MECNICA DE SUELOS

Anlisis Granulomtrico por Sedimentacin

Expositor: Jose Y. Barrios E.

Anlisis Granulomtrico Por

sedimentacin ASTM D422

El anlisis hidromtrico se usa para obtener un estimado de la distribucin e basa en la ley de Stokes. Se asume que la ley de Stokes puede ser aplicada a una masa de suelo dispersado, con partculas de varias formas y tamaos.

El hidrmetro se usa para determinar el porcentaje de partculas de suelos dispersados, que permanecen en suspensin en un determinado tiempo.

METODOS DE ENSAYOS:

METODO A:

Se usa si ms del 80% del material pasa por la malla N 200. Este mtodo se explicar en detalle y ms adelante se har alguna explicacin del otro mtodo.

METODO B:

Si menos del 80% de material es retenido por la malla N 200 y/o se encuentre material superior en tamao a la malla N 10.

EQUIPO Tamices N 10 y N 200. Balanza con sensibilidad de

0.1 gramo. Aparato agitador. Hidrmetro 152H. Cilindro de Sedimentacin

de 1000 cm3. Agente dispersivo

(hexametafosfato sodio, NaPO3). Termmetro. Muestra representativa del

suelo.

Cilindro de Sedimentacin de 1000 cm3

Balanza digital

Tamiz N 10

Aparato agitador. Agente dispersivo

Frasco volumtrico para preparar la mezcla.

Hidrmetro 152H y termmetro

FASES DEL ENSAYO1. Preparar la muestra. 2. Preparar solucin agua mas defloculante. 3. Mezclar solucin con la muestra. Dejar reposar. 4. Batir la mezcla. Colocar en el cilindro de

sedimentacin. 5. Colocar el hidrmetro e iniciar la toma de datos. 6. Calcular Gs de la muestra. 7. Realizar la lectura hidrmetro en agua + defloculante. 8. Realizar la lectura hidrmetro en agua. 9. Correcciones y clculos.

Preparacin de la Muestra :

Secar la muestra en el horno.

Tamizar por la malla N 10.

Se toma 50 gr de muestra.

Cernido por la malla N 10

2. Preparacin de la Solucin: Pesar 5.0 gr de defloculante. Medir 125 ml de agua estilada. Mezclar ambos omponentes.

Agitado de la solucin. Componentes de la solucin.

3. Mezcla de solucin con la muestra:

Mezclar la solucin con la muestra.

Se deja reposar para el defloculante penetre en la muestra.

En arenas reposa de 2 a 4 horas. En arcillas reposa 24 horas.

Dejar reposar la mezcla.

4. Batir la mezcla: Luego de reposar, se coloca la mezcla en el cilindro de la batidora. Aadir 125 ml de agua destilada. Batir la mezcla. Para arenas durante 3 a 4 minutos. Para arcillas,

durante 15 minutos.

Batir la mezcla. Se coloca la mezcla en el cilindro

de la batidora.

5. Colocar el hidrmetro.

Se vierte la mezcla en el cilindro de sedimentacin.

Se aade agua destilada hasta completar los 1000 ml.

Se agita el cilindro con la mano por un minuto.

Se debe hacer 90 ciclos en ese tiempo. Se coloca el hidrmetro

y inicia la toma de datos. En cada lectura se lee la

temperatura. Se aade agua hasta completar los 1000 ml.

5. Colocar el hidrmetro:

Se agita el cilindro de sedimentacin.

Se coloca el hidrmetro.

5. Colocar el hidrmetro:

Detalle: hidrmetro y termmetro Detalle: Separacin de partculas durante el ensayo.

6. Calcular Gs:Hacer el ensayo del peso especifico relativo de slidos (Gs) con el

material que pasa por la malla N 10.

Hallar Gs.

7 y 8. Realizar lecturas:

Tambin se requieren como datos la lectura del hidrmetro con:

a) Slo con agua. b) Con agua y con

defloculante.

- DATOS QUE SE OBTIENEN

- DATOS QUE SE OBTIENEN

- CALCULO COLUMNA 3 CORRECCION POR TEMPERATURA (Ct):Se debe corregir por temperatura con la siguiente Tabla. Note que en 20 C, la correccin es cero.

- CALCULO COLUMNA 3Ahora se presenta la columna N 3, ya llenada.

- CALCULO COLUMNA 5

Donde: Rc = Lectura del hidrmetro corregido. Rd = Lectura del hidrmetro Cd = Lectura del hidrmetro en agua mas defloculante. Ct = Correccin por temperatura

Lectura del hidrmetro corregido (Rc):

Rc = RdCd + Ct

- CALCULO COLUMNA 5 Ahora se presenta la columna N 5, ya llenada.

- CALCULO COLUMNA 6

Clculo del Porcentaje ms fino, P(%):

Donde: Rc = Lectura del hidrmetro corregido. a = Correccin por gravedad especifica. Ws = Peso seco de la muestra. Gs = Peso especifico de slidos.

- CALCULO COLUMNA 6 Ahora se presenta la columna N 6, ya llenada.

a = 0.9793

- CALCULO COLUMNA 7

Lectura del hidrmetro corregido slo por menisco (R)

R = Rd + Cm

Donde:

R = Lectura del hidrmetro corregido por menisco. Rd = Lectura del hidrmetro. Cm= Lectura del hidrmetro en agua.

- CALCULO COLUMNA 7

Ahora se presenta la columna N 7, ya llenada

- CALCULO COLUMNA 8Clculo de longitud de hidrmetro (L) : En funcin del valor de R, se puede calcular el valor de L (cm) con la siguiente Tabla:

- CALCULO COLUMNA 8

Ahora se presenta la columna 8 ya llenada:

- CALCULO COLUMNA 9

Clculo del valor L/t: La columna 9 es la divisin de la Columna 8 / Columna 1:

- CALCULO COLUMNA 10

El valor de K puede hallarse de la siguiente Tabla, en funcin de la temperatura y el peso especifico de slidos.

Ahora se presenta la columna 10 ya llenada:

- CALCULO COLUMNA 10

- CALCULO COLUMNA 11

Ahora ya podemos encontrar el dimetro equivalente:

En nuestra Tabla, es el producto de la columna 10 por la raz cuadrada de la columna 9.

Ahora se presenta la columna 11 ya llenada:

- CALCULO COLUMNA 11

GRAFICO P(%) vs D

Con la columna 6 y la columna 11 se puede preparar una grfica de P(%) vs. Dimetro (mm), el cual vendra a ser la curva granulomtrica del material que pasa por la malla N 200.

Slide 1Anlisis Granulomtrico Por sedimentacin ASTM D422METODOS DE ENSAYOS:EQUIPOSlide 5Slide 6Slide 7FASES DEL ENSAYOPreparacin de la Muestra :2. Preparacin de la Solucin:3. Mezcla de solucin con la muestra:4. Batir la mezcla:5. Colocar el hidrmetro.5. Colocar el hidrmetro:5. Colocar el hidrmetro:6. Calcular Gs:7 y 8. Realizar lecturas:- DATOS QUE SE OBTIENEN- DATOS QUE SE OBTIENEN- CALCULO COLUMNA 3- CALCULO COLUMNA 3- CALCULO COLUMNA 5- CALCULO COLUMNA 5- CALCULO COLUMNA 6- CALCULO COLUMNA 6- CALCULO COLUMNA 7- CALCULO COLUMNA 7- CALCULO COLUMNA 8- CALCULO COLUMNA 8- CALCULO COLUMNA 9- CALCULO COLUMNA 10Slide 32- CALCULO COLUMNA 11- CALCULO COLUMNA 11GRAFICO P(%) vs D