DETERMINACIN DE LA GRAVEDAD ESPECFICA DEPARTCULAS SLIDAS ASTM D 854-02 AASHTO T 100

Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos ALCANCE

Estemtododescribeelprocedimientopara determinarlagravedadespecficadelaspartculas slidas de un material que pasa el tamiz de 4.75 mm (N 4), por medio de un picnmetro.

Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos MTODOS Estanormadescribedosprocedimientospara determinar la gravedad especfica:

Procedimientoparadeterminarla gravedadespecficaconmuestras hmedas. Procedimientoparadeterminarla gravedadespecficaconmuestras secas. MTODO A MTODO B Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos EQUIPO Picnmetro:Capacidad mnima de 250 mL Balanza:Precisin de 0.01 g. Termmetro:Divisiones de 0.1 C Tamizde 4.75mm (N 4). Mezcladora mecnica PIPETA Embudo Recipientes para determinarel contenidode humedad EQUIPO Horno de secado: Temperatura de 110 5 C (230 9 F). Recipiente aislador. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos EQUIPO Papel absorbente Remocindelaire:Bombadevaco, mechero bunsen un dispositivo adecuado Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos MUESTRA DE ENSAYO Lamuestradeensayopuedesersuelohmedo secadoenelhornoydebeserrepresentativadela muestra total que pasa por el tamiz N 4. Tipo de sueloMasa de la muestra seca (g), picnmetro de 250 mL Masa de la muestra seca (g), picnmetro de 500 mL SP, SP-SM SP-SC, SM, SC Limo o arcilla 60 10 45 10 35 5 100 10 75 10 50 5 La masa mnima autilizarseenel ensayoseindica enlatablaN1, deacuerdoal tipo de suelo y al tamaodel picnmetro. Tabla N 1. Masa mnimaseca para el ensayo Fuente: Norma ASTM D 854-02 Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos MUESTRA DE ENSAYO Sedebentomarencuentasdosfactores importantesconrespectoalacantidadde muestras que se utilizarn en el ensayo, estos son: Primero, la masa de los suelos slidos dividida por su gravedad especfica se anotar con cuatro cifras significativas Secundariamente,lamezcladesuelosslidosy aguanoseaunamezclafluidaaltamenteviscosa durante el proceso de ebullicin. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CALIBRACIN DEL PICNMETRO Determinelamasadeunpicnmetrolimpioyseco,y registre la masa promedio, MP. de calibracin. Llene el picnmetro con agua destilada por encima o por debajo de la marca de calibracin. Hierva el agua contenida en el picnmetro a bao Mara,yagiteperidicamenteelpicnmetrohastaremover completamente el aire disuelto en el agua destilada. Enfreelpicnmetrollenodeaguaenunrecipiente aislador junto con el termmetro hasta que alcance una temperatura entre 15 y 30 C por lo menos tres horas. CALIBRACIN DEL PICNMETRO Ajusteelniveldelaguausandounapipeta,hasta queelfondodelniveldelmeniscocoincidaconla marca de calibracin.Sequecualquier gotadeaguaque est en el exterior del picnmetroyenel interiordelcuello usandopapel absorbente. Foto N 2: Limpieza del picnmetro Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CALIBRACIN DEL PICNMETRO Introduzcaeltermmetro en el agua destilada hasta la profundidadapropiadade inmersinymidayregistre la temperatura del agua con una precisin de 0.01 C.

Mida y registre la masa del picnmetrollenodeagua, Mpw,c,conunaprecisinde 0.01 g. (Foto N 4) Foto N 3: Temperatura del agua Foto N 4: Masa del picnmetro lleno de agua Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CALIBRACIN DEL PICNMETRO Regreseelpicnmetroconeltermmetroal recipiente aislador. Para obtener la siguiente calibracin ajuste de nuevo elniveldeaguadelpicnmetroyrepitael procedimientodescritohastaobtenercincomedidas independientes de calibracin. CalculeelvolumendecalibracindelpicnmetroVp para cada uno de los cinco datos, usando la siguiente ecuacin:

c wp c pwpM MV,,) ( =Donde:Mpw,c=Masadelpicnmetrollenodeagua a la temperatura de calibracin, g. Mp=Masapromediodelpicnmetroseco calibrado, g. w,c=Densidad del agua a la temperatura de calibracin g/mL, ver tabla N 2. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

Tabla N 2. Densidad del agua y factor de correccin k para varias Temperaturas Temperatura C Densidad del agua (g/mL) Factor de correccin (K) 15.00.999101.00090 15.50.999021.00082 16.00.998951.00074 16.50.998861.00066 17.00.998781.00057 17.50.998691.00048 18.00.998601.00039 18.50.998501.00030 19.00.998411.00020 19.50.998311.00010 20.00.998211.00000 20.50.998100.99990 21.00.997990.99979 21.50.997890.99968 22.00.997770.99957 22.50.997760.99945 Temperatura C Densidad del agua (g/mL) Factor de correccin (K) 23.00.997540.99933 23.50.997420.99921 24.00.997300.99909 24.50.997170.99897 25.00.997050.99884 25.50.996920.99871 26.00.996790.99858 26.50.996650.99844 27.00.996520.99831 27.50.996380.99817 28.00.996240.99803 28.50.996090.99788 29.00.995950.99774 29.50.995800.99759 30.00.995650.99744 30.50.995500.99729 Fuente: Norma ASTM D 854- 02 Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CALIBRACIN DEL PICNMETRO Conlosvaloresobtenidosgrafiquelacurvavolumende calibracindelpicnmetroVp enelejevertical,versus temperatura de equilibrio tc en el eje horizontal. Fig 1.Volumen de calibracin del picnmetro, Vp. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos PROCEDIMIENTO Determineelcontenidodehumedaddeunaporcin de muestra.

Mtodo A. Procedimiento para muestras hmedas. Usandoestecontenidode humedad,calculelamasa seca a utilizarse en el ensayo deacuerdoalascantidades descritas en la tabla N 1. Foto N 5: Peso de la muestra Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Mtodo A. Pongaaproximadamente100 mLdeaguadestiladaenla mezcladoramecnica,agregue el suelo y mezcle. Viertalamezclaenel picnmetro usando un embudo, yenjuaguecualquierpartcula de suelo sobrante. Foto N 6: Mezcla del suelo con agua Foto N 7: Vertido de la mezcla en el picnmetro Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Mtodo A. Agregueaguadestiladahastaqueelnivelestentre 1/3 y 1/2 de la profundidad del picnmetro. Agiteelaguahastaqueseformelamezcla,y enjuaguecualquiersueloadheridoalcuellodel picnmetro. Remuevaelaireatrapadoenlamuestrahaciendo hervirlamezclasuavementeporlomenosdurante2 horas,mientrasagitaelpicnmetroocasionalmente para facilitar la remocin del aire. Lleneelpicnmetroconaguadestiladaporencimao por debajo de la marca de calibracin. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Mtodo A. Ajusteelniveldeaguausando unapipetahastaqueelfondo delniveldelmeniscocoincida con la marca de calibracin. Sequecualquiergotadeagua queestenelexteriordel picnmetroyenelinteriordel cuellousandopapel absorbente. Foto N 8: Enfriamiento de la mezcla Foto N 9: Limpieza del picnmetro Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Mtodo A. Introduzca el termmetro en la mezclahastalaprofundidad apropiada de inmersin y mida yregistrelatemperaturadela mezclaconunaprecisinde 0.01 C. Midayregistrelamasadel picnmetro,sueloyagua (Mpws,t)conunaprecisinde 0.01 g. Foto N 10: Medicin de la temperatura de la mezcla Foto N 11: Masa del picnmetro ms mezcla Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Mtodo A. Viertalamezcladelpicnmetroenunrecipientey verifique que toda la mezcla sea transferida. Seque la muestra en un horno a 110 5 C (230 9 F),hastaobtenerunamasaconstanteydjela enfriar. Pese la masa del suelo secada al horno (Ms) con una precisin de 0.01 g. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos PROCEDIMIENTO Sequelamuestraenunhornoa1105C(2309 F), hasta obtener una masa constante y djela enfriar. Disgregue el suelo usando un martillo de caucho. Pese la muestra de suelo para el ensayo de acuerdo a las cantidades descritas en la tabla N 1. Viertaelsueloenelpicnmetroutilizandounembudo y enjuague cualquier partcula de suelo sobrante. Proceda como lo descrito desde el numeral 6 hasta el 16 de la gua de estudio. Mtodo B. Procedimiento para muestras secadas al horno. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CLCULOS ) (, , t w p p t pwV M M + =Calculelamasadelpicnmetrollenodeaguaala temperatura del ensayo (tt C), como sigue: Donde: Mpw,t=Masadelpicnmetrollenodeaguaalatemperaturadel ensayo tt, (g). w,t=Densidad del agua a la temperatura del ensayo tt, g/ml g/cm3, ver tabla N 2. Vp=Volumendecalibracindelpicnmetroalatemperaturadel ensayo tt, tomada de la curva de calibracin en cm3, ver Fig. 1. Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CLCULOS Calcule la gravedad especfica de las partculas slidas a la temperatura del ensayo, Gt como sigue: Donde: s=Densidad de las partculas slidas, g/cm3 Ms=Masa de la muestra secada al horno en g. M pwc,t=Masa del picnmetro, del agua y de la muestra a la temperatura de ensayo, tt, g. ( ) ( )s t pwc t pwst wstM M MMG = =, , ,Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos CLCULOS Calculelagravedadespecficadelamuestraa20C como sigue:

t cG K G *20=Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Donde: K=Coeficiente de temperatura dado en la tabla N 2.

CLCULOS Calculelagravedadespecficapromedioponderada paralossuelosquecontienenpartculastantomayores comomenoresdeltamizde4.75mmutilizandola siguiente ecuacin: ||.|

\|+||.|

\|=2 1100 1001GPGRGpromCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos Donde: Gprom=Gravedadespecficapromedioponderadadelossueloscompuestosde partculas mayores y menores que el tamiz N 4 (4.75 mm). R=Porcentaje de partculas de suelo retenidas sobre el tamiz N 4 (4.75 mm). P=Porcentaje de las partculas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm). G1=Gravedad especfica aparente de las partculas de sueloretenidas en el tamiz N 4 (4.75 mm), de acuerdo a la norma ASTM C 127. G2=Gravedad especfica de las partculas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm).