Determinacion de La Densidad de Particulas Solidas

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UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE. FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCION E INGENIERIA CIVIL. DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION CIVIL. Gravedad específica Integrantes: Ivania Carrazana Nedielka Eterovic Gabriela Salvo Katherine Soto Diana Velásquez Grupo: Nº 2 Profesora: Lili Lastra Ayudante: Fernando Morgado

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UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE.FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCION E INGENIERIA CIVIL.

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION CIVIL.

Gravedad específica

Antofagasta, 29 de abril 2010

Integrantes: Ivania CarrazanaNedielka EterovicGabriela SalvoKatherine SotoDiana Velásquez

Grupo: Nº 2 Profesora: Lili Lastra Ayudante: Fernando Morgado

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Mecánica de Suelos.

Gravedad Específica

ÍNDICE

ContenidoCAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN..............................................................................................................3

1.1. Introducción:......................................................................................................................3

1.2. Objetivos:...............................................................................................................................3

CAPÍTULO II: GLOSARIO DE TERMINOS..............................................................................................4

2.1. Terminología:.....................................................................................................................4

CAPÍTULO III: MARCO TEORICO..........................................................................................................5

3.2. APARATOS Y MATERIALES PARA LA REALIZACIÓN DEL ENSAYO.........................................5

3.2.1. Aparatos:....................................................................................................................5

3.2.2. Materiales:.................................................................................................................6

3.3. TAMAÑO DE MUESTRA:.....................................................................................................6

3.4. ETAPAS PREVIAS AL ENSAYO:.............................................................................................6

3.4.1. Calibración del picnómetro:.......................................................................................6

3.4.2. Acondicionamiento de la muestra..............................................................................8

3.5. PROCEDEMIENTO DEL ENSAYO:.........................................................................................9

CAPÍTULO IV: DETERMINACIÓN DE LAS DENSIDADES REAL Y NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LAS GRAVAS.....................................................................................................................................11

CAPÍTULO IV: REALIZACIÓN ENSAYO................................................................................................11

CAPÍTULO V: OTRAS APLICACIONES DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA.................................................11

CAPÍTULO VI: CONCLUSIÓN..............................................................................................................12

6.1. CONCLUSIÓN:...................................................................................................................12

BIBLOGRAFIA:...................................................................................................................................13

ANEXOS:...........................................................................................................................................14

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CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN.

1.1. Introducción:

En este primer laboratorio de suelos, realizamos tres prácticas, las cuales nos sirven para determinar ciertas características específicas del material en cuestión, el suelo. Una de estas características es el peso unitario, el cual nos sirve para hallar la relación entre peso y volumen, para posteriormente saber cuánto puede pesar determinado volumen, o para saber que volumen puede hacer determinado peso del suelo. Este resultado de peso unitario, también nos puede dar una idea del número de vacíos que se hallan en el suelo, si comparamos el valor que nos da en el laboratorio, comparándolo con el valor de peso unitario de un suelo conocido, teniendo en cuenta las características del suelo.

La segunda práctica que realizamos fue hallar el porcentaje de humedad que hay en el suelo. Esto fue posible pesando la muestra de suelo, tal como llega de la zona donde se saco (húmedo), pesándolo y luego secarlo y tomar el peso suelto. Podemos definir que el porcentaje de humedad es el peso del agua, sobre el peso de los sólidos, es decir, peso húmedo menos peso seco, sobre peso seco.La tercera practica realizada fue la de Gravedad especifica, la cual nos permite halla la cantidad de vacíos que hay en un determinado suelo, y es tal vez el más importante de las tres practicas realizadas en el laboratorio, ya que nos permite clasificar un suelo.

1.2. Objetivos:

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CAPÍTULO II: GLOSARIO DE TERMINOS.

2.1. Terminología:

Adimensional:

Éter:

Dispersor:

Specific Gravity:

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CAPÍTULO III: MARCO TEORICO.

3.1. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN:

Los ensayos para determinar la gravedad específica de los suelos, se realizan de acuerdo a las nomas NCh1532 y NCh1117, en las cuales se especifican los ensayos tanto para los áridos finos como para los gruesos.

La norma NCh1532 establece el procedimiento para determinar la densidad de las partículas solidas del suelo. Esta norma se aplica solo a partículas menores de 5mm, determinando la densidad a través de un instrumento denominado picnómetro.

Cuando el suelo está compuesto por partículas mayores que 5 mm se debe aplicar el método de determinación de densidad real de las gravas, lo cual esta regularizado por la NCh1117.

Se realiza el ensayo mixto para los áridos cuando estos están en más de un 5% de presencia, en tanto, para cuando la presencia de uno de los áridos en menor a un 5%, se realiza el ensayo con la muestra del árido con más influencia.

3.2. APARATOS Y MATERIALES PARA LA REALIZACIÓN DEL ENSAYO.

3.2.1. Aparatos:

3.2.1.1. PicnómetroPara partículas mayores de 5 mm puede ser utilizado un frasco volumétrico con

una capacidad ≥ a 100 ml. Para partículas menos a 5 mm puede usarse una botella con tapón de capacidad ≥ a 50 ml, el tapón debe ser del mismo material que la botella, de forma y tamaño tales que pueda ser insertado fácilmente a una profundidad marcada en el cuello de esta y debe tener una perforación central que permita la eliminación de aire y agua sobrante. El uso del frasco o la botella es optativo, pero en general, debe usarse el frasco para suelos cuyo tamaño máximo de partículas requiera muestras mayores.

3.2.1.2. Balanza:Durante el ensayo esta debe ser utilizada para pesar el picnómetro y la muestra de

suelo, de forma independiente y en conjunto. La precisión de la balanza si se emplea el frasco debe ser de 0,01 gr 0,001 gr si se emplea la botella.

3.2.1.3. Reductor de presión:Aspirador o bomba de vacío y sus accesorios.

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3.2.1.4. Herramientas y accesorios:Recipientes para la muestra, brochas, poruña, embudo, termómetro, estufa,

secador, etc.

3.2.2. Materiales:Los materiales utilizados en este ensayo son los siguientes:

Partículas solidas de suelo en tamaños mayores o menores a 5 mm. Estas serán de donde se tomara la muestra a evaluar.

Agua destilada o desmineralizada y desaireada. De ser utilizada agua común y corriente, el resultado del ensayo puede ser alterado, ya que el agua debe contener la menor cantidad de minerales y compuestos químicos posibles.

Kerosene este material es un mejor agente humedecedor que el agua para la mayoría de los suelos y puede usarse en lugar del agua destilada en muestras secadas al horno.

Solución disolvente de grasas. Esta será utilizada para limpiar el picnómetro.

3.3. TAMAÑO DE MUESTRA:

Las muestras de suelo se deben obtener de acuerdo con lo indicado por la especificación técnica correspondiente en el caso de controles de obra, o lo indicado por el profesional responsable en el caso de una prospección (exploración del sub suelo).

La muestra debe tener un tamaño mínimo, referido a su masa seca, cuando se usa el frasco debe ser de 25 gr y de 10 gr cuando se usa la botella con tapón.

3.4. ETAPAS PREVIAS AL ENSAYO:

3.4.1. Calibración del picnómetro:Lo primero que se debe realizar es limpiar, secar y pesar, registrando la masa del

picnómetro vacío (Mf). La limpieza del picnómetro se puede efectuar con amoníaco o algún disolvente de grasa, en seguida se enjuaga con agua destilada y se deja escurrir colocándolo boca abajo, posteriormente se lava con alcohol dejándolo escurrir y finalmente se lava con éter, eliminando así los vapores al dejar el picnómetro boca abajo durante 15 min.

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Luego se debe llenar el picnómetro con agua destilada a temperatura ambiente hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca de calibración. Secar el interior del cuello del picnómetro y también el exterior. Pesar y registrar la masa del picnómetro más el agua (Ma). Insertar un termómetro en el agua hasta el centro del picnómetro. Determinar y registrar la temperatura de calibración (ti) aproximando a 1 ºC.

NOTA:

De la masa del picnómetro más el agua a la temperatura de calibración (Mati) se debe preparar una tabla de valores con los valores de Ma para una serie de temperaturas que probablemente prevalezcan durante el ensayo. Para calcular los valores de Ma a distintas temperaturas de acuerdo con la fórmula siguiente:

Donde:

Matx = Masa del picnómetro más el agua a una temperatura x dada, [gr]

wtx = Densidad del agua a una temperatura x dada, [gr/cm3] [kg/ l]

wti = Densidad del agua a la temperatura de calibración, [gr/cm3] [kg/l]

Mati = Masa del picnómetro más el agua a la temperatura de calibración, [gr]

Mf = Masa del picnómetro vacío, [gr]

Llevar el picnómetro y su contenido a una temperatura determinada requiere un tiempo considerable, por lo que resulta mucho más conveniente trabajar con la tabla de valores Ma. Es importante que los valores del picnómetro más el agua, como Ma y Mf se basen en la misma temperatura del agua. La tabla de valores Ma es la siguiente:

Tabla N°1 Densidad del agua según su temperatura

Temperatura [°C] Densidad* [gr/cm3] [kg/ l]

K (Adimensional)

16 0,999 09 1,0009

Matx = wtx x (Mati - Mf) + Mf

wti

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1820232629

0,998 590,998 200,997 540,996 780,995 94

1,00041,00000,99930,99860,9977

* Estos mismos valores, tomados en su forma adimensional, corresponden a la densidad relativa del agua.

3.4.2. Acondicionamiento de la muestra

La muestra de ensayo puede estar con su humedad natural o seca en estufa:

Muestra de ensayo con su humedad natural:

Su masa seca (ms) se debe determinar y registrar al final del ensayo, evaporando el agua en estufa a 110 ºC + 5 ºC.

Las muestras de suelo arcilloso con su humedad natural deben dispersarse antes de ser colocadas en el frasco, empleando el equipo dispersor, especificado en el ensayo de granulometría según NCh1533. El volumen mínimo que puede prepararse con el equipo dispersor es tal que se necesita un frasco de 500 ml como picnómetro.

Muestra de ensayo seca en estufa:

Su masa seca (ms) se determina al comienzo del ensayo, esta se debe secar hasta masa constante en una estufa a 110 º C + 5 ºC, enfriar en un secador, pesar y registrar su masa seca (ms). A continuación la muestra debe sumergirse en agua destilada por a lo menos 12 h.

El secado de ciertos suelos a 110 ºC puede extraer humedad de composición o hidratación. En tales casos el secado debe efectuarse con presión de aire reducida y a temperatura más baja.

3.5. PROCEDEMIENTO DEL ENSAYO:

El primer paso para determinar la densidad de partículas solidas, es determinar su masa seca y colocar la muestra en el interior del picnómetro con la ayuda de un embudo,

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cuidando de evitar pérdidas del material. Luego se debe agregar agua destilada cuidadosamente, evitando la formación de burbujas, hasta alcanzar aproximadamente 3/4 de la capacidad del frasco, o la mitad de la capacidad de la botella.

Luego se procede a eliminar el aire atrapado, este procedimiento se realiza por uno de los siguientes métodos:

Someter el contenido a un vacío parcial (presión de aire ≤ que 13,3 kPa). Para evitar un burbujeo excesivo se va aplicando un vacío gradual que se aumenta lentamente hasta el máximo, el cual deberá mantenerse como mínimo durante 15 min, para conseguir un desaireado completo. El picnómetro debe agitarse suavemente para ayudar a la remoción del aire.

Calentar o hervir como mínimo a 10 min haciendo girar ocasionalmente el picnómetro para ayudar a la remoción del aire. Posteriormente someter el contenido a presión de aire reducida.

Baño maría de glicerina por lo general, 10 min de hervor son suficientes para expulsar el aire contenido en el material, ocasionalmente el picnómetro debe girarse para ayudar a la remoción del aire. En este caso, debe esperarse a que el picnómetro alcance nuevamente la temperatura ambiente para proseguir la prueba.

Lo siguiente es tapar el picnómetro con la muestra y cuando corresponda dejar enfriar a temperatura ambiente.

Agregar agua destilada hasta llenar el picnómetro. Limpiar y secar el exterior con un paño limpio y seco. Determinar y registrar la masa del picnómetro con la muestra y el agua (Mm). Determinar y registrar la temperatura de ensayo del contenido (tx) aproximando a 1 ºC.

NOTA: Es recomendable efectuar dos veces cada prueba a fin de obtener una comprobación.

Para expresar los resultados se debe calcular la densidad de partículas sólidas de acuerdo a la siguiente fórmula:

En donde:

s = ms x wtx

(ms + ma) - Mm

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s = Densidad de partículas sólidas, [gr/cm3],[kg/ l].

ms = Masa seca de la muestra de ensayo, [gr].

ma = Masa del picnómetro más el agua a la temperatura de ensayo, [gr].

Mm = Masa del picnómetro más la muestra y el agua a la temperatura de ensayo, [gr].

El informe de este ensayo debe incluir lo siguiente:

Resultado del ensayo. Cualquier información específica relativa al ensayo o al suelo en estudio. Referencias a la norma NCh1532

CAPÍTULO IV: DETERMINACIÓN DE LAS DENSIDADES REAL Y NETA Y LA ABSORCIÓN DE AGUA DE LAS GRAVAS.

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CAPÍTULO IV: REALIZACIÓN ENSAYO.

CAPÍTULO V: USOS PRACTICOS DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA.

5.1 Usos prácticos de la gravedad específica

Los niveles de gravedad específica se pueden utilizar en una amplia variedad de industrias. Es particularmente útil porque permite el acceso a la información molecular en una forma no invasiva, a continuación se muestran algunos ejemplos de dicho uso.

Pureza en las gemas:

Comparando el peso específico de una joya con el número de patrón (medida en una joya con alto grado de pureza), el grado de pureza de una joya puede ser observado. Esto permite la rápida determinación del valor de una gema.

Espesor de la cáscara de huevo:

El grosor de la cascara del huevo es un factor importante en la industria avícola, ya que se desintegran con la edad de la gallina o en condiciones adversas.

Si el espesor pasa por debajo de ciertos valores esperados, los huevos no son negociables. El peso específico de un huevo está determinada principalmente por su cascaron, los demás componentes son de estrecha gravedad específica.

Resistencia a la compresión de los suelos:

Este punto nos interesa bastante, debido a que como ingenieros necesitamos conocer la resistencia a la compresión del suelo para elegir, entre otras cosas, el método de construcción. Gravedad específica y compresibilidad están muy conectadas y se puede obtener una de la otra.

Industria del Petróleo:

El petróleo crudo y sus productos refinados normalmente se miden por el volumen en galones y barriles, o por el peso en toneladas.

La relación entre el volumen y el peso se puede medir por la gravedad específica o densidad. La gravedad específica se relaciona con los "grados API", una medida del poder inherente del aceite (regular, súper, etc.).

Gravedad específica de la orina

La gravedad específica de la orina mide la concentración de partículas urinarias. Los valores normales están entre 1.002 a 1.028. El aumento de la gravedad específica y la disminución de la está en la orina puede indicar:

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Insuficiencia renal Consumo excesivo de líquidos Deshidratación. Diarrea. Insuficiencia cardiaca

Gravedad específica de la cerveza

La gravedad específica es una medida de la densidad de un líquido. El agua destilada tiene una gravedad específica de 1.000 a 15°C y este valor es utilizado como punto de referencia.

La gravedad específica de la cerveza medida antes de la fermentación es conocida como Gravedad Original (GO), la cual a veces es denominada Gravedad Inicial (GI). Este valor da una idea de la cantidad de azúcar que está disuelta en el mosto (cerveza no fermentada), y sobre la cual pueden actuar las levaduras.

El rango de valores puede estar entre 1.020 y 1.160, lo que significa que el mosto puede ser entre 1.02 y 1.16 veces más denso que el agua. Del mismo modo, la medición ejecutada luego de la fermentación es conocida como Gravedad Final (GF) o Gravedad Terminal (GT), y la diferencia entre estos dos valores es un buen indicador de la cantidad de alcohol producido durante la fermentación.

La Gravedad Original siempre será mayor que la Gravedad Final por dos razones. En primer lugar, las levaduras habrán procesado la mayor cantidad del azúcar presente, por lo que la gravedad disminuirá; y en segundo lugar, el alcohol producido durante la fermentación es menos denso que el agua, disminuyendo aún más dicho valor.

.

CAPÍTULO VI: CONCLUSIÓN.

6.1. CONCLUSIÓN:

Con el porcentaje de humedad, nos podemos hacer una idea de que tan absorbente puede ser un suelo, y además de que tanto espacio vacío tiene.

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Gravedad Específica

La gravedad especifica de un material, nos permite decir qué clase de material puede ser, teniendo en cuenta su peso, ya que es una relación de pesos del material.

BIBLOGRAFIA:

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termoestatica/lb01_densidad.php

NCh 1532 of. 80

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NCh 1117 of. 77

ANEXOS:

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