso específico de la porción de suelo que pasa el tamiz de 2.00 mm (N° 10) de acuerdo con el método que se describe en la presente norma.
2.3. Preparación de la muestra: Debe tenerse especial cuidado en obtener muestras representativas para la determinación del peso específico de los sólidos. La muestra de suelo puede ensayarse a su humedad natural, o puede secarse con la estufa; sin embargo, algunos suelos, principalmente aquellos que tienen un alto contenido de materia orgánica, son muy difíciles de rehumedecer después de que se han secado al horno. Estos suelos pueden ser ensayados sin haberse secado previamente en el horno, en cuyo caso, el peso de la muestra seca se determina al final del ensayo. Cuando la muestra contenga partículas de diámetros mayores y menores que la abertura del tamiz de 2.38 mm (N° 8), la muestra debe ser separada por dicho tamiz y debe determinarse el peso específico de la fracción fina [pasante del tamiz de 2.38 mm (N° 8)] y el peso específico aparente de la fracción gruesa. El valor del peso específico para la muestra total viene dado por la siguiente ecuación:
=
100
% °8
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+
% °8
Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas Donde:
GT: Peso específico total Gs: Peso específico de los sólidos (Pasa tamiz N°8)
Ga: Peso específico aparente
Cuando el valor del peso específico va a ser empleado en cálculos relacionados con el análisis granulométrico por hidrómetro (MTC E 109), el peso específico deberá determinarse para la fracción de suelo que va a ser usada en el análisis por hidrómetro o para otros fines (generalmente la porción pasante del tamiz N° 200). En algunos casos, puede ser necesario el empleo de otros líquidos, como el kerosene, para el análisis de suelos que contienen sales solubles en agua. Sí el ensayo se realiza con algún líquido distinto al agua destilada, el picnómetro deberá c alibrarse utilizando el mismo líquido. El kerosene es mejor agente humedecedor que el agua para la mayoría de los suelos y puede emplearse en lugar de agua destilada para las muestras secadas al horno.
3.NORMAS APLICADAS: MTC E 113-2000: Gravedad Específica de los Suelos (Picnómetro)
• •
ASTM D 854: Métodos de prueba estándar para la determinación de la gravedad específica del suelo mediante un picnómetro de agua
4.MATERIALES Y EQUIPOS: Fiola: Frasco volumétrico (picnómetro) de 100 a 500 cm3 de capacidad
•
Balanzas con capacidad de 1200 gr. y sensibilidad de 0,01 gr. y, otra con capacidad de 200 gr. y sensibilidad de 0,001 gr.
•
Termómetro: Termómetro graduado con una escala de 0 a 50 °C y con precisión de 0,1 °C
•
Pipeta, embudo y recipientes
•
•
Agua destilada
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5.PROCEDIMIENTO: Procedimiento
El suelo con el cual s e va a elabor ar el ensayo de laboratorio tiene que estar en estado seco. Por ello algu nas personas lo preparan en una cocina o en un horno especial de secado. Lu ego la muestra de suelo s eca se hace pasar por la mall a N° 8 y solo se cons erva el material pasante.
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Determinar la cantidad de muestra según la capacidad del picnómetro. Por contar con un picnómetro con una capacidad de 500 cm3, la cantidad requerida aproximadamente e seráentre 120 y 130 gr.
Pesar la muestra de acuerdo a los rangos establecidos.
Colocar el material previamente pesado en una fiola con ayuda de un embudo.
Luego, se procede a llenar la fiola con agua hasta que el fondo del menisco coincida con la marca de calibración en el cuello del picnómetro; mientras se remueve el aire atrapado calentando la suspensión levemente.
Finalmente se lleva la fiola a la balanza y se toma el dato de su peso, Inmediatamente después de ser pesada, se agita la suspensión hasta asegurar unatemperatura uniforme y se determina la temperatura de la suspensión con una aproximación de 0.1 °C.
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6.CÁLCULOS: CARRERA DE INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Proceso N° Calicata GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS (Gs) Norma ASTM D-854 PROCEDENCIA DE LA MUESTRA: PROFUNDIDAD DE LA MUESTRA FECHA DE ENSAYO:
SONDEO:
% Pasante del tamiz N°4: N° DE FIOLA PESO DE LA FIOLA PESO MUESTRA DE SUELO SECO PESO MUESTRA DE SUELO SECO + PESO DE LA FIOLA PESO DE LA MUESTRA DE SUELO SECO + PESO FIOLA + PESO AGUA PESO DE FIOLA + PESO DEL AGUA Temperatura(C°) k PESO ESPECÍFICO RELATICO DE LOS SÓLIDOS GRAVEDAD ESPECIFICA PROMEDIO
g g g g g C°
La gravedad específica o peso específico relativo de los sólidos se calcula mediante la siguiente ecuación:
0 × =
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0 + 2 −
1
…
o 3
B 168,5g 125.7g 294.2g 742.9g 666.6g 21.5 0.99968 2,54 2.54
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Donde: •
Gs = Gravedad específica de los sólidos
•
W0 = Peso de la muestra de suelo seco
•
W1 = Peso de la muestra de suelo seco + peso de la fiola + peso del agua
•
W2 = Peso de la fiola + peso del agua
•
K = Factor de corrección basado en el peso específico del agua a 22,26 °C.
Temperatura (°C)
Densidad (g/mL)
Coeficiente de temperatura
22,26
0,99732
0.99951
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•
Peso específico de los sólidos (Gs)
=
125.7 × 0.99968 = 2.66964 ≈ 2.67 125.7 + 656.6 − 734.2
etro con una lec
7.OBSERVACIONES: •
•
•
•
•
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Se realizó a mano ya que no se contaba c on una bomba de vacío u otro equipo especializado para poder realizar este ensayo Es necesario utilizar exclusivamente agua destilada o desmineralizada para asegurar la continua validez de la curva de calibración.
Al momento de verter el agua dentro del picnómetro se debe considerar no crear burbujas; es por ello, que se trata de verter el agua de tal forma que descienda por las paredes de la fiola con una velocidad de caída mucho menor. La remoción de aire atrapado se realizó aplicando el proceso alternativo, puesto que no se contaba con una bomba de vacío. Cabe señala que la remoción incompleta del aire atrapado en la suspensión del suelo es la causa más importante de error en la determinación de pesos específicos. Otro posible error es la pérdida de material. Una gota de agua puede hacer que se cometa un error de aproximadamente 0,05 gr. Este margen de error puede ser minimizado tomando el promedio de varias lecturas a la misma temperatura.
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8.CONCLUSIONES: ❖
El valor de “k” utilizado en el ensayo fue 0,99968 y fue determinado debido a la temperatura de la suspensión, la cual fue 22.26 °C.
❖
En el ensayo, la gravedad específica o peso específico relativo (Gs) se obtuvo como resultado 2,67.
9.BIBLIOGRAFÍA: •
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•
ALIAGA GASPAR, Wilfredo Jesús (2014) Extracción de muestra y contenido de humedad. Huancayo: Universidad Continental. FUNDALANAVIAL (Fundación Laboratorio Nacional de Vialidad) (2003) Peso específico de los suelos y llenante mineral, versión 2. Caracas: Ministerio de Infraestructura.
HERNANDEZ CANALES, Juan Carlo (2008) Características físicas y propiedades mecánicas de los suelos y sus métodos de medición. Tesis para obtener el título de ingeniero civil. Guatemala: Facultad de Ingeniería de la universidad San Carlos
MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES (s/f) Método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo. Lima: MTC
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Mecánica de suelos
TOCAS, Rosa (2016). Manual de Laboratorio de Mecánica de Suelos. Lima: Universidad de Ciencias Aplicadas.
