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1. INTRODUCCIÓN El Suelo, puede entenderse como una mezcla de materiales como minerales, materia orgánica, bacterias, agua y aire. Ésta capa está formada por la acción de parámetros importantes como es la temperatura, el agua, el viento, los animales, las plantas, se puede decir que la mezcla producida de estas también es provocada por agentes de importantes características características como son los terremotos, terremotos, huracanes, huracanes, tsunamis, etc. Estos son factores que descomponen los materiales como las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo. La formación de una pequeña capa de suelo, lleva tiempo, puede decirse que es de siglos. El suelo desde el punto de la Ingeniería Civil, es aquella capa física en la cual sobre ella se desarrollan las obras, de este se debe tener muy en cuenta las propiedades físico-químico- mecánicas, éstas propiedades permiten determinar la calidad del suelo. Ésta capa externa de la corteza terrestre, está formada por la descomposición, fragmentación y meteorización de las rocas. La importancia de estudiarla, es que el suelo, ofrece características como la estabilidad, soporte, condiciones (buena o mala). Existen varias clases de suelo. Esto debido a los factores que los rodean como es el clima, vegetación, uso esto varía de un sitio a otro. El suelo está compuesto por componentes sólidos que determinan y representan el esqueleto mineral del suelo. En estos, se encuentra los siguientes elementos: elementos:
Silicatos: que pueden ser residuales o no, están las micas, feldespatos y esencialmente el cuarzo. Óxidos e hidróxidos: como hematites, limonita y bohemita entre tantos, liberados por la arcilla. Clastos: Como materiales residuales de la alteración mecánica y química como procedimiento incompleto de la roca originaria.
El objetivo principal de la mecánica de suelos es estudiar el comportamiento del suelo expuesto a diferentes condiciones y las propiedades de estos. Se establecen relaciones fundamentales que facilitan los cálculos de factores que intervienen en el comportamiento del suelo. De las cuales es la base de la práctica una de las más importantes El Peso Unitario de las partículas Solidas.
PESO UNITARIO DELAS PARTÍCULAS SÓLIDAS Se define como el cociente entre el Peso de los sólidos y el volumen absoluto ocupado por las partículas sólidas que conforman un suelo, sin tomar en cuenta la presencia de agua en el suelo
Existe un rango normal de valores que va entre (2,60 a 2,90 [g/cm³]). En suelos con abundante hierro, puede llegar a tener valores de hasta 3.00 [g/cm³] y para turbas se han determinado valores de 1.5 [g/cm 3]
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Para hallar dicho valor en el laboratorio se utilizará la siguiente ecuación:
Con esta ecuación, podremos encontrar la medida aproximada de la concentración de masa en un volumen determinado al igual que el valor de la densidad. Basándonos en el principio de Arquímedes: “
Un cuerpo total o parcialmente sum ergido en un f l u i d o en reposo ,
recibe un empuje de abajo hacia arrib a igual al p e s o del v o l u m e n d e l ”
fluido q ue desaloja.
CALIBRADO DEL PICNÓMETRO. La calibración del picnómetro lleva un proceso complejo debido a la variación de su peso a diferentes temperaturas. Este proceso debe ser llevado a cabo aplicando varias temperaturas. Describiéndose a continuación:
Se procede al Picnómetro, en una balanza. Se lo llena con agua destilada preferentemente hasta alcanzar la marca de aforo Medir con el termómetro la temperatura a la que se encuentra al ambiente. Se debe ir registrando datos según se desarrolle el calibrado. Pesar el picnómetro con agua a temperatura ambiente. Llevarlo al baño María y aumentar su temperatura hasta un valor considerable con el fin de extraer los vacíos. Esperar de 10-15 minutos a que alcance la temperatura deseada. Sacar el picnómetro y secarlo. Retirar el exceso de agua hasta volver a la marca del picnómetro. Se vuelve a tomar el dato del peso del picnómetro con agua. Llevarlo nuevamente al baño María e incrementar su temperatura 5°C. Secarlo, retirar el excedente de agua hasta llegar a la marca de aforo. Volver a pesar el picnómetro con agua. Se repite los últimos pasos hasta conseguir el número necesario de datos.
BIBLIOGRAFÍA: FUENTES PRIMARIAS:
T. WILLIAM LAMBE, ROBERT V WHITMAN, Mecanica
de Suelos 2 Edicion, Editorial
Limusa S.A. De C.V, 1991 SANZ, Juan, Mecánica de Suelos, Editores Técnicos asociados, Barcelona 1975 UCE, Guía Académica de Prácticas de Laboratorio de Mecánica de Suelos 1, 2009-2010
FUENTES SECUNDARIAS:
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www.alihuen.org.ar/eco-chicos/que-es-el-suelo-2.html http://books.google.com.ec/books?id=96EEoaVynI4C&pg=PA4&lpg=PA4&dq=p eso+especifico+de+particulas+solidas&source=bl&ots=9yH1KhVOG7&sig=NFE xoy4P5E66d9jC5CzikZCzy_w&hl=es&sa=X&ei=A819U9CBG7NsQSDr4KoBQ&ved=0CHAQ6AEwCQ#v=onepage&q=peso%20especifico%2 0de%20particulas%20solidas&f=false http://www.buenastareas.com/ensayos/Determinacion-Del-Peso-Especifico-DeLas/2203856.html
2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVOS GENERALES Determinar el Peso unitario de las partículas sólidas de un suelo determinado
2.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar la muestra de suelo. Determinar el peso de las partículas sólidas Determinar el volumen absoluto que ocupan las partículas sólidas Realizar la Curva de Calibración del Picnómetro, Diagrama PESO PICNÓMETRO+AGUA [g]- TEMPERATURA [°C] Determinar el peso del PICNÓMETRO+AGUA a la temperatura que se encuentre la mezcla: Suelo + Agua
3. MATERIALES Y EQUIPO 3.1.
EQUIPO
Balanza de brazo ( A= ± 0.01 g)
Bomba de Vacío.
Mezclador Mecánico.
Picnómetro calibrador ( Capacidad=500 cm³ a 20°C)
Termómetro (A=± 0,1°C)
Porta picnómetro
Pipeta (Capacidad= 5ml)
Embudo de Plástico
Plato metálico.
Recipiente metálico
Vaso de vidrio
Horno de secado A= 105ºC ± 5ºC
Espátula y franela
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Pera de caucho
Lavacara de plástico
Esponja
Regla
3.2.
MATERIALES 1 Muestra de suelo (Proyecto: Estadio Olímpico de Riobamba)
4. PROCEDIMIENTO 4.1. Identificación del Suelo 1. Identificación y describir la muestra de suelo. 2. Registrar los datos cualitativos en el respectivo formulario
4.2.
Calibración del picnómetro.
1. La calibración ya se ha realizado previamente para cada picnómetro disponible en el laboratorio de suelos 2. Tomamos los datos tabulados del peso del picnómetro más agua para cada temperatura 3. Realizamos la curva de calibración
4.3.
Peso unitario de las partículas sólidas.
1. Pesar una muestra de suelo en el plato metálico de aproximadamente 60 gramos 2. Colocar la muestra del suelo en el recipiente de vidrio y agregar agua. 3. Llevar el recipiente de vidrio al mezclador mecánico y mezclar durante diez minutos para conseguir una pasta bastante uniforme. 4. Una vez terminada la mezcla o batido transferir inmediatamente todo el contenido del recipiente de vidrio hacia el picnómetro mediante el embudo, procurando verter lentamente la mezcla para no tapar el embudo, se puede utilizar agua con la pera de caucho para enviar todos los residuos de suelo hacia el picnómetro 5. Se procede a extraer el aire no disuelto, el procedimiento que se utilizo es la aplicación de succión en la Bomba de Vacío, esto se realiza en un tiempo aproximado de uno a dos minutos. El picnómetro debe ser agitado con cuidado y lentamente retirando frecuentemente el tubo de la bomba para no provocar burbujeo de la mezcla 6. Se agrega agua 1 (cm) debajo de la marca de aforo. Debe ser vertida por las paredes del cuello para evitar formar burbujas. Se vuelve a aplicar extracción de vacíos. 7. Se seca exteriormente el picnómetro y se coloca agua hasta la marca de aforo, posteriormente se limpia los residuos en el líquido, en la parta superficial y en las paredes del picnómetro ayudándose de papel secante
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(franela) y papel periódico, se verifica si el líquido coincide con la marca de aforo. 8. Con la ayuda de la balanza, se procede a determinar el peso del picnómetro más el sólido y el agua, se corrige el peso y se denominada (WB), se registra dicho dato en el formulario. 9. Se introduce el termómetro hasta la mitad del picnómetro, se toman varias medidas comprobar que todo el conjunto tiene el mismo valor y lo registramos. 10. Se vierte el contenido del picnómetro en el plato metálico previamente pesado, los residuos pueden ser transferidos mediante agua, cabe recalcar que se puede agregar más agua siempre y cuando no se exagere, la facilidad que presenta es que ésta va a evaporarse al momento del secado en el horno. 11. Se coloca dicho conjunto en el horno durante 24 horas. 12. Se obtiene el peso de las partículas sólidas (Ws) 13. Con la curva de calibración del picnómetro, se obtiene el peso del picnómetro más agua hasta el aforo (WA) a una temperatura determinada.
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5. CÁLCULOS TÍPICOS Peso del Recipiente ( Wr) = 68.80 [g] Peso recipiente más suelo seco (Wr+s)= 121.12 [g] Peso del picnómetro + Agua (WA)= 342.41 [g] Peso del picnómetro + sólidos + agua (Sin corrección) (WB S-C) = 162.26 [g] Peso del picnómetro + sólidos + agua (Corregido) (WB) Peso del plato de la balanza = 253.42 [g] Peso del portapicnómetro = 46.98 [g] Peso específico del agua ( ) = 1
5.1.
Corrección de la balanza
[] [] [] 5.2.
Peso del picnómetro + sólidos + agua (Corregido) (WB)
Peso partículas sólidas
5.3.
[] [] Peso del volumen desplazado
5.4.
[] []
5.5.
Volumen de los sólidos
[] []
5.6.
Peso unitario partículas sólidas
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6. CONCLUSIONES Se obtuvo un valor para el peso unitario de los sólidos igual a 2.01, lo que nos indica que es una arcilla con muy poca plasticidad, de origen volcánico según los valores típicos para esta relación. Los valores de los pesos unitarios de las partículas sólidas, sirven para determinar la cantidad de masa que va a ser necesario para llenar un determinado volumen . El procedimiento utilizado tiene mucha exactitud debido a que se eliminan casi por completo los vacíos de la mezcla, se considera la temperatura del picnómetro, y se evitan desperdicios de la muestra de suelo. El peso unitario de los sólidos comparado con el peso unitario húmedo es considerablemente mayor, debido a que no existen vacíos entre las partículas de suelo En la práctica de la Ingeniería Civil, el valor del peso unitario de las partículas sólidas es de mucha importancia, ya que se usa en diseño de mezclas y para calcular asentamientos.
7. RECOMENDACIONES Procurar no regar ni desperdiciar la muestra de suelo tomada inicialmente, porque podríamos quedarnos con una muestra poco sigificativa Tener cuidado al colocar el recipiente de vidrio en la maquina mezcladora para que las aspas no toquen el fondo del recipiente y este se rompa Manejar cuidadosamente todos los equipos de vidrio para evitar accidentes Encerar las balanzas antes de utilizarlas ya que esto podría alterar notablemente los resultados
BIBLIOGRAFÍA: FUENTES PRIMARIAS:
T. WILLIAM LAMBE, ROBERT V WHITMAN, Mecanica
de Suelos 2 Edicion, Editorial
Limusa S.A. De C.V, 1991 SANZ, Juan, Mecánica de Suelos, Editores Técnicos asociados, Barcelona 1975 UCE, Guía Académica de Prácticas de Laboratorio de Mecánica de Suelos 1, 2009-2010
FUENTES SECUNDARIAS: www.alihuen.org.ar/eco-chicos/que-es-el-suelo-2.html http://books.google.com.ec/books?id=96EEoaVynI4C&pg=PA4&lpg=PA4&dq=p eso+especifico+de+particulas+solidas&source=bl&ots=9yH1KhVOG7&sig=NFE xoy4P5E66d9jC5CzikZCzy_w&hl=es&sa=X&ei=A819U9CBG7NsQSDr4KoBQ&ved=0CHAQ6AEwCQ#v=onepage&q=peso%20especifico%2 0de%20particulas%20solidas&f=false
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http://www.buenastareas.com/ensayos/Determinacion-Del-Peso-Especifico-DeLas/2203856.html
