ANALISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMENTACION (HIDROMETRIA)

INTRODUCCION:

El análisis hidrométrico se usa para obtener un estimado de la distribución, se basa en la ley de Stokes. Se asume que la ley de Stokes puede ser aplicada a una masa de suelo dispersado, con partículas de varias formas y tamaños.

El hidrómetro se usa para determinar el porcentaje de partículas de suelos dispersados, que permanecen en suspensión en un determinado tiempo.

METODOS DE ENSAYOS

METODO “A”:

Se usa si más del 80% del material pasa por la malla N° 200 , este método se explicara en detalle y más adelante se hará alguna explicación del otro método.

METODO “B”:

Si menos del 80% del material es retenido por la malla N°200 o se encuentre material superior en tamaño a la malla N°10.

MATERIALES Y EQUIPOS

Tamiz N°10 Balanza digital

Hidrómetro y termómetro

Probetas de 1000

ml.

Agente dispersivo Frasco volumetrico

Aparato agitador

PROCEDIMIENTO :

FASES DEL ENSAYO

1. PREPARAR LA MUESTRA

Secar la muestra en el horno Tamizar por la malla N°10 Se toma 50 gr de muestra

2. PREPARAR SOLUCION AGUA + DEFLOCULANTE

Pesar 5.0 gr de defloculante Medir 125 ml de agua destilada Mezclar ambos componentes

3. MEZCLAR SOLUCION CON LA MUESTRA, DEJAR REPOSAR.

Mezclar la solución 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.

4. BATIR LA MEZCLA. COLOCAR EN EL CILINDRO DE SEDIMENTACION

Luego de reposar , se coloca la mezcla en el cilindro de la batidora Añadir 125 ml de agua destilada Batir la mezcla. Para arenas durante 3 a 4 minutos. Para arcillas , durante 15

minutos

5. COLOCAR EL HIDROMETRO E INICIAR LA TOMA DE DATOS

Se vierte la mezcla en el cilindro de sedimentación Se añade agua destilada hasta completar los 1000ml Se agita el cilindro con la mano por un minuto Se debe hacer 90 ciclos en ese tiempo Se coloca el hidrómetro y inicia la toma de datos En cada lectura se lee la temperatura

6. CALCULAR Gs DE LA MUESTRA

Hacer el ensayo del peso especifico relativo de solidos (Gs) con el material que pasa por la malla N°10

7. REALIZAR LA LECTURA HIDROMETRO EN AGUA + DEFLOCULANTE8. REALIZAR LA LECTURA DEL HIDROMETRO EN AGUA

También se requiere como datos la lectura del hidrómetro con : Solo con agua Con agua y deflocuante

9. CORRECCIONES Y CALCULOS

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc P(%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 462 21.5 415 21.5 36

10 21.5 3415 21.5 3230 21.5 2960 21 27

240 21 23480 21 20

1440 21 16

Hora inicio 10:06

Ws 50 (Peso de la muestra)Cd 3 (Lectura del hidrómetro con agua y defloculante)Gs 2.7 (Gravedad específica de la muestra)Cm 1 (Lectura del hidrómetro con agua)a (Correción por gravedad específica)

Donde:

°C = Temperatura en grados centígrados

Rd = Lectura del hidrómetro

Rc = Lectura del hidrómetro corregido

P(%) = Porcentaje que pasa

Ct = Corrección por temperatura

Cd = Lectura del hidrómetro en agua más defloculante.

R = Lectura del hidrómetro corregido sólo por menisco

L = Cálculo de longitud de hidrómetro

L/t = Longitud / tiempo

K = Constante

D = Diámetro

Paso 1. Hallar la corrección por temperatura (Ct) según la siguiente tabla:

°C Ct °C Ct15 -1.1 23 0.716 -0.9 24 117 -0.7 25 1.318 -0.5 26 1.6519 -0.3 27 220 0 28 2.521 0.2 29 3.0522 0.4 30 3.8

Obteniendo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc P(%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 462 21.5 0.3 415 21.5 0.3 36

10 21.5 0.3 3415 21.5 0.3 3230 21.5 0.3 2960 21 0.2 27

240 21 0.2 23480 21 0.2 20

1440 21 0.2 16

Paso 2. Hallar la lectura del hidrómetro corregido (Rc) mediante la siguiente fórmula:

Rc = Rd - Cd + Ct

Obteniendo

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc P(%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.32 21.5 0.3 41 38.35 21.5 0.3 36 33.3

10 21.5 0.3 34 31.315 21.5 0.3 32 29.330 21.5 0.3 29 26.360 21 0.2 27 24.2

240 21 0.2 23 20.2480 21 0.2 20 17.2

1440 21 0.2 16 13.2Paso 3. Calculamos la corrección por gravedad específica (a) mediante la siguiente fórmula:

a = Gs(1.65)

(Gs−1 )2.65 = 2.70(1.65)

(2.70−1 )2.65 = 0.9889

Paso 4. Calculamos el porcentaje que pasa (P(%)) mediante la fórmula:

P(%) = Rc .a .100Ws =

Rc .0.9889.10050

Obteniendo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.6392 21.5 0.3 41 38.3 75.7505 21.5 0.3 36 33.3 65.861

10 21.5 0.3 34 31.3 61.90515 21.5 0.3 32 29.3 57.95030 21.5 0.3 29 26.3 52.01660 21 0.2 27 24.2 47.863

240 21 0.2 23 20.2 39.952480 21 0.2 20 17.2 34.018

1440 21 0.2 16 13.2 26.107

Paso 5. Caculamos la lectura del hidrómetro corregido sólo por menisco (R):

R = Rd + Cm

Obteniendo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 472 21.5 0.3 41 38.3 75.750 425 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 3515 21.5 0.3 32 29.3 57.950 3330 21.5 0.3 29 26.3 52.016 3060 21 0.2 27 24.2 47.863 28

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24480 21 0.2 20 17.2 34.018 21

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17

Paso 6. Hallamos la longitud de hidrómetro (L) mediante la siguiente tabla:

R L (cm) R L (cm) R L (cm)0 16.3 21 12.9 42 9.41 16.1 22 12.7 43 9.22 16 23 12.5 44 9.13 15.8 24 12.4 45 8.94 15.6 25 12.2 46 8.85 15.5 26 12 47 8.66 15.3 27 11.9 48 8.47 15.2 28 11.7 49 8.38 15 29 11.5 50 8.19 14.8 30 11.4 51 7.9

10 14.7 31 11.2 52 7.811 14.5 32 11.1 53 7.612 14.3 33 10.9 54 7.413 14.2 34 10.7 55 7.314 14 35 10.5 56 7.115 13.8 36 10.4 57 716 13.7 37 10.2 58 6.817 13.5 38 10.1 59 6.618 13.3 39 9.9 60 6.519 13.2 40 9.720 13 41 9.6

Obteniendo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.62 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.45 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.515 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.930 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.460 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5

Paso 7. Calculamos la relación Longitud/tiempo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6 8.6002 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4 4.7005 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2 2.040

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5 1.05015 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9 0.72730 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4 0.38060 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7 0.195

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4 0.052480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9 0.027

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5 0.009

Paso 8. Hallamos el valor de K mediante la siguiente tabla:

Temperatura Gravedad Específica de SólidosT (°C) 2.70

16 0.014117 0.014018 0.013819 0.013620 0.013421 0.013322 0.013123 0.013024 0.012825 0.012726 0.0125

27 0.012428 0.012329 0.012130 0.0120

Obteniendo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6 8.600 0.01322 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4 4.700 0.01325 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2 2.040 0.0132

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5 1.050 0.013215 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9 0.727 0.013230 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4 0.380 0.013260 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7 0.195 0.0133

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4 0.052 0.0133480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9 0.027 0.0133

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5 0.009 0.0133Paso 9. Calculamos el diámetro con la siguiente formula:

D = k √ LtObteniendo:

Tiempo(min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t(cm/min)

Constante (k)

Diámetro (mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6 8.600 0.0132 0.0392 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4 4.700 0.0132 0.0295 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2 2.040 0.0132 0.019

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5 1.050 0.0132 0.01415 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9 0.727 0.0132 0.01130 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4 0.380 0.0132 0.00860 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7 0.195 0.0133 0.006

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4 0.052 0.0133 0.003480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9 0.027 0.0133 0.002

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5 0.009 0.0133 0.001

Paso 10. Graficando D vs P(%) se obtiene:

0.0010.0100.1000.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

CURVA GRANULOMÉTRICA