Guías Laboratorio Área Suelos

8/17/2019 Guías Laboratorio Área Suelos

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GUÍAS DE LABORATORIO DEL ÁREA DE SUELOS

JOAN SEBASTIÁN SUÁREZ VALBUENA

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVILBOGOTÁ D.C.

2013


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GUÍAS DE LABORATORIO DEL ÁREA DE SUELOS

JOAN SEBASTIÁN SUÁREZ VALBUENA

Trabajo de grado para optar al título deIngeniero Civil

Director ÁLVARO ENRIQUE RODRÍGUEZ PÁEZ

Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVILBOGOTÁ D.C.

2013


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Nota de aceptación

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________Director de Investigación

Ing. Álvaro Enrique Rodríguez Páez

______________________________________Asesor Metodológico

Ing. Juan Carlos Ruge Cárdenas

______________________________________Jurado

Bogotá D.C., diciembre de 2013


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AGRADECIMIENTOS

El autor expresa sus agradecimientos a:

Su familia, porque gracias a su apoyo, pudo lograr esta meta tan anhelada.

La Universidad Católica de Colombia, Facultad de Ingeniería, por haberle

permitido ontener los conocimientos y formación necesaria para ser un excelente

profesional.

Álvaro Enrique Rodríguez Páez, Ingeniero Civil, quien con sus orientaciones logrósacar lo mejor de mí para presentar un aporte para los futuros ingenieros.

Los compañeros de estudio, porque de ellos aprendió a tranbajar en equipo y

compatir experiencias enriquecedoras para su vida.


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CONTENIDO

pág.

INTRODUCCION 8

1. ANTECEDENTES 9

2. OBJETIVOS 10

2.1. GENERAL 10

2.2. ESPECÍFICOS 10

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 11

4. MARCO DE REFERENCIA 12

5. GUIAS DE LABORATORIO 14

BIBLIOGRAFÍA 16

ANEXOS 18


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LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Guía de laboratorio 18


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INTRODUCCIÓN

En el desarrollo de la vida académica se hace manifiesta la necesidad por la que

el estudiante desarrolle sus habilidades en actividades teórico-prácticas, con elpropósito de brindarle conocimientos más profundos durante el desarrollo de cada

una de las áreas de estudio, por este motivo el estudiante deberá realizar una

serie de prácticas de laboratorio que cumplirán con el propósito ya mencionado.

Una serie de dichas actividades teórico-prácticas (laboratorios), se lleva a cabo en

el área de suelos. Dicha área se compone por las asignaturas “Mecánica de

suelos y laboratorio”, “Geotecnia” y “Pavimentos y Laboratorio”, de las cualesmecánica de suelos y pavimentos, contemplan en su programa de estudios el

desarrollo de laboratorios y de esta manera profundizar en cada conocimiento

visto en clase.

Debido a lo anterior se lleva a cabo la realización de las guías de laboratorio,

explicando de una manera clara y sencilla, el desarrollo y finalidad de cada una de

las prácticas de laboratorio que involucran las diferentes asignaturas del área de

suelos, mencionadas anteriormente y que requieren del desarrollo de laboratorios.


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1. ANTECEDENTES

En la línea de Desarrollo Curricular, haciendo referencia al trabajo Guías de

Laboratorio de Ingeniería Civil, no se han desarrollado propuestas integrales queabarque todos los laboratorios de este programa, sin embargo hubo un trabajo,

realizado por el Ingeniero Federico Rizzo Parra, en el área de aguas para los

laboratorios de Mecánica de Fluidos.

A pesar de esta iniciativa no ha existido ningún otro tipo de propuesta para suplir

esta necesidad en los laboratorios de Ingeniería Civil, en especial en el área de

suelos, la cual cuenta con el mayor número de prácticas de laboratorio adesarrollar distribuidas de la siguiente manera, nueve (9) prácticas para la

asignatura “mecánica de suelos y laboratorio” y diecinueve (19) prácticas para la

asignatura “pavimentos y laboratorio”. Hasta el día de hoy los estudiantes, que

cursan estas asignaturas, en algunas ocasiones desarrollan los laboratorios y sus

informes sin tener muy claro los conceptos a aplicar.


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2. OBJETIVOS

2.1 GENERAL

Realizar todas las guías de laboratorio para el desarrollo curricular del área de

suelos.

2.2 ESPECÍFICOS

• Recopilar información necesaria (listado de laboratorios, normatividad) para la

elaboración de las guías de laboratorio.

• Diseñar un formato óptimo, práctico y funcional, en el cual se explique de

manera clara en que consiste cada uno de los laboratorios a ejecutar.

• Elaborar dentro de dicho formato, la dirección para el estudiante acerca de lo

que debe tener en cuenta para el momento en que después de la práctica de

laboratorio, sepa que debe desarrollar para su informe.


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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Existe la necesidad del desarrollo de laboratorios a lo largo de la formación

académica para un Ingeniero Civil? Para una excelente formación de un ingenierocivil, si es necesario que se cuente con el desarrollo laboratorios, los cuales le

permitirán no solo comprender de manera teórica los conceptos vistos en cada

una de las áreas de la ingeniería, sino que de una manera un más practica

comprender como funciona dicho concepto, permitiéndole así tener un aprendizaje

más completo y en su vida profesional sabrá con más certeza como, cuando,

porque y para que desarrollar cada uno de los estudios técnicos antes de empezar

un proyecto.

Es por esto que dentro del programa de Ingeniería Civil de la Universidad Católica

de Colombia, se plantea como requisitos académicos, el desarrollo de prácticas de

laboratorios complementarias en las asignaturas que comprenden el área de

suelos. Dichas prácticas son explicadas por parte del laboratorista en el momento

que se va a realizar la práctica, pero el estudiante no cuenta con una guía que le

explique claramente el proceso a realizar en el laboratorio. Por esta razón se debe

elaborar para cada una de las practicas una guía que le explique de manera clara

al estudiante de que trata y cuáles son los requerimientos para la ejecución de los

laboratorios.


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4. MARCO DE REFERENCIA

A lo largo de las asignaturas que hacen parte del área de suelos se llevaran a

cabo los siguientes laboratorios:

• Mecánica de suelos y laboratorio:

o Identificación de suelos y materiales

o Granulometría por tamizado

o Hidrómetro

o

Peso específico y humedado Límites de consistencia (Liquido, Plástico y Consistencia)

o Permeabilidad

o Consolidación

o Corte directo

o Compresión encofinada.

• Pavimentos y laboratorio:

o Relación de densidad vs. humedad

o Densidad en el terreno

o CBR en laboratorio

o Caracterización de productos asfalticos-Peso específico cementos asfalticos

o Caracterización de productos asfalticos-Punto de llama e ignición

o Caracterización de productos asfalticos-Punto de ablandamiento (anillo y bola)

o Caracterización de productos asfalticos-Viscosidad Saybolt Furollo Caracterización de productos asfalticos-Ductilidad

o Caracterización de productos asfalticos-Penetración

o Caracterización agregados pétreos-Equivalente de arena

o Caracterización agregados pétreos-Determinación azul de metileno


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o Caracterización agregados pétreos-Micro Deval

o Caracterización agregados pétreos-Solidez o ataque a los sulfatos

o Caracterización agregados pétreos-Caras fracturadas

o Caracterización agregados pétreos-Aplanamiento y alargamientoo Diseño Marshall-Mezclas asfálticas

o Caracterización mezclas asfálticas-Densidad Bulk

o Caracterización mezclas asfálticas-Estabilidad y flujo.


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5. GUÍAS DE LABORATORIO

Este capítulo contempla una introducción al desarrollo de las guías de laboratorio,

las cuales se realizaron tomando como punto de partida las especificaciones deconstrucción que contemplan el total de la normativa INVIAS del año 2007, en

dicho conjunto de normas INVIAS se estipula lo necesario para la ejecución de

laboratorios.

Teniendo en cuenta lo anterior se elaboró un formato practico con los aspectos

necesarios que el estudiante requiere para comprender y de esa manera llevar a

cabo las prácticas de laboratorio para el área de suelos. Los aspectos quecontiene el formato elaborado para las guías de laboratorio son:

• Número y nombre de la práctica: este aspecto le dará al estudiante una

secuencia a seguir durante la ejecución de los laboratorios.

• Objetivos: este aspecto le permitirá al estudiante tener una visión de la

finalidad de la práctica.

• Aspecto teórico: por medio de este aspecto el estudiante podrá complementar

el conjunto de conceptos que se requiere para el desarrollo del laboratorio que son

explicados por el docente previamente.

• Listado de equipos: se le presenta al estudiante un cuadro donde se pueda no

solo encontrar el nombre del equipo, sino que además puede identificarlo de

manera visual.

• Aplicación a la ingeniería: en este punto se le enseñara al estudiante la

importancia que existe para la vida práctica y así lograr un mayor interés por parte

del estudiante en el desarrollo de la práctica.


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• Procedimiento: en estudiante podrá encontrar un procedimiento práctico y

completo para el desarrollo de la práctica, sin obviar ningún paso estipulado por la

normatividad.

• Bibliografía: el estudiante podría, si es el caso, encontrar cualquier aspecto que

considere importante profundizar para un óptimo desarrollo de la práctica.

Para observar los formatos de las guías de laboratorio se puede consultar a

continuación el siguiente anexo titulado: “Guías de Laboratorio”


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BIBLIOGRAFÍA

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Análisis granulométrico de suelos por tamizado:

I.N.V. E - 123 - 07. [En línea]. Disponible en Internet:. [Citado: 25, nov., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Compresión inconfinada en muestras de

suelos: I.N.V. E - 152 - 07. [En línea]. Disponible en Internet:

. [Citado: 18, oct., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Determinación de suelos expansivos: I.N.V. E–

132–07. [En línea]. Disponible en Internet:

. [Citado: 22, nov., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Determinación del índice de colapso de un

suelo parcialmente saturado: I.N.V. E – 157 – 07. [En línea]. Disponible en

Internet:

. [Citado: 20, oct., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Determinación del límite líquido de los suelos:

I.N.V. E–125–07. [En línea]. Disponible en Internet:

. [Citado: 16, nov., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Determinación en laboratorio del contenido de

agua (humedad) del suelo, roca y mezclas de suelo-agregado: I.N.V. E–122–07.


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[En línea]. Disponible en Internet:

. [Citado: 22, oct., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Equivalente de arena de suelos y agregados

finos: I.N.V. E - 133 - 07. [En línea]. Disponible en Internet:

. [Citado: 23, oct., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Límite plástico e índice de plasticidad de

suelos: I.N.V. E - 126 - 07. [En línea]. Disponible en Internet:. [Citado: 22, sep., 2013].

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Relación de soporte del suelo en el laboratorio

(CBR de laboratorio): I.N.V. E - 148 - 07. [En línea]. Disponible en Internet:

.

[Citado: 12, nov., 2012].

JUÁREZ BADILLO, E. y RICO, A. Mecánica de suelos. 3 ed. México: U.N.A.M.,

1969. 2v.

RICO DEL CASTILLO, Alfonso. La ingeniería de suelos en la vías terrestres.

México: Limusa, 1974. 2v.


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GUÍAS DE LABORATORIO PARA EL ÁREA DE SUELOS

Universidad Católica de Colombia

Bogotá, D. C.

2013


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PROTOCOLO

Hoy en día, más que cualquier otro momento en la historia, debido a la evolución de cada una de las

necesidades de la humanidad la ingeniera civil se ha visto desafiada por satisfacer cada una de ellas,

llevando a cabo construcciones a pequeña, mediana y gran escala; desafíos que ponen a prueba el ingenio

del hombre para enfrentarse a retos que vienen de la mano con esas necesidades, retos como por ejemplo

logísticos, intelectuales, culturales y el más importante de todos un reto frente a la naturaleza.

En el transcurrir de la historia la ingeniería civil ha sido catalogada como “el depredador de la naturaleza” ya

que cada obra civil construida en el paso del tiempo ha tenido que ver con el ataque y destrucción de la

naturaleza; acción que trae como consecuencia una reacción de la misma para recuperar lo que es suyo y el

ser humano ha tenido que aprender esto de una manera difícil. Hoy en día el reto ya no está en destruir y/o

atacar a la naturaleza, sino en poder interactuar con ella al momento de ejecutar cualquier tipo de obra civil.

Teniendo en cuenta lo anterior el ingeniero civil, toma decisión de evaluar cada uno de los aspectosnaturales antes de llevar a cabo una obra civil. Uno de ellos es el suelo ya que es el factor que determina

cómo debe iniciarse la construcción de dicha obra civil. Es por esto que se han desarrollado y

complementado técnicas para evaluar los comportamientos que puede tener el suelo a la hora de

intervenirlos.

Al ser este uno de los factores más importantes que determinan el punto de partida de cualquier obra civil,

es importante que durante la formación académica a cada ingeniero civil se le enseñe cada una de las

condiciones y formas de reaccionar más importantes que posee el suelo frente a distintas situaciones a las

que puede estar expuesto.

Pensando en esto y con el ánimo de que el estudiante y futuro ingeniero, conozca más a fondo cada una de

dichas condiciones se deben desarrollar, dentro del desarrollo de su carrera, prácticas de laboratorio donde

el estudiante aprenderá a interpretar datos que se convierten en el lenguaje que se ha creado para poder

interactuar y entender lo que el suelo puede “expresar” si se quiere intervenir para la construcción de una

obra civil.

En el desarrollo de esta cartilla se plantean algunos de los aspectos más importantes, de los que se hablaban

anteriormente, aspectos que se desarrollaran mediante ensayos y/o prácticas de laboratorio. Con la ayuda

de estas prácticas el futuro ingeniero de la Universidad Católica de Colombia, podrá tener una formación

más completa para el ejercicio de su profesión.


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CONTENIDO Protocolo ............................................................................................................................................................ 2

MECANICA DE SUELOS Y LABORATORIO .......................................................................................................... 10

Práctica N° 1 ..................................................................................................................................................... 11

Descripción e Identificación de Suelos. ........................................................................................................ 11

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 11

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 11

3. Equipos............................................................................................................................................ 12

4. Aplicación a la ingeniería ................................................................................................................ 12

5. Procedimiento................................................................................................................................. 13

Práctica N° 2 ..................................................................................................................................................... 19

Granulometría por Tamizado ....................................................................................................................... 19

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 19

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 19

3. Equipos............................................................................................................................................ 21


5. Procedimiento................................................................................................................................. 22

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 23

Práctica N° 3 ..................................................................................................................................................... 26

Análisis Granulométrico por Hidrómetro ..................................................................................................... 26

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 26

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 26

3. Equipos............................................................................................................................................ 27

Aparato Mezclador ................................................................................................................................... 29


5. Procedimiento................................................................................................................................. 30

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 31 Práctica N° 4 ..................................................................................................................................................... 34

Peso Específico y Humedad .......................................................................................................................... 34

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 34

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 34

3. Equipos............................................................................................................................................ 34


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________________________________________________________________________________________4. Aplicación a la ingeniería ................................................................................................................ 36

5. Procedimiento................................................................................................................................. 36

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 38

Práctica N° 5 ..................................................................................................................................................... 42

Límites de Consistencia (limite plástico y limite líquido) .............................................................................. 42

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 42

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 42

3. Equipos............................................................................................................................................ 42


5. Procedimiento................................................................................................................................. 44

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 46

Práctica N° 6 ..................................................................................................................................................... 50

Permeabilidad .............................................................................................................................................. 50

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 50

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 50

3. Equipos............................................................................................................................................ 50


5. Procedimiento................................................................................................................................. 52

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 52

Práctica N° 7 ..................................................................................................................................................... 55

Consolidación unidimensional de los suelos. ............................................................................................... 55

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 55

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 55

3. Equipos............................................................................................................................................ 55


5. Procedimiento................................................................................................................................. 57

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 58

Práctica N° 8 ..................................................................................................................................................... 64

Corte directo. ................................................................................................................................................ 64

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 64

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 64

3. Equipos............................................................................................................................................ 64


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5. Procedimiento................................................................................................................................. 66

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 67

Práctica N° 8 ..................................................................................................................................................... 70

Corte directo. ................................................................................................................................................ 70

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 70

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 70

3. Equipos............................................................................................................................................ 70


5. Procedimiento................................................................................................................................. 72

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 73

Práctica N° 9 ..................................................................................................................................................... 76

Compresión inconfinada............................................................................................................................... 76

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 76

2. Equipos............................................................................................................................................ 76


4. Procedimiento................................................................................................................................. 77

5. Bibliografía ...................................................................................................................................... 78

PAVIMENTOS Y LABORATORIO ......................................................................................................................... 81

Práctica N° 1 ..................................................................................................................................................... 82

Ensayo Modificado de Compactación .......................................................................................................... 82

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 82

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 82

3. Equipos............................................................................................................................................ 82


5. Procedimiento................................................................................................................................. 84

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 86

Práctica N° 2 ..................................................................................................................................................... 89

Densidad en terreno (método cono de arena) ............................................................................................. 89

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 89

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 89

3. Equipos............................................................................................................................................ 89


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5. Procedimiento................................................................................................................................. 91

6. Bibliografía ...................................................................................................................................... 93

Práctica N° 3 ..................................................................................................................................................... 96

CBR en laboratorio ....................................................................................................................................... 96

1. Objetivos ......................................................................................................................................... 96

2. Aspecto Teórico .............................................................................................................................. 96

3. Equipos............................................................................................................................................ 96


5. Procedimiento................................................................................................................................. 98

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 100

Práctica N° 4 ................................................................................................................................................... 105

Punto de llama e ignición ........................................................................................................................... 105

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 105

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 105

3. Equipos.......................................................................................................................................... 105

4. Aplicación a la ingeniería .............................................................................................................. 106

5. Procedimiento............................................................................................................................... 106

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 108

Práctica N° 5 ................................................................................................................................................... 111

Punto de ablandamiento (anillo y bola) ..................................................................................................... 111

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 111

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 111

3. Equipos.......................................................................................................................................... 111


5. Procedimiento............................................................................................................................... 112

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 112

Práctica N° 6 ................................................................................................................................................... 114

Viscosidad de asfaltos (Saybolt Furol) ........................................................................................................ 114

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 114

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 114

3. Equipos.......................................................................................................................................... 114


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________________________________________________________________________________________4. Aplicación a la ingeniería .............................................................................................................. 115

5. Procedimiento............................................................................................................................... 115

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 117

Práctica N° 7 ................................................................................................................................................... 120

Ductilidad ................................................................................................................................................... 120

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 120

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 120

3. Equipos.......................................................................................................................................... 120


5. Procedimiento............................................................................................................................... 121

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 122

Práctica N° 8 ................................................................................................................................................... 125

Penetración ................................................................................................................................................ 125

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 125

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 125

3. Equipos.......................................................................................................................................... 125


5. Procedimiento............................................................................................................................... 126

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 127

Práctica N° 9 ................................................................................................................................................... 130

Equivalente de arena de suelos y agregados finos ..................................................................................... 130

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 130

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 130

3. Equipos.......................................................................................................................................... 130


5. Procedimiento............................................................................................................................... 132

6. Bibliografía .................................................................................................................................... 133

Práctica N° 10 ................................................................................................................................................. 136

Determinación de azul de metileno ........................................................................................................... 136

1. Objetivos ....................................................................................................................................... 136

2. Aspecto Teórico ............................................................................................................................ 136

3. Equipos.......................................................................................................................................... 136


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________________________________________________________________________________________3. Aplicación a la ingeniería .............................................................................................................. 157

4. Procedimiento y cálculos .............................................................................................................. 158

5. Bibliografía .................................................................................................................................... 162


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MECANICA DE SUELOS Y LABORATORIO


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PRÁCTICA N° 1

DESCRIPCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUELOS.

1. OBJETIVOS

Lograr que el estudiante por medio de esta práctica logre identificar un tipo de suelomediante ensayos visuales y ensayos manuales.

2.

ASPECTO TEÓRICO

2.1 Para fracciones retenidas en el tamiz de 75 mm (3”), se sugieren las siguientes definiciones:

Fragmentos: Partículas de roca que no pasan una malla con abertura cuadrada 300 mm(12”).

Guijarros: Partículas de roca que si pasan una malla con abertura cuadrada 300 mm (12”) yquedan retenidas en un tamiz de 75 mm (3”).

2.2 Grava: Partículas de roca que pasan un tamiz de 75 mm (3”) y quedan retenidas sobre un tamizde 4,75 mm (No 4) con las siguientes subdivisiones:

2.2.1 Gruesa: Pasa de tamiz de 75 mm (3”) y queda retenido sobre tamiz de 19 mm (3/4”). 2.2.2 Fina: Pasa de tamiz de 19 mm (3/4”) y queda retenido sobre tamiz de 4,75 mm (No 4).

2.3 Arena: Particulas de roca que pasan un tamiz de 4,75 mm (No 4) y quedan retenidas sobretamiz de 75µm (No 200) con las subdivisiones siguientes:

2.3.1 Gruesa: Pasa tamiz de 4.75 mm (No.4) y queda retenida sobre tamiz de 2mm (No.10).2.3.2 Media: Pasa tamiz de 2 mm (No 10) y queda retenida sobre tamiz de 425 µm (No 40).2.3.3 Fina: Pasa tamiz de 425 µm (No 40) y queda retenida sobre tamiz de 75µm (No 200).

2.4 Arcilla: Suelo que pasa tamiz de 75 μm (No.200); el cual puede mostrar la plasticidad(consistencia como de masilla) dentro de un cierto intervalo de humedad, pero que muestraconsiderable resistencia cuando se seca al aire.

Para su clasificación, una arcilla es un suelo de grano fino, o la porción fina de un suelo con uníndice de plasticidad igual o mayor que 4, para el cual la coordenada que representa el índice

plástico contra el límite líquido en la carta de plasticidad cae por encima de la línea "A".

2.5 Limo: Suelo que pasa tamiz de 75 μm (No.200), ligeramente plástico o no plástico y que exhibepoca o ninguna resistencia cuando se seca al aire. Para clasificación, un limo es un suelo degrano fino, o la porción fina de un suelo con índice plástico menor que 4, para el cual lacoordenada que representa el índice plástico contra el límite líquido cae por debajo de la línea"A", en la carta de plasticidad.


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2.6 Arcilla orgánica: Una arcilla con suficiente contenido orgánico como para influir en laspropiedades del suelo. Por clasificación, una arcilla orgánica es un suelo que sería clasificadocomo arcilla, excepto que el valor de su límite líquido después de secada en el horno es menorque el 75 % de dicho valor antes de secarlo.

2.7

Limo orgánico: Un limo con suficiente contenido orgánico como para influir en las propiedadesdel suelo. Por clasificación, un limo orgánico es un suelo que sería clasificado como limo,excepto que su valor de límite líquido después de secarse en el horno es menor que el 75 % dedicho valor antes de secarlo.

2.8 Turba: Un suelo primordialmente de textura vegetal en estados variables de descomposición,usualmente con olor orgánico, color entre carmelita oscuro y negro, consistencia esponjosa, ycontextura que varía desde fibrosa hasta amorfa.

3. EQUIPOS

Equipos

Diagrama Equipo

Navaja de bolsillo o espátula pequeña

Tubo de ensayo con tapón

Lupa de mano pequeña

4.

APLICACIÓN A LA INGENIERÍA

Esta prueba provee la información básica para la descripción de un suelo y ayudar a la evaluación

de propiedades significativas a fines de ingeniería. Por otro lado, este tipo de informacióndescriptiva se usa para poder complementar clasificación del suelo verificada mediante pruebasconvencionales de laboratorio.


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5. PROCEDIMIENTO

5.1. Identificación suelos finos:

Para la resistencia seca se escoge una muestra representativa del material que se va a examinar.Luego se remueven las partículas mayores que el tamiz de No.40 (arena mediana y más gruesa),hasta disponer de una muestra equivalente a una manotada de material.

Se escoge de la muestra material suficiente para moldear una esfera de alrededor de 25 mm dediámetro, moldeándola hasta que tenga la consistencia de una masilla, agregando agua si fuerenecesario.

Del material moldeado, se elaboran al menos 3 especímenes. Un espécimen para el ensayoconsistirá en una esfera de material de 12.5 mm de diámetro aproximadamente. Permítase que losespecímenes de ensayo se sequen al aire, al sol o por medios artificiales, siempre que latemperatura no exceda de 60°C.

Se ensaya la resistencia de las bolitas o los terrones apretándolos entre los dedos. Se anota suresistencia como nula, baja, mediana, alta, o muy alta, de acuerdo con los criterios de la Tabla 8. Sise usan terrones naturales secos, se deben desechar los resultados de los que contengan partículasde arena gruesa.

Ahora para la dilatancia, se escoge suficiente material para moldear una esfera deaproximadamente 12.5mm, de diámetro, se moldea y agrega agua, si fuere necesario, hasta que elsuelo adquiera consistencia blanda pero no pegajosa.

Con una navaja o una pequeña espátula se aplana la esfera de suelo así formada en la palma de unade las manos; se agita horizontalmente golpeándola contra la otra mano varias veces. Nótese lareacción cuando aparezca el agua en la superficie del suelo, el cual mostrará una consistenciagelatinosa y de aspecto brillante. Se exprime la muestra cerrando la mano o apretándola entre losdedos y se anota la reacción como nula, lenta, o rápida de acuerdo con los criterios de la Tabla 9. Lareacción es la velocidad con la cual aparece el agua mientras se sacude y desaparece cuando seaprieta.

Para la tenacidad, la muestra se conformará en una pastilla alargada y se enrollará con la manosobre una superficie lisa o entre las palmas de las manos hasta formar rollos de cerca de 3 mm dediámetro. (Si la muestra está muy húmeda para hacer fácilmente los rollos, se extiende en una capadelgada para que pierda agua por evaporación). Se desharán luego los rollitos formados y sevolverán a enrollar repetidamente hasta que se desmoronen a un diámetro de 3 mm. Cuando elrollo se desmorona a este diámetro, el suelo está cerca del límite plástico. Se anotará la presiónrequerida para formar los rollitos cerca del límite plástico así como su resistencia. Después de queel rollito se desmorone, deberán juntarse los terroncitos que quedan y amasarlos hasta que sedesmoronen y se anotará entonces la tenacidad del material durante el amasado.

Describir la tenacidad de terrones y rollitos como baja, mediana o alta, de acuerdo con los criteriosde la Tabla 10.

Para identificar suelos orgánicos, Se identificará el suelo como orgánico OL/OH, cuando contiene

suficientes partículas orgánicas como para que influyan sobre las propiedades del mismo. Lossuelos orgánicos generalmente tienen color de carmelita oscuro a negro y pueden tener olororgánico. A menudo los suelos orgánicos cambian de color, por ejemplo de negro a carmelitacuando se exponen al aire. Algunos suelos orgánicos aclaran notablemente su color cuando sesecan al aire. Los suelos orgánicos no tendrán tenacidad ni plasticidad alta y los rollitos para elensayo de tenacidad serán esponjosos.

En algunos casos, con práctica y experiencia, puede ser posible identificar más ampliamente suelosorgánicos como limos o como arcillas orgánicas, OL, u OH, y pueden correlacionarse la dilatancia, la


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________________________________________________________________________________________resistencia seca y la tenacidad con los ensayos de laboratorio, para identificarlos en algunosdepósitos de materiales de origen geológico conocido.

Si se estima que el suelo tiene 15 a 25% de arena o grava, o ambas, la palabra “con arena” o “con

grava” (la que sea más predominante) debe ser adicionada al nombre del grupo. Por ejemplo:

“arcilla pobre con arena, CL” o “limo con grava, ML”. Si el porcentaje de arena es igual al porcentaje

de grava, use “con arena”. Si se estima que el suelo tiene 30% o más de arena o grava, o ambas, la palabra “arenoso” o

“gravoso” debe ser adicionada al nombre del grupo. Adicionar la palabra “arenoso” si tiene más

arena que grava; adicionar la palabra “gravoso” si tiene más grava que arena. Por ejemplo: “arcillapobre arenosa, CL”, “arcilla grasa gravosa, CH” o “limo arenoso, ML”. Si el porcentaje de arena es

igual al porcentaje de grava, use “arenoso”.

5.2 Identificación suelos gruesos:

El suelo es grava si se estima que el porcentaje de grava es mayor que el de arena.

El suelo es arena si se estima que el porcentaje de grava es igual o menor que el de arena.

El suelo es grava limpia o arena limpia cuando se estima que el porcentaje de finos es de 5 % o

menos. Se identifica el suelo como grava bien gradada, GW, o como arena bien gradada, SW, si tiene

partículas dentro de un intervalo amplio de tamaños y si posee igualmente cantidades sustancialesen los tamaños intermedios.

Se identifica el suelo como grava pobremente gradada, GP o arena pobremente gradada, SP, sitiene predominantemente un solo tamaño (uniformemente gradado), o si posee un amplio margende tamaños con faltantes en los grados intermedios (gradación con saltos y vacíos).

El suelo puede ser una grava con finos o una arena con finos, si se estima que el porcentaje deéstos es del 15 % o mayor.

Se identifica el suelo como una grava arcillosa, GC, ó una arena arcillosa, SC, si los finos sonarcillosos cuando se determinan mediante los procedimientos de identificación de suelos finos.

Se identifica el suelo como grava limosa, GM. o arena limosa, SM, si los finos son limosos, cuando

se determinan mediante los procedimientos de identificación de suelo finos. Si se estima que el suelo contiene del orden de 10 % de finos, désele al suelo una identificación

doble mediante dos símbolos para el grupo. El primer símbolo del grupo deberá corresponder agrava o arena limpia (GW, GP, SW, SP) y el segundo a grava o arena con finos (GC, GM, SC, SM). Elnombre deberá corresponder al del primer símbolo del grupo más las palabras "con arcilla" ó "conarena", para indicar el carácter plástico de los finos. Por ejemplo: grava bien gradada con arcilla,GW -GC o arena pobremente gradada con limo SP -SM.

Si la muestra fuera predominantemente arena o grava pero se estima que contiene 15 % o más deotros constituyentes de materiales de grano grueso, las palabras "con grava" ó "con arena" deberánser agregadas al nombre del grupo. Por ejemplo: "grava pobremente gradada con arena GP" ó"arena pobremente gradada con grava, SP".

Si la muestra de campo contiene fragmentos o guijarros, las palabras "con guijarros" ó "conguijarros y fragmentos" deberán ser agregadas al nombre del grupo por ejemplo: "grava limosa

GM, con fragmentos”.


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A continuación se indican los criterios de clasificación de los suelos en las siguientes tablas (tomadas de lanorma INV-E-102-07):


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PRÁCTICA N° 2

GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO

1. OBJETIVOS

El estudiante por medio de este procedimiento, lograra determinar cuantitativamente ladistribución de los tamaños de las partículas de un suelo.

2.

ASPECTO TEÓRICO

Granulometría: distribución porcentual en masa e los distintos tamaños de partículas que

constituyen una muestra de suelo.

Curva Granulométrica: representación gráfica del ensayo granulométrico, es por medio deesta que es posible observar la graduación del suelo, graficando el tamaño de el tamiz(mm) vs. porcentaje que pasa.

ILUSTRACIÓN 1.E JEMPLO DE CURVA GRANULOMETRICA

Tamiz: consiste en una malla metálica constituida por barras tejidas y que dejan un espacioentre sí por donde se hace pasar el alimento previamente triturado. Las aberturas que dejael tejido y, que en conjunto constituyen la superficie de tamizado, pueden ser de formadistinta, según la clase de tejido.

http://www.monografias.com/trabajos901/debate-multicultural-etnia-clase-nacion/debate-multicultural-etnia-clase-nacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/debate-multicultural-etnia-clase-nacion/debate-multicultural-etnia-clase-nacion.shtml


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Tamaño de Tamices

Alternativa 1 Alternativa 2

75 mm (3”) 75 mm (3”)

50 mm (2”) 37,5 mm ()37,5 mm () 19 mm (3/4”) 25 mm (1”) 9,5 mm (3/8”)

19 mm (3/4”) 4,75 mm (No. 4)

9,5 mm (3/8”) 2,36 mm (No. 8)

4,75 mm (No. 4) 1,10 mm (No. 16)

2 mm (No. 10) 600 µm (No. 30)

850 µm (No. 20) 300 µm (No. 50)

425 µm (No. 40) 150 µm (No. 100)

250 µm (No. 60) 75 µm (No. 200)

106 µm (No. 140)

75 µm (No. 200)

Porcentaje que pasa el tamiz de 75 µm (No. 200):

Porcentaje retenido en cada tamiz:

Porcentaje de finos:

Porcentaje de Humedad Higroscópica: La humedad higroscópica se considera como la

pérdida de masa de una muestra secada al aire cuando se seca posteriormente al horno,expresada como un porcentaje de la masa de la muestra secada al horno.

W: Masa de suelo seco al aireW₁: Masa de suelo seco en el horno


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3. EQUIPOS

Equipos

Diagrama Equipo Descripción

Dos Balanzas

Una con sensibilidad de 0.01 gpara pesar material que pase eltamiz de 2 mm (No.10). Otra consensibilidad 0.1 % del peso de lamuestra, para pesar losmateriales retenidos en el tamizde 2 mm (No.10).

Tamices de Malla cuadrada Ver tabla de tamaños.

HornoCapaz de mantener temperaturasuniformes y constantes hasta de110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

Envases Adecuados para el manejo ysecado de las muestras.

Cepillo y BrochaPara limpiar las mallas de lostamices.

4.


La granulometría de un suelo le brinda al ingeniero la información suficiente para saber cómo y endonde trabajar con determinado tipo de suelo, por ejemplo en el momento de hacer una base osub base para un camino, es necesario saber sus propiedades entre ellas la del tamaño.


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5. PROCEDIMIENTO

a. Preparación de Muestra

Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con tamicesse hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de separar los finospor lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se secaen el horno una pequeña porción húmeda del material y luego se examina su resistenciaen seco rompiéndola entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino sepulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con tamices se puede efectuarsin previo lavado.

Para la porción de muestra retenida en el tamiz de 2 mm (No.10) la masa dependerá deltamaño máximo de las partículas de acuerdo con la siguiente tabla:

TABLA 1. DOSIFICACIÓN DE SUELO

El tamaño de la porción que pasa tamiz de 2 mm (No.10) será aproximadamente de 115 g,para suelos arenosos, y de 65 g para suelos arcillosos y limosos.

b.

Análisis por medio de tamizado de la fracción retenida en el tamiz No. 10

Separar la porción de muestra retenida en el tamiz de 2 mm (No.10) en una serie defracciones usando los tamices de: 75 mm (3"), 50 mm (2"), 37.5 mm (1 ½"), 25.0 mm (1"),19.0 mm (3/4"), 9.5 mm (3/8"), 4.75 mm (No.4) y 2.00 mm (No.10), o los que seannecesarios, dependiendo del tipo de muestra o de las especificaciones para el material quese ensaya.

En la operación de tamizado manual se sacude(n) el tamiz o tamices con un movimientolateral y vertical acompañado de vibración y recorriendo circunferencias de forma que lamuestra se mantenga en movimiento continuo sobre la malla. En ningún caso se permitegirar o manipular manualmente fragmentos de la muestra a través de un tamiz. Al

desmontar los tamices debe comprobarse que la operación está terminada; esto se sabecuándo no pasa más del 1 % de la parte retenida al tamizar durante un minuto, operandocada tamiz individualmente. Si quedan partículas atrapadas en la malla, deben separarsecon un pincel o cepillo y reunirlas con lo retenido en el tamiz.

Cuando se utilice una tamizadora mecánica, se pondrá a funcionar por diez minutosaproximadamente. El resultado se puede verificar usando el método manual.


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Se determina la masa de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de 0.1 %. Lasuma de las masas de todas las fracciones y la masa inicial de la muestra no debe diferir enmás de 1 %.

c. Análisis Granulométrico de la fracción que pasa el tamiz No. 10 (Procedimiento por lavado)

Separar, mediante cuarteo, 115 g para suelos arenosos y 65 g para suelos arcillosos ylimosos, pesándolos con exactitud de 0.01 g.

Humedad higroscópica: Se pesa una porción de 10 a 15 g de los cuarteos anteriores y seseca en el horno a una temperatura de 110 ± 5°C (230 + 9°F). Se pesan de nuevo y seanotan los pesos.

Se lava a continuación la muestra sobre el tamiz de 75 μm (No.200) con abundante agua ,

evitando frotarla contra el tamiz y teniendo mucho cuidado de que no se pierda ningunapartícula de las retenidas en él.

Se recoge lo retenido en un recipiente, se seca en el horno a una temperatura de 110 ± 5°C (230 ± 9 °F) y se pesa.

Se tamiza en seco siguiendo el procedimiento indicado en los dos últimos pasos deltamizado retenido en tamiz No. 10.

6. BIBLIOGRAFÍA

INVIAS. (2007). I.N.V.E.-123-07., (págs. 1-6). Bogotá.


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________________________________________________________________________________________INFORME NO . 2

T IT U L O

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OB JE T IV O S

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TA B L A D E DA T O S

Tamiz Retenido ParcialRetenido

Acumulado

CÁ L C U L O S

1.1 Porcentaje que pasa el tamiz de 75 µm (No. 200):

4.2 Porcentaje retenido en cada tamiz:

4.3 Porcentaje de finos:

4.4 Porcentaje de Humedad Higroscópica


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TA B L A D E RE S U L T A D O S

Tamiz % Pasa % Retenido % Retenido Acumulado

AN Á L IS IS D E R E S U L T A D O S

_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

CO N C L U S IO N E S

_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________


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PRÁCTICA N° 3

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR HIDRÓMETRO

1. OBJETIVOS

Por medio de este método de prueba, el estudiante podrá cubrir las determinacionescuantitativas de la distribución de tamaño de las partículas de las fracciones finas de los suelos.

Con la información de este laboratorio, el estudiante podrá completar la curva granulométrica.

2. ASPECTO TEÓRICO

Cuando los suelos no son gruesos granulares, sino que los suelos tienen tamaños de granopequeños no se podrá hacer un análisis granulométrico por tamizado, es por esto que paradeterminar el porcentaje de finos se emplea el método del hidrómetro; este método se basa en quelas partículas tienen una velocidad de sedimentación que se relaciona con el tamaño de laspartículas.

La ley fundamental para realizar el análisis granulométrica por hidrómetro es formulada por Stokes,en esta ley se enuncia que si una partícula esférica cae dentro del agua adquiere pronto unavelocidad uniforme que depende del diámetro de la partícula, de su densidad y de la viscosidad delagua.

Para este método se emplean los siguientes reactivos:

Agente Dispersante: Una solución de hexametafosfato de sodio; se usará en agua destilada odesmineralizada en proporción de 40 g de hexametafosfato de sodio por litro de solución.

Las soluciones de esta sal deberán ser preparadas frecuentemente (al menos una vez al mes) oajustar su pH de 8 a 9 por medio de carbonato de sodio. Las botellas que contienen solucionesdeberán tener marcada la fecha de preparación.

Agua: Toda agua utilizada deberá ser destilada o desmineralizada. El agua para el ensayo conhidrómetro deberá llevarse hasta la temperatura que prevalecerá durante el ensayo; así, si elcilindro de sedimentación se va a colocar en baño de agua, la temperatura del agua destilada odesmineralizada que va a utilizarse se llevará a la temperatura de dicho baño. Si el cilindro desedimentación se coloca a la temperatura ambiente del laboratorio, el agua deberá tener dicha

temperatura. La temperatura normal de ensayo es la de 20° C (68° F). Sin embargo, pequeñasvariaciones de temperatura, no implicarán el uso de las correcciones previstas.

Lectura de Hidrómetro corregido(R):

R´: lectura de hidrómetro no corregida.Cm: Corrección por menisco.


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Calculo de diámetro de partículas:

√ D: Diámetro de la partícula

3.

EQUIPOS

Equipos


Balanza

Debe tener una capacidad

suficiente y una sensibilidadde 0.1%.

Tamices De 4.75 mm (No.4), de 425μm (No 40) y de 75 μm

(No.200).

Tamizadora Mecánica

Hidrómetro o densímetro

Graduado para leer, deacuerdo con la escala quetenga grabada, la gravedadespecífica de la suspensión olos gramos por litro desuspensión.Las dimensiones de loshidrómetros son las mismas.


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Cilindros de vidrio parasedimentación

De unos 460 mm (18") dealto, y 60 mm (2.5") dediámetro y marcado para unvolumen de 1000 ml a 20° C

(68°F). El diámetro interiordebe ser tal que la marca de1000ml esté a 360 ± 20mm(14±1.0”) desde el fondo, en

el interior del cilindro.

Termómetro de inmersión Con apreciación de 0.5° C(0.9° F).

Cronometro

HornoCapaz de mantenertemperaturas uniformes yconstantes hasta 110° ±5° C(230° ± 9° F).


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Baño de Agua o Cuarto deTemperatura Constante

Se utiliza para mantener lasuspensión de suelo atemperatura constante duranteel análisis del hidrómetro,evitándose de esta forma las

correcciones por temperatura.Un baño de agua satisfactorioes un tanque aislado quemantiene la suspensión a unatemperatura constanteconveniente tan cercana a los20° C (68° F) Este aparato estáilustrado en la Figura 4. Enaquellos casos en los cuales eltrabajo se lleve a cabo en uncuarto con temperaturaconstante, controladaautomáticamente el baño deagua no es necesario.

Vaso de Vidrio (Beaker)Un vaso de vidrio con unacapacidad de no menos de250 ml y no más de 500 ml.

Recipientes

Recipientes apropiados,

hechos de material nocorrosivo y que no esténsujetos a cambio de masa odesintegración a causa derepetidos calentamientos yenfriamientos.

Aparato Mezclador

Mecánico o neumático, con surecipiente de dispersión. Unagitador operadomecánicamente, consistenteen un motor eléctricomontado de tal manera quegire un eje vertical sin carga a

una velocidad de no menos de10000 revoluciones porminuto, una paleta recargablepara revolver ya sea de metal,plástico, o caucho duro, similara uno de los diseños que seven en la figura


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4. APLICACIÓN A LA INGENIERÍA

La granulometría de un suelo le brinda al ingeniero la información suficiente para saber cómo y en

donde trabajar con determinado tipo de suelo, por ejemplo en el momento de hacer una base osub base para un camino, es necesario saber sus propiedades entre ellas la del tamaño.

5. PROCEDIMIENTO

a. Preparación de la muestra:

En el caso de tener un suelo arenoso se debe tomar una muestra de 100gr mínimo, en caso de

tener limos y arcillas se debe tomar una muestra de 50gr mínimo; en ambos casos la muestra debe

estar seca.

5.2 Procedimiento granulometría por hidrómetro:

Preparar 150 ml de la solución de hexametafosfato de sodio al 4%, mezclando 10gr de la solucióncon 250ml de agua destilada.

Revolver la mezcla anterior hasta que no se observe residuos de hexametafosfato de sodio en lasolución.

Pesar 50gr de suelo que hayan pasado el tamiz No. 200 (la muestra debe estar secada al horno).

Colocar en un recipiente adecuado la muestra de 50 gr de suelo y agregar 125ml de solución dehexametafosfato de sodio al 4%, permitiendo que se sature la muestra durante 16 horas.

Pasadas las 16 horas llenar una probeta o cilindro de vidrio para sedimentación, hasta la línea deaforo.

Introducir el hidrómetro en la probeta y tomar la lectura, tanto en la parte inferior como en la partesuperior del menisco.

Realizar la corrección por menisco Cm, la cual es la diferencia entre las dos lecturas.

En otra probeta o cilindro de vidrio para sedimentación, verter los 125ml de solución dehexametafosfato de sodio al 4%, el volumen restante de la probeta será ocupado por aguadestilada.

Introducir el hidrómetro en la solución, luego tomar la lectura de la parte superior del menisco yesta sería la corrección por cero Cd.

Verter la muestra de suelo mezclada con la solución (la cual se había dejado reposando 16 horasatrás) en un Beaker de 500ml, luego agregar agua destilada y mezclar.

Luego verter la muestra en la mezcladora, teniendo cuidado de no dejar parte de la muestra en elBeaker o la espátula.

Mezclar por un minuto.

Verter la muestra en la probeta, teniendo cuidado de no dejar parte de la muestra en el vaso de lamezcladora.

Llenar con agua destilada la misma probeta hasta que llegue a la línea de aforo. Tapar la probeta con la mano y homogeneizar la mezcla girando la probeta 180° durante un

minuto.

Colocar la probeta en la mesa, al mismo tiempo introducir el hidrómetro y activar el cronometro,tomando lecturas en el hidrómetro a los 15 segundos, 30 segundos, un minutos y dos minutos.


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6.

BIBLIOGRAFÍA

suelos y estudio. (9 de Junio de 2010). Recuperado el 11 de Agosto de 2013, de

http://suelosyestudio.blogspot.com/2010/06/ensayo-de-granulometria-por-hidrometro.html

INVIAs. (2007). I.N.V.E.-124-07., (págs. 1-20). Bogotá.


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TA B L A D E RE S U L T A D O S

Tamiz % Pasa % Retenido % Retenido Acumulado

AN A L IS IS D E R E S U L T A D O S

_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

CO N C L U S IO N E S

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________


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PRÁCTICA N° 4

PESO ESPECÍFICO Y HUMEDAD

1. OBJETIVOS

Determinar la gravedad especifica de partículas de suelo menores que el tamiz No. 4.

2.

ASPECTO TEÓRICO

Gravedad específica: Es la relación entre la masa de un cierto volumen de sólidos a unatemperatura dada y la masa del mismo volumen de agua destilada y libre de gas, a la misma

temperatura.

3.

EQUIPOS

Equipos


Picnómetro

El picnómetro debe ser un frasco contapón o un frasco volumétrico conuna capacidad mínima de 250 ml. Elvolumen del picnómetro debe ser de2 a 3 veces mayor que el volumen dela mezcla del suelo con agua usada

durante la actividad de extracción deaire en la prueba.El frasco con tapón fijamecánicamente el volumen. No sedebe mojar el frasco por fueraporque crearía cambios en elequilibrio térmico. Al usar un frascocon tapón, se debe asegurar que eltapón esté correctamente marcado yque corresponde al frasco.

1.Bomba de Vacío

2.Reververo o Mechero Bunsen

1. Capaz de producir un vacíoparcial de 100mm de mercurio(Hg) de presión absoluta.2. Capaz de mantener unatemperatura suficiente parahervir agua.

HornoCapaz de mantener temperaturasuniformes y constantes hasta 110± 5°C (230 ± 9°F).


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BalanzasCon capacidad de 2000 g ysensibilidad de 0.01g.

Pipeta

Termómetro

Un termómetro capaz de medir

temperaturas entre los limites en quese está llevando a cabo la prueba,graduado con precisión de 0.1°C(0.18°F) y con una profundidaddisponible para inmersión entre 25 y80 mm. No se deben empleartermómetros de inmersión total. Sepueden usar un termómetro deprecisión de mercurio para usogeneral o un termómetro digital queabarque de -1 a 57°C.

Desecador

Un recipiente desecador o una jarra desecadora de tamaño

apropiado, que contenga sílicegelatinosa o sulfato anhidro decalcio. Es preferible usar undesecante que cambie decolor para indicar cuandorequiere reposición.

Recipiente con aislante

Una nevera de icopor con su tapa oun recipiente similar con capacidadpara contener entre tres y seispicnómetros más un beaker, unabotella de agua y un termómetro.Esto se requiere para tener unambiente de temperatura controlada

en el cual los cambios sean uniformesy graduales.

Embudo

Un embudo de superficie anticorrosivay lisa con un cuello que se extienda másallá de la marca de calibración delfrasco volumétrico o el sello detaponamiento en los frascos con tapón.El diámetro del cuello del embudo debeser lo suficientemente grande parapermitir el paso fácil de los sólidos.


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Tubo para llenar el Picnómetro

Con ventilaciones laterales (opcional).Un dispositivo que facilite la adiciónde agua desaireada al picnómetro sinalterar la mezcla de suelo y agua. Eldispositivo debe fabricarse de la

siguiente forma: Se tapona un tuboplástico de 1/4 a 3/8 de pulgadas dediámetro en un extremo y se abrendos orificios pequeños justo arriba dela conexión. Los orificios deventilación deben estarperpendiculares al eje del tubo ydiametralmente opuestos. Se conectauna válvula al otro extremo del tuboy una tubería a la válvula desde elabastecimiento de agua desaireada.

Tamiz No 4

4.


La gravedad específica de un suelo se usa en casi toda ecuación que exprese relaciones de fase deaire, agua y sólidos en un volumen dado de material.

El término partículas sólidas, como se usa en ingeniería geotécnica, hace relación a las partículasminerales que aparecen naturalmente y que no son prácticamente solubles en agua. Por lo tanto, lagravedad específica de materiales que contengan materias extrañas (tales como cemento, cal, etc.),materia soluble en agua (tal como cloruro de sodio) y suelos conteniendo materia con gravedadespecífica menor de uno, típicamente requieren un tratamiento especial o una definición particular

de gravedad específica.

5.

PROCEDIMIENTO

Método A

Este método describe el procedimiento a seguir con especímenes húmedos:

1. Se determina el contenido de humedad. Una vez calculado este contenido de humedad se

calculan los límites de masas húmedas para la gravedad específica según la tabla que se

muestra a continuación. Así se obtiene de la muestra un espécimen recomendado. No es

necesario obtener una masa exacta determinada.

TABLA 2. MASA RECOMENDADA PARA ESPECÍMENES DE PRUEBA


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2. Se dispersa el suelo usando una licuadora o un aparato similar adecuado para ello. Seagrega el suelo a, aproximadamente, 100 ml de agua desaireada. El volumen mínimo delechada que puede prepararse con este equipo, requiere el uso de un picnómetro de 500

ml.

3. Usando el embudo, se pone la lechada en el picnómetro. Se lava el embudo y se vierte elagua con las partículas retenidas en el embudo al picnómetro usando, para esto, el aguadesaireada de la botella guardada en el recipiente aislante.

4.

Se añade agua hasta que su nivel esté entre 1/3 y 1/2 de la profundidad del cuerpoprincipal del picnómetro. Se agita hasta formar una lechada. Se enjuaga cualquier sueloadherido a la parte superior del picnómetro y se añade a la lechada. Si en vez de unalechada se forma una pasta viscosa, se debe usar un picnómetro de mayor volumen. }

5.

Extracción de aire atrapado en la lechada. Se puede extraer usando, ya sea calor

(hirviéndolo) o aspirándolo con la bomba de vacío o mediante combinación de calor yaspiración.

6.

Al usar el método del calor solamente (hirviéndolo), la operación se debe realizar, por lomenos, durante 2 horas después de que la lechada comience a hervir. Se debe usarsolamente el calor necesario para mantener la lechada hirviendo. Se agita la lechadacuanto sea necesario para evitar que el suelo se pegue o se seque en el frasco.

7. Si solamente se usa la bomba de vacío, el picnómetro se debe agitar continuamente bajovacío por lo menos por dos horas. El vacío debe permanecer relativamente constante y sersuficiente para causar burbujas al comienzo del proceso de aspiración de aire.

8.

Si se usa una combinación de calor y vacío los picnómetros se pueden colocar en un bañode agua tibia (a no más de 40˚C) durante la aplicación del vacío. El nivel de agua en el baño

debe estar ligeramente por debajo del nivel de agua en el picnómetro. La duración de lacombinación de vacío y calor debe ser por lo menos de una hora, después de quecomienza el hervor. La lechada debe agitarse cuanto sea necesario para evitar que el suelose seque y se pegue al picnómetro.

9.

Llenado y enrase del picnómetro. Se llena el picnómetro con agua desaireadaintroduciendo el agua por un tubo delgado, flexible, de diámetro pequeño, manteniendo elextremo de salida justamente por debajo de la superficie de la lechada en el picnómetro o,usando el tubo para llenar el picnómetro, descrito en la Sección 4.10. Si se utiliza estetubo, se llena con agua y se cierra la válvula. Se coloca el tubo de tal manera que losorificios de drenaje queden justamente al nivel de la superficie de la lechada. Se abre laválvula ligeramente para permitir que el agua fluya por encima de la lechada. A medidaque se forme una capa de agua clara se levanta el tubo y se ajusta la cantidad de fluido. Siel agua que se ha sido añadida se torna turbia, no se debe agregar agua por encima de lamarca calibradora ni en el área del sello de taponamiento. El agua restante se añade al díasiguiente. Si se va a usar un frasco volumétrico con tapón, se llena el frasco por encima opor debajo de la marca de calibración según se prefiera.


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10. Se mide y anota la masa del picnómetro con suelo y agua, (Wb), con una aproximación de0.01 g, usando la misma balanza utilizada para la calibración del picnómetro.

11. Determinación de la temperatura del Picnómetro – Se mide y se anota la temperatura de

la lechada de suelo y agua con aproximación a 0.1˚C usando el termómetro y el métodoempleado en la calibración del picnómetro (Sección 5.5). Esta es la temperatura Tx.

12. Masa del suelo seco. Se determina la masa de un recipiente con una aproximació

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