Ensayo de Gravedad Específica (Ss)

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Ensayo de Laboratorio N°6 DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS. (NTC 1974; I.N.V. E – 128 – 07; I.N.V. E – 222 – 07; I.N.V. E – 223 – 07). Ensayo de Laboratorio N°6.1 GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS AGREGADOS FINOS, MÉTODO DE EBULLICION (NTC 1974; I.N.V. E – 128 – 07; I.N.V. E – 222 – 07). Objetivo del Laboratorio:

� Determinar la gravedad especifica de la fracción fina de una masa de suelo.

Muestra: Alterada. Se debe tener especial cuidado en obtener muestras representativas de las partículas de la muestra total de suelo que pasan el tamiz No.4 para la determinación de la gravedad específica de los sólidos. La muestra de suelo se puede ensayar con su humedad natural o puede secarse al horno. Sin embargo, algunos suelos, principalmente aquellos que tienen un alto contenido de materia orgánica, son muy difíciles de rehumedecer después de que se han secado al horno. Estos suelos pueden ser ensayados sin haber sido secados previamente en el horno, en cuyo caso, la masa de la muestra seca se determina al final del ensayo.44 Seguridad en el Laboratorio. Maneje los recipientes calientes con guantes u otro elemento adecuado para el efecto. Algunos tipos de suelos pueden retener considerablemente cantidad de calor y ocasionan quemaduras graves si se manejan inadecuadamente. Tenga en cuenta todas las precauciones de seguridad requeridas en el laboratorio.

44 NORMAS TÉCNICAS INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS - I.N.V. E – 128 – 07, [en línea]. [Citado el 2 de Septiembre de 2013]. Disponible en Internet: <http://www.invias.gov.co/index.php/hechos-de-transparencia/informacion-financiera-y contable/cat_view/11-documentos-tecnicos/72-especificaciones tecnicas?limit= 10&order=hits&dir=DESC&limitstart=0>

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Precauciones para la realización del ensayo. Al momento de depositar el material de la tara en el picnómetro a través del embudo, asegúrese que no quede muestra retenida en las paredes del embudo y la manguera, utilice agua destilada para ayudar a retirar completamente el material. Equipos de Laboratorio:

� Balanza con sensibilidad a 0.01 gr. � Recipientes para depositar la muestra (Taras). � Estufa - Horno de secado. � Espátula. � Tamiz de 4,76 mm (No.4) � 3 Picnómetros. � Agua destilada. � Embudo. � Manguera.

Fotografía N°91. Equipo para determinar la gravedad especifica fina de un suelo.

Fuente: Autores, 2013.

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Procedimiento.

1. Hacer cuarteo de la muestra alterada y obtener una cantidad representativa. (Ver fotografía N°92).

Fotografía N°92. Porción de muestra luego del cuarteo.


2. Depositar la muestra en el tamiz N° 4 y tomar el material que pase por este tamiz

como se muestra en la fotografía N°93 presentadas a continuación.

Fotografía N°93. Tamizado de la muestra por el tamiz N°4.


3. Llevar la muestra al horno a una temperatura de 110 °C ± 5 °C y dejar secar hasta

que alcance un peso constante.

4. Retirar del horno la muestra seca, dejar reposar a temperatura ambiente y luego disgregar los grumos existentes en el material.

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5. Se define la cantidad de muestra seca para realizar el ensayo teniendo en cuenta el tipo de suelo y la capacidad del picnómetro, ver Tabla N°7.

Tabla N°7. Masa recomendada para la muestra de ensayo.

Tipo de suelo Masa seca de la muestra (g) cuando se utiliza picnómetro

de 250 ml

Masa seca de la muestra (g) cuando se utiliza picnómetro

de 500 ml

SP, SP-SM 60 ± 10 100 ± 10 SP-SC, SM,SC 45 ± 10 75 ± 10 Limo o Arcilla 35 ± 10 50 ± 10

Fuente: www.invias.gov.co45

Nota: Recuerde que deben calibrarse mínimo tres picnómetros, por lo tanto la cantidad de muestra seca requerida debe seleccionarse tres veces. 6. Se determina el peso de cada picnómetro vacío, limpio y seco en la balanza con

aproximación de 0.01 gr. (Ver fotografía N°94).

Fotografías N°94. Peso del picnómetro vacío en la balanza digital.


7. Usar el embudo y la manguera para llenar cuidadosamente con agua destilada los tres picnómetros hasta la marca de calibración, posteriormente sumergir completamente el termómetro y tomar la temperatura del agua contenida en cada picnómetro tal como se indica en la fotografía N°95.


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Nota: El agua puede ser destilada por ebullición para garantizar que no existan burbujas de aire en el agua, ésta NO debe usarse caliente sino cuando ya se haya equilibrado a la temperatura ambiente. La temperatura que debe mantener el agua debe ser cercana a las 20°C.

Fotografía N°95. Llenado de los picnómetros con agua destilada y registro de su temperatura.


8. Llevar a la balanza y registrar el peso (Wa) de cada picnómetro más agua como se evidencia en la fotografía N°96.

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Fotografía N°96. Peso en la balanza del picnómetro más agua.


9. Depositar las muestras de suelo seco en tres taras, añadir a cada una 150 ml de agua

destilada y revolver cada mezcla hasta conseguir lechadas homogéneas, vea detalle del proceso en la fotografía N°97.

Fotografías N°97. Preparación de las mezclas homogéneas.

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10. Desocupar los picnómetros con agua y a través del embudo depositar en ellos las

mezclas anteriormente preparadas. (Ver fotografía N°98).

Nota: Verifique que no quede material adherido en la tara, si esto sucede, añada un poco de agua para retirar el material con el fin de que no haya perdidas de muestra. La mezcla depositada en los picnómetros no debe superar la medida de 250 ml.

Fotografías N°98. Depósito de las mezclas preparadas en los picnómetros.


11. Registrar los pesos de los picnómetros con la muestra de suelo en la balanza con aproximación de 0.01 gr.

12. Colocar los picnómetros sobre una tara grande o cada uno de ellos en una tara individual, llevar a la estufa como se aprecia en la fotografía N°99 y dejarlos hervir por dos horas.

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Nota: Agregar un poco de agua a la tara para evitar los ruidos que se producen por el proceso de ebullición de la muestra.

Fotografía N°99. Ebullición de la mezcla contenida en los picnómetros.


13. Pasada las dos horas, retirar la tara con los picnómetros de la estufa y dejar enfriar a

temperatura ambiente, una vez esto suceda, enrazar los picnómetros adicionando agua destilada hasta la marca de calibración como se detalla en la fotografía N°100 presentada a continuación.

Fotografía N°100. Enrazado del picnómetro con agua destilada luego de la ebullición.


14. Colocar los picnómetros sobre la balanza y determinar el peso (Wb) de los

picnómetros más agua más suelo. (Ver fotografía N°101).

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Fotografía N°101. Peso del picnómetro enrazado en la balanza.


15. Depositar el contenido de cada picnómetro en taras previamente marcadas y

pesadas, verificando que se deposite en ellas la totalidad del material como se evidencia en la fotografía N°102.

Fotografía N°102. Depósito de la mezcla preparada en una tara para llevar a secar.


16. Llevar las taras al horno y dejar secar durante el tiempo que sea necesario para que

la muestra quede totalmente seca.

17. Retirar del horno, dejar enfriar la muestra a temperatura ambiente y registrar el peso seco (Ws) del material. (Ver fotografía N°103)

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Fotografía N°103. Muestra seca.


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Ensayo de Laboratorio N°6.2 GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS AGREGADOS FINOS, MÉTODO DE VACÍO (NTC 1974; I.N.V. E – 128 – 07; I.N.V. E – 222 – 07). El tipo de muestra utilizada, la seguridad en el laboratorio, y las precauciones para el ensayo son las mismas que el ensayo de laboratorio N°6.1. Equipos de Laboratorio:

� Balanza con sensibilidad a 0.01 gr. � Recipientes para depositar la muestra (Taras). � Equipo para vacío (Mesa vibratoria, bomba y recipiente de vacío). � Espátula. � Tamiz de 4,76 mm (No.4) � 3 Picnómetros. � Agua destilada. � Embudo. � Manguera.

Fotografía. Equipo para determinar la gravedad especifica fina de un suelo.


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Procedimiento. 1. Hacer cuarteo de la muestra alterada y obtener una cantidad representativa. 2. Depositar la muestra en el tamiz N° 4 y tomar el material que pase por este tamiz. 3. Llevar la muestra al horno a una temperatura de 110 °C ± 5 °C y dejar secar hasta

que alcance un peso constante. 4. Retirar del horno la muestra seca, dejar reposar a temperatura ambiente y luego

disgregar los grumos existentes en el material. 5. Se define la cantidad de muestra seca para realizar el ensayo teniendo en cuenta el

tipo de suelo y la capacidad del picnómetro, ver Tabla N°7.

Nota: Recuerde que deben calibrarse mínimo tres picnómetros, por lo tanto la cantidad de muestra seca requerida debe seleccionarse tres veces. 6. Se determina el peso de cada picnómetro vacío, limpio y seco en la balanza con

aproximación de 0.01 gr. 7. Usar el embudo y la manguera para llenar cuidadosamente con agua destilada los

tres picnómetros hasta la marca de calibración, posteriormente sumergir completamente el termómetro y tomar la temperatura del agua contenida en cada picnómetro.

Nota: El agua puede ser destilada por ebullición para garantizar que no existan burbujas de aire, ésta NO debe usarse caliente sino cuando ya se haya equilibrado a la temperatura ambiente. La temperatura que debe mantener el agua debe ser cercana a las 20°C.

8. Llevar a la balanza y registrar el peso (Wa) de cada picnómetro más agua. 9. Depositar las muestras de suelo seco en tres taras, añadir a cada una 150 ml de agua

destilada y revolver cada mezcla hasta conseguir lechadas homogéneas. 10. Desocupar los picnómetros con agua y a través del embudo depositar en ellos las

mezclas anteriormente preparadas.

Nota: Verifique que no quede material adherido en la tara, si esto sucede, añada un poco de agua para retirar el material con el fin de que no haya perdidas de muestra. La mezcla depositada en los picnómetros no debe superar la medida de 250 ml.

11. Registrar los pesos de los picnómetros con la muestra de suelo en la balanza con aproximación de 0.01 gr.

12. Introduzca cada picnómetro dentro del recipiente de vacío y ajustar la tapa de modo que quede completamente sellado. (Ver fotografía N°104).

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Fotografía N°104. Muestra dentro del recipiente de vacío.


13. Coloque el recipiente de vacío con muestra sobre la mesa vibratoria, tal como se muestra en la fotografía N°105, la cual debe estar ubicada en una superficie plana.

Fotografía N°105. Recipiente de vacío con muestra sobre la mesa vibratoria.


14. Adapte la manguera ubicada en la parte superior del recipiente de vacío a la bomba, ubicada al lado de la mesa vibratoria. (Ver fotografía N°106).

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Fotografía N°106. Manguera conectada al recipiente de vacío.


15. Conecte cuidadosamente en el toma corriente la mesa vibratoria y la bomba de vacío para dar inicio al proceso de deaireación. (Ver fotografía N°107).

Fotografía N°107. Equipo completo conectado.


Nota: Cerciórese que las válvulas del recipiente y la bomba de vacío estén completamente cerradas. Las válvulas del recipiente de vacío están cerradas cuando se encuentran en posición horizontal y la válvula de la bomba (color rojo) estará cerrada cuando se encuentre paralela al brazo de la bomba. (Ver fotografía N°108).

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Fotografía N°108. Válvula de la bomba de vacío.


16. Encienda la mesa vibratoria y la bomba de vacío, posterior a esto, abra cuidadosamente la válvula derecha del recipiente de vacío y la válvula de la bomba, para que el manómetro empiece incrementar la presión de vacío hasta un valor aproximado de 50 a 60 cmHg, e inmediatamente cierre la válvula de la bomba. (Ver fotografía N°109)

Nota: NUNCA permita que la presión llegue a su marcación límite, debido a que si esto sucede puede ocasionar la IMPLOSIÓN del recipiente.

Fotografía N°109. Manómetro del recipiente de vacío.


17. Deje que se succione el aire del picnómetro, el vacío aplicado debe permanecer constante durante un periodo de una hora.

Válvula Cerrada

Válvula Abierta

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Nota: Durante el proceso de succión debe verse la muestra burbujear, tal como se muestra en la fotografía N°110. Aproximadamente luego de pasada la media hora, la mezcla de suelo contenida en el picnómetro empieza a burbujear.

Fotografía N°110. Burbujeo de la muestra.


18. Pasada la hora, apague la mesa vibratoria y la bomba de vacío con precaución. 19. Abra gradualmente la válvula izquierda del recipiente de vacío hasta que la aguja

del manómetro vuelva a cero. Nota: Recuerde que las válvulas del recipiente de vacío se abren ubicándolas en posición vertical. 20. Retire el picnómetro del interior del recipiente de vacío y deje reposar sobre el

mesón, posteriormente, enrase los picnómetros adicionando agua destilada hasta la marca de calibración.

21. Colocar los picnómetros sobre la balanza y determinar el peso (Wb) de los picnómetros más agua más suelo.

22. Depositar el contenido de cada picnómetro en taras previamente marcadas y pesadas, verificando que se deposite en ellas la totalidad del material.

23. Llevar las taras al horno y dejar secar durante el tiempo que sea necesario para que la muestra quede totalmente seca.

24. Retirar del horno, dejar enfriar la muestra a temperatura ambiente y registrar el peso (Ws) seco del material.

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Cálculos. La gravedad específica para la fracción fina deberá calcularse para cada picnómetro de tal forma que la gravedad final del suelo será el promedio de estos valores.

1. Calcular el contenido de humedad de la fracción fina de la muestra.

��%� = �P1 − P2P2 − P3 × 100

Dónde:

W (%)= Porcentaje de humedad P1 = Peso del recipiente más suelo húmedo (gr). P2 = Peso del recipiente más suelo seco (gr). P3 = Peso del recipiente (gr).

2. La gravedad especifica de la fracción fina se determina mediante la siguiente ecuación:

�� = Ws ∗ KWs +Wa − Wb Ec.21

Dónde: Wa = Masa del picnómetro más agua a la temperatura del ensayo de gravedad específica (g). Ws = Masa del suelo seco (g) Wb = masa del picnómetro + agua + suelo (g), a la temperatura de ensayo. K = Factor de corrección basado en la densidad del agua a 20°C, para expresar la gravedad específica a 20°C, Ver Tabla N°8.

3. Determinar la gravedad especifica promedio.

�� = ��1 + ��2 + ��33 Ec.22

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Normas que rigen este ensayo

� I.N.V.E – 128 – 07 (Determinación de la gravedad específica de los suelos y del llenante mineral).

� I.N.V.E – 222 – 07 (Gravedad específica y absorción de los agregados finos). � Norma técnica colombiana NTC 1974 (Métodos de ensayo para peso específico de

sólidos de suelo con picnómetro de agua). � AASHTO T 100 – 2003 (Standard Method of Test for Specific Gravity of Soils) � ASTM D 854 – 00 (Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by

Water Pycnometer).

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Tabla N°8. Densidad del agua y coeficiente de temperatura (K) para diferentes temperaturas.



15.0 0,9991 1,0009 16.0 0,99895 1,00074 17.0 0,99878 1,00057 18.0 0,9986 1,00039

0.1 0,99909 1,00088 0.1 0,99893 1,00072 0.1 0,99876 1,00055 0.1 0,99858 1,00037

0.2 0,99907 1,00087 0.2 0,99891 1,00071 0.2 0,99874 1,00054 0.2 0,99856 1,00035

0.3 0,99906 1,00085 0.3 0,9989 1,00089 0.3 0,99872 1,00052 0.3 0,99854 1,00034

0.4 0,99904 1,00084 0.4 0,99888 1,00067 0.4 0,99871 1,0005 0.4 0,99852 1,00032

0.5 0,99902 1,00082 0.5 0,99886 1,00066 0.5 0,99869 1,00048 0.5 0,9985 1,0003

0.6 0,99901 1,0008 0.6 0,99885 1,00064 0.6 0,99867 1,00047 0.6 0,99848 1,00028

0.7 0,99899 1,00079 0.7 0,99883 1,00062 0.7 0,99865 1,00045 0.7 0,99847 1,00026

0.8 0,99898 1,00077 0.8 0,99881 1,00061 0.8 0,99863 1,00043 0.8 0,99845 1,00024

0.9 0,99896 1,00076 0.9 0,99879 1,00059 0.9 0,99862 1,00041 0.9 0,99843 1,00022

19.0 0,99841 1,0002 20.0 0,99821 1,00000 21.0 0,99799 0,99979 22.0 0,99777 0,99957

0.1 0,99839 1,00018 0.1 0,99819 0,99998 0.1 0,99797 0,99977 0.1 0,99775 0,99954

0.2 0,99837 1,00016 0.2 0,99816 0,99996 0.2 0,99795 0,99974 0.2 0,99773 0,99952

0.3 0,99835 1,00014 0.3 0,99814 0,99994 0.3 0,99793 0,99972 0.3 0,9977 0,9995

0.4 0,99833 1,00012 0.4 0,99812 0,99992 0.4 0,99791 0,9997 0.4 0,99768 0,99947

0.5 0,99831 1,0001 0.5 0,9981 0,9999 0.5 0,99789 0,99968 0.5 0,99766 0,99945

0.6 0,99829 1,00008 0.6 0,99808 0,99987 0.6 0,99786 0,99966 0.6 0,99764 0,99943

0.7 0,99827 1,00006 0.7 0,99806 0,99985 0.7 0,99784 0,99963 0.7 0,99761 0,9994

0.8 0,99825 1,00004 0.8 0,99804 0,99983 0.8 0,99782 0,99961 0.8 0,99759 0,99938

0.9 0,99823 1,00002 0.9 0,99802 0,99981 0.9 0,9978 0,99959 0.9 0,99756 0,99936

23.0 0,99754 0,99933 24.0 0,9973 0,99909 25.0 0,99705 0,99884 26.0 0,99679 0,99858

0.1 0,99752 0,99931 0.1 0,99727 0,99907 0.1 0,99702 0,99881 0.1 0,99676 0,99855

0.2 0,99749 0,99929 0.2 0,99725 0,99904 0.2 0,997 0,99879 0.2 0,99673 0,99852

0.3 0,99747 0,99926 0.3 0,99723 0,99902 0.3 0,99697 0,99876 0.3 0,99671 0,9985

0.4 0.99745 0,99924 0.4 0,9972 0,99899 0.4 0,99694 0,99874 0.4 0,99666 0,99847

0.5 0,99742 0,99921 0.5 0,99717 0,99897 0.5 0,99692 0,99871 0.5 0,99665 0,99844

0.6 0,9974 0,99919 0.6 0,99715 0,99894 0.6 0,99689 0,99868 0.6 0,99663 0,99842

0.7 0,99737 0,99917 0.7 0,99712 0,99892 0.7 0,99687 0,99866 0.7 0,9966 0,99839

0.8 0,99735 0,99914 0.8 0,9971 0,99889 0.8 0,99694 0,99873 0.8 0,99657 0,99836

0.9 0,99732 0,99912 0.9 0,98707 0,99887 0.9 0,99681 0,9986 0.9 0,99654 0,99833

27.0 0,99652 0,99831 28.0 0,99624 0,99803 29.0 0,99595 0,99774 30.0 0,99585 0,99744

0.1 0,99649 0,99828 0.1 0,99621 0,998 0.1 0,99592 0,99771 0.1 0,99562 0,99741

0.2 0,99646 0,99825 0.2 0,99618 0,99797 0.2 0,99589 0,99768 0.2 0,99559 0,99738

0.3 0,99643 0,99822 0.3 0,99615 0,99794 0.3 0,99586 0,99765 0.3 0,99556 0,99735

0.4 0,99641 0,9982 0.4 0,99612 0,99791 0.4 0,99583 0,99762 0.4 0,99553 0,99732

0.5 0,99638 0,99817 0.5 0,99609 0,99788 0.5 0,9958 0,99759 0.5 0,9955 0,99729

0.6 0,99635 0,99814 0.6 0,99607 0,99785 0.6 0,99577 0,99756 0.6 0,99547 0,99726

0.7 0,99632 0,99811 0.7 0,99604 0,99783 0.7 0,99574 0,99753 0.7 0,99544 0,99723

0.8 0,99629 0,99808 0.8 0,99601 0,9978 0.8 0,99571 0,9975 0.8 0,99541 0,9972

0.9 0,99627 0,99806 0.9 0,99598 0,99777 0.9 0,99568 0,99747 0.9 0,99538 0,99716

Temperatura

(°C)

Coeficiente de

Temperatura (K)

Temperatura

(°C)

Densidad

(g/ml)

Coeficiente de

Temperatura (K)

Densidad

(g/ml)

Temperatura

(°C)

Coeficiente de

Temperatura (K)

Densidad

(g/ml)

Temperatura

(°C)

Coeficiente de

Temperatura (K)

Densidad

(g/ml)

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Ensayo de Laboratorio N°6.3 GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS AGREGADOS GRUESOS (I.N.V. E – 128 – 07; I.N.V. E – 223 – 07). Objetivo del Laboratorio:

� Determinar la gravedad especifica de la fracción gruesa de una masa de suelo.

Muestra: Alterada. La muestra a ensayar deberá ser pasada por el tamiz N°4 o por el tamiz N°8. Si la cantidad de material que pasa el tamiz N°4 es considerable, se deberá utilizar el material que se retenga en el tamiz N°8, de lo contrario, trabajar con el material retenido en el tamiz N°4. La cantidad minina de muestra a utilizar se define en la siguiente Tabla N°9, teniendo en cuenta el tamaño máximo nominal del suelo.

Tabla N°9. Cantidades mínimas para el ensayo Tamaño máximo nominal

Cantidad mínima de muestra

mm pulg kg Lb hasta 12,5 1/2 2 4,4

19 3/4 3 6,6

25 1 4 8,8

37,5 1 1/2 5 11

50 2 8 17,6

63 2 1/2 12 26,4

75 3 18 39,6 90 3 1/2 25 55

100 4 40 88

112 4 1/2 50 110

125 5 75 165

150 6 125 275


47 NORMAS TÉCNICAS INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS - I.N.V. E – 223– 07, [en línea]. [Citado el 2 de Septiembre de 2013]. Disponible en Internet: <http://www.invias.gov.co/index.php/hechos-de-transparencia/informacion-financiera-y contable/cat_view/11-documentos-tecnicos/72-especificaciones tecnicas?limit= 10&order=hits&dir=DESC&limitstart=0>

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Seguridad en el Laboratorio. Maneje los recipientes calientes con guantes u otro elemento adecuado para el efecto. Tenga en cuenta todas las precauciones de seguridad requeridas en el laboratorio. Precauciones para la realización del ensayo. Al preparar la muestra se debe verificar que el material quede sumergido en la tara con agua a temperatura ambiente. Al sumergir la canastilla con la muestra en la pileta tener cuidado de que ésta no pegue con las paredes y el fondo. Equipos de Laboratorio:

� Tamiz N°4 o Tamiz N°8. � Balanza mecánica. � Recipiente metálico (Tara). � Paño absorbente. � Balanza digital con aproximación de 0.1 gr.

Fotografía N°111. Equipo para determinar la gravedad de la fracción gruesa de un suelo.


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Procedimiento

1. Hacer cuarteo de toda la muestra y escoger una cantidad considerable. 2. Depositar en una tara y llevar a secar en el horno, como indican la fotografía N°112,

a una temperatura de 110°C ± 5°C hasta que alcance un peso constante.

Fotografía N°112. Porción de muestra a utilizar en el ensayo.


3. Retirar del horno y dejar enfriar a temperatura ambiente durante un periodo de 1 a 3

horas.



4. Hacer pasar la muestra por los tamices N°4 o N°8 como se muestra en la fotografía N°114, observe y escoja el tamiz en el que se retuvo la mayor cantidad de material.

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Fotografía N°114. Tamizado de la muestra por el tamiz N°4 o N°8.


5. Según el tamiz escogido defina el tamaño máximo nominal y con ello, la cantidad necesaria de muestra seca retenida para realizar el ensayo.

6. Deposite la muestra en una tara y agregue agua hasta sumergirla, ver fotografía N°115. La muestra debe permanecer sumergida por un lapso de tiempo de 15 a 19 horas.

Fotografías N°115. Muestra sumergida en el agua.


7. Después de la inmersión, retirar el agua y secar cada partícula de suelo con un paño

absorbente de gran tamaño como se detalla en la fotografía N°116, hasta que se elimine el agua superficial visible.

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Fotografía N°116. Muestra secada con paño absorbente.


Nota: El secado debe hacerse de manera cuidadosa para evitar la pérdida y evaporación del agua. 8. En una tara previamente marcada y pesada, coloque el material saturado

superficialmente seco (sss), y péselo en la balanza con aproximación de 0.1 gr. Ver fotografía N°117.

Fotografía N°117. Peso de la muestra superficialmente seca.


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9. Registre el peso sumergido de la canastilla en la balanza mecánica como lo indica la fotografía N°118.

Fotografía N°118. Peso sumergido de la canastilla metálica.


10. Deposite el material en el interior de la canastilla y determine el peso de la muestra sumergida. Ver fotografía N°119.

Fotografía N°119. Peso sumergido de la canastilla más muestra.


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11. Retire la muestra de la canastilla y colóquela en una tara, posteriormente llevarla al horno como se observa en la fotografía N°120, a una temperatura de 110°C ± 5°C y dejar secar hasta que alcance un peso constante.

Fotografías N°120. Muestra de la canastilla en horno de secado.


12. Saque la muestra del horno de secado, deje enfriar a temperatura ambiente y pese la

muestra seca en una balanza digital. Ver fotografía N°121



Nota: Se recomienda hacer este ensayo mínimo dos veces para obtener una mayor precisión en los resultados.

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Cálculos.

1. El cálculo de la gravedad específica para la fracción gruesa, se realiza mediante las siguiente ecuación:

Gravedad especifica aparente, 23°C/23°C

�� = AA − C Ec.23

Cuando se requiera determinar la gravedad especifica de concretos y pavimentos flexibles se utilizaran las siguientes ecuaciones: Gravedad especifica bulk, 23°C/23°C

��" = AB − C Ec.24

Gravedad especifica bulk sss, 23°C/23°C

��"�� = BB − C Ec.25

Porcentaje de absorción.

%$"��%&�' = B − AA x100 Ec.26

Dónde: A = masa en el aire de la muestra seca en gramos B = masa en el aire de la muestra saturada con superficie seca, en gramos C = masa sumergida en agua de la muestra saturada, en gramos. Para efectos de este ensayo el cálculo se realizará utilizando la ecuación de la gravedad específica aparente.

2. Determinar el promedio de la gravedad especifica gruesa.

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Análisis de resultados.

Registrar los datos tomados de los ensayos de laboratorio en el Formato N°7 con el fin de organizar la información y facilitar la realización de los cálculos requeridos. El cálculo de la gravedad específica de la fracción fina del suelo se realiza aplicando la Ec.21 y Ec.22, los resultados de las tres muestras ensayadas se promedian para obtener un valor final de gravedad específica fina. El valor de la gravedad específica fina puede calcularse por cualquiera de los dos métodos planteados con anterioridad, generalmente los resultados obtenidos por ambos procedimientos no presentan muchas diferencias. Si se requiere resultados de forma rápida es recomendable aplicar el procedimiento por el método de ebullición. El cálculo de la gravedad específica de la fracción gruesa del suelo se realiza aplicando la Ec.23, el resultado de las dos muestras ensayadas se promedian para obtener un valor final de la gravedad especifica gruesa. El valor de la gravedad específica del suelo se determinará ponderando los dos valores de gravedad específica promedio (fracción fina y gruesa), mediante la siguiente ecuación:

��')*��)� = 1+1

100 ∗ �1 +,1

100 ∗ �2 Ec.27

Dónde: Gs ponderada= Gravedad especifica del suelo. R1= Porcentaje de suelo retenido en el tamiz N°4. P1= Porcentaje de suelo que pasa el tamiz N°4. G1= Gravedad especifica promedio de la fracción fina. G2= Gravedad especifica promedio de la fracción gruesa. Dependiendo del tipo de suelo, los valores más comunes de gravedad específica presentados en la Tabla N°10, están entre los siguientes rangos:

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Tabla N°10. Rangos de gravedad especifica.

Tipo de Suelo Gs Arena 2,65 - 2,67

Arena limosa 2,67- 2,70 Arcilla inorgánica 2,70 - 2,80

Suelos con micas o hierro 2,75 - 3,00 Suelos orgánicos Variable, puede ser inferior a 2,00

Fuente: BOWLES, Joseph E, 198148 El valor de gravedad específica permite calcular la relación de vacíos, además puede ser utilizada para la realización del ensayo de hidrómetro y es necesaria para definir la clasificación de los minerales de un suelo.

Normas que rigen este ensayo de laboratorio:

� Norma I.N.V. E – 128 – 07(Determinación de la gravedad específica de los suelos y del llenante mineral).

� Norma I.N.V. E – 223 – 07 (Gravedad específica y absorción de los agregados gruesos).

� AASHTO T 100 – 2003 (Standard Method of Test for Specific Gravity of Soils) � ASTM D 854 – 00 (Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by

Water Pycnometer). � ASTM C 127 – 88 ( Reaprobada en el 2001) ( Standard Test Method for Density,

Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate � AASHTO T 85 – 91 (2004) (Standard Method of Test for Specific Gravity and

Absorption of Coarse Aggregate (ASTM Designation: C 127-04)

48 BOWLES, Joseph E. Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil. Editorial Mac-Graw Hill Latinoamericana, 1981.

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Formato N°7. Gravedad especifica de los suelos.

Fuente: GALLARDO AMAYA, Romel Jesús.

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Formato N°7. Gravedad especifica de los suelos.

Fuente: GALLARDO AMAYA, Romel Jesús.

Ensayo de Gravedad Específica (Ss)

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