ENSAYO DE HUMEDAD NATURAL, GRAVEDAD ESPECÍFICA, PESO UNITARIO Y TAMIZADO

ENSAYO DE HUMEDAD NATURAL, GRAVEDAD ESPECÍFICA, PESO

UNITARIO Y TAMIZADO

JANNER ALEXANDER BROCHERO REYES

WILTER JOSE LOPEZ AREVALO

ANDRES DANIEL LLERENA CARBAL

JAVIER ALEXANDER SANDOVAL PAEZ

JORGE ANDRÉS SIERRA JIMÉNEZ

Trabajo presentado a la Ingeniera: ENITH M.

En la asignatura de LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELO

CORPORACION UNIVERSITARIA DE LA COSTA

FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

VI SEMESTRE

BARRANQUILLA – ATLANTICO

SEPTIEMBRE DEL 2009

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

1. ENSAYO DE HUMEDAD NATURAL

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GENERAL

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1.2 HUMEDAD NATURAL

1.3 MATERIALES Y EQUIPOS

1.4 PROCEDIMIENTO

1.5 CÁLCULOS

2. ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECÍFICA O PESO ESPECÍFICO RELATIVO

2.1 OBJETIVOS



2.2 GRAVEDAD ESPECIFICA O PESO ESPECIFICO RELATIVO


2.4 PROCEDIMIENTO

2.5 CÁLCULOS

2.6 RELACIONES VOLUMÉTRICAS GRAVIMÉTRICAS

3. ENSAYO DE PESO UNITARIO

3.1 OBJETIVOS

3.1.1 OBJETIVOS GENERAL


3.2 PESO ESPECÍFICO


3.4 PROCEDIMIENTO

3.5 CÁLCULOS

4. ENSAYO DE TAMIZADO

4.1 OBJETIVOS



4.2 TAMIZADO


4.4 PROCEDIMIENTO

4.5 CÁLCULOS

4.6 TABLA DE CLASIFICACIÓN

4.7 GRAFICA GRANULOMÉTRICA

5. CONCLUSIÓN

BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN

En tiempos pasados el hombre no disponía de estudios ni adelantos

tecnológicos con los que cuenta hoy en día, ya que el adelanto era poco, el

hombre solo de disponía a sobrevivir con lo que la naturaleza le brindaba para

su subsistencia.

Hoy en día es tan avanzada la tecnología que el hombre se ha visto en la

obligación de estudiar todo lo que lo rodea, desde la misma naturaleza en todo

su sentido hasta las enfermedades que la misma nos trae, para así vivir de una

forma más segura en este mundo desconocido.

El hombre se ha visto en la obligación de estudia el suelo que hoy en día nos

rodea con el fin de saber su comportamiento antes efectos exteriores causados

por todo las cargas que se encuentran o se desee construir en la superficie del

mismo.

En por ello que en este trabajo conformado por cuatro informe estudiamos

algunas características de una muestra de arcilla, ensayo de humedad natural,

peso unitario, gravedad especifica y tamizado; el primero nos da como

resultado el contenido de agua que nuestra muestra posee y el ultimo nos da

como resultado los clase de partículas y la cantidad de partícula que posee

nuestra muestra.

Este trabajo tiene como objetivo general, determinar las relaciones

volumétricas gravimétricas que pose nuestra muestra ensayada para así saber

en las condiciones en la cual se encuentra nuestra arcilla.

Las relaciones volumétricas gravimétricas es una forma de llamar a las

condiciones de peso y volumen en las que se encuentra nuestro suelo.

El suelo en su estado natural se encuentra en estado sólido líquido y gaseosa

cuando esta por encima del nivel freático del suelo, cuando la muestra se

encuentra por debajo del nivel freático, la muestra se encuentra saturada, solo

en estado de salida y liquida, ya que el lugar que ocuparía el aire será ocupado

por el fluido.

Este informe consta de una gran investigación con el fin de tener éxito en la en

los diferentes ensayos.

Esperamos que este informe general sea del agrado y del gusto de cada

persona que lea y analicé el mismo.

1. ENSAYO DE HUMEDAD NATURAL

1.1 OBJETIVOS


- Determinar las relaciones volumétricas gravimétricas de la muestra de

arcilla que ensayamos en el laboratorio para así saber las condiciones

en la cual se encuentra nuestra muestra.


- Realizar el ensayo de humedad natural a una muestra de suelo arcilloso

en el laboratorio de mecánica de suelos de la CUC.

- Llevar a cabo el procedimiento necesario para hallar el contenido de

humedad que posee una muestra de suelo arcilloso.

- Determinar que porcentaje de humedad posee la muestra de suelo

ensayada.

1.2 HUMEDAD NATURAL DEL SUELO

La humedad natural de un suelo no es más que la relación o el cociente que

existe entre el peso de agua de una partícula de suelo y el peso solido de esta

partícula, el valor de la humedad esta expresado en porcentaje ósea que luego

de dividir los pesos se multiplica por cien. La humedad es muy importante

determinarla al momento de querer hacer cualquier obra civil en el suelo ya que

por medio de esta sabemos la cuanto resiste y como se va a comportar el

suelo donde se construye.

El proceso de obtención de la humedad se hace pesando una cantidad de

muestra de suelo, luego se coloca dentro de un horno por 24 horas a una

temperatura a más de 100°C se coloca a mas de esa temperatura para que el

agua dentro de la muestra se evapore después de que pase el tiempo se saca

la muestra del horno y se vuelve a pesar, ya teniendo los dos pesos se puede

obtener el peso del agua y del solido, podemos decir que 𝑊 =𝑊𝑤

𝑊𝑠× 100

Donde 𝑊𝑊 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎;𝑊𝑆 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

1.3. MATERIALES Y EQUIPOS

- Tara

- Muestra de arcilla

- Balanza de precisión

- Horno

1.4. PROCEDIMIENTO

- Se pesa una tara vacía.

- Se coge una muestra de suelo arcilloso.

- Se coloca la muestra en la tara y se mide su masa con ayuda de una

balanza.

- Se lleva la tara a un horno durante un periodo de 24 horas.

- Se saca la muestra del horno y se vuelve a medir su masa.

- Con los datos obtenidos se halla el contenido de agua que contenía la

muestra.

- Por ultimo se halla el contenido de humedad del suelo.

1.5. CÁLCULOS

𝑊𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑊𝑅 = 104,25𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑦 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 𝑊𝑅𝑀 = 496,9𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 𝑊𝑀

𝑊𝑀 = 𝑊𝑅𝑀 − 𝑊𝑅

𝑊𝑀 = 496,9𝑔𝑟𝑠 − 104,25𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑀 = 392,65𝑔𝑟𝑠

Después de las 24 horas en el horno:

𝑊𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑦 𝑆𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 = 𝑊𝑅𝑆

𝑊𝑅𝑆 = 412𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑆𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 = 𝑊𝑆

𝑊𝑆 = 𝑊𝑅𝑆 − 𝑊𝑅

𝑊𝑆 = 412𝑔𝑟𝑠 − 104,25𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑆 = 307,05𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑊𝑊 𝑊𝑊 = 𝑊𝑀 − 𝑊𝑆

𝑊𝑊 = 392,65𝑔𝑟𝑠 − 307,05𝑔𝑟𝑠

𝑊𝑊 = 85,69𝑔𝑟𝑠

𝑊 = 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑊 =𝑊𝑊

𝑊𝑆× 100

𝑊 =85,65𝑔𝑟𝑠

307,05𝑔𝑟𝑠∗ 100

𝑊 = 27,87% ≈ 28%

2. ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECÍFICA O PESO ESPECIFICO RELATIVO

2.1 OBJETIVOS


Determinar las relaciones volumétricas gravimétricas de la muestra de arcilla

que ensayamos en el laboratorio para así saber las condiciones en la cual se

encuentra nuestra muestra.

2.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar el peso seco de la muestra (Ws) que ayudara a determinar la

gravedad especifica.

Medir el peso de la solución dentro del picnómetro (Ws+agua+sólido)

Medir peso del picnómetro

Calcular el contenido de agua contenida en la solución

Calcular la gravedad especifica de la muestra ensayada.

.

2.2 GRAVEDAD ESPECÍFICA O PESO ESPECIFICO RELATIVO

Basándome en el libro Mecánica de suelo de Juárez Badillo el cual dices que

en granos de partículas grandes, la fuerza que predomina con mayor acción

sobre las partículas en sin mayor duda la fuerza de gravedad; por tal razón

todas las partículas se van a comportar de una forma uniforme. Dicho

comportamiento tanto mecánico como hidráulico de estos tipos de suelos están

definidos por algunas características de los mismos, comportamiento en su

compacidad y la forma de en la cual se encuentran organizados estos tipos de

suelo.

Para suelo de textura fina, como son más fáciles de moverlas, otras fuerzas a

parte de la gravedad realizan acciones muy importantes sobre este tipo de

suelo. Esto se da para tamaños de granos de suelos menores a dos micras,

equivalentes a 0.002 mm.

Como el suelo que trabajamos era arcilla aquí hablamos de su mineralogía, en

la actualidad existen varias formas de determinar o identificar los minerales que

constituyen la arcilla común, uno de ellos es el método de investigación con la

ayuda de rayos X y el conocido científicamente como Balance Térmico de las

Arcillas, los métodos mencionados anteriormente son los mas conocidos y los

mas prácticos, aunque el microscopio también es usado para determinar mas

que todo las características de forma y tamaño del suelo.

En un suelo normal se manifiestan tres fases: la fase sólida, la fase liquida y la

fase gaseosa. Para explicar cada una de ella, la fase que llamamos sólida es

aquella que esta conformada por partículas minerales que constituye en suelo;

la fase liquida que constituye a un suelo, se refiere al contenido de agua que se

encuentra internamente en el suelo, aunque también en algunos suelo se

encuentra otros liquido pero en poco cantidades la cual es de poco significado;

la fase que llamamos gaseosa, se refiere esencialmente al aire contenido

dentro de las partículas del suelo, si despreciar otro tipos de gases que

encuentran entre las partículas, tales como, vapores sulfurosos, anhídridos,

entre otros.

Para determinar la relación de vacío en un suelo, solo basta con saber el

volumen ocupado por el aire y por el agua, la suma de las dos es el vacío que

se encuentran en el suelo.

Existen tres tipos de suelo, suelo parcialmente saturado, la cual se encuentras

las tres fases mencionadas anteriormente, suelo saturado la cual esta

conformado por solo dos fases, la fase sólida y la fase liquida; y el suelo seco,

el cual esta constituido por la fase salida y la fase gaseosa.

En algunos suelos se encuentra material orgánico en baja y alta proporción,

pero a la hora de realizar la medición de las tres fases anteriormente

mencionadas nos e tiene en cuenta, solo se tiene en cuenta para determinar

las propiedades mecánicas del suelo.

Suelo parcialmente suelo seco suelo saturado

Saturado

Como este ensayo es esencialmente dirigido a determinar la gravedad

especifica o peso especifico relativo de la muestra ensayada, podemos decir

que dirigida a la relación de pesos y volúmenes.

Basándome en la misma bibliografía anteriormente mencionada, dice que en

mecánica de suelo se relaciona el peso con el volumen de las distintas fases

del suelo con el concepto de peso específico, esto relacionando el peso de la

muestra ensayada con su volumen.

De esta se desprenden:

1. peso especifico del agua destilada.

2. peso especifico del agua en condiciones normales de trabajo.

3. peso especifico de la masa del suelo.

3. peso especifico seco.

El concepto de peso específico relativo es la relación entre el peso específico

de la muestra y el peso específico del agua destilada a 4 grados centígrados,

esto específicamente a una atmosfera de presión.

De los pesos específicos relativos tenemos:

1. el peso especifico relativo de la muestra; o llamado también como gravedad

especifico de la muestra:

Formulación: Sm= (dm/d0) = (Wm/ (Vm* d0)

Siendo

dm= peso especifico de la muestra del suelo

d0= peso especifico del agua destilada a 4 grados centígrado y una atmosfera

de presión.

Wm= peso de la muestra

Vm= volumen de la muestra.

2. peso específico relativo sólido.

Formulación: Ss= (ds/d0) = (Ws/ (Vs* d0)

Siendo:

ds= peso especifico del sólido.

Vs= peso especifico del sólido.

Teóricamente el peso especifico de los suelo oscila entre 2,60 y 2,90.

Para mencionar un ejemplo de un material, tomamos en del cuarzo, su peso

especifico en de 2,67 y el del feldespato es de 2,6. Para suelo donde se

encuentra una gran cantidad de hierro, el peso especifico de estos minerales

en de aproximadamente de 3.

En turba en la cual se encuentra presente material orgánico, el peso especifico

a llegado 1,5. Los minerales de arcilla que es mineral que se encuentra en

buena proporción en suelo, su peso específico oscila entre 2,80 y 2,90.

En arcillas volcánicas el peso específico oscila entre 2,2 y 2,6, esta se

encuentra comúnmente en México.


1. una tara circular

2. un picnómetro

3. agua.

4. arcilla.

5. una pesa para pulverizar la muestra.

6. un horno para secar muestra.

7. un termómetro.

8. horno (105-110) ºC

9. Balanza

10. pipeta

11. agua destilada (teóricamente)

12. Embudo

2.4 PROCEDIMIENTO

Se introdujo una cantidad de muestra al horno a una temperatura adecuada por

24 horas.

Al día siguiente se saco la muestra, se dejo enfriar, pesamos la tara la cual se

obtuvo un peso de 95,2 gr, luego se todo la muestra y se metió dentro de la tara

y se peso, este peso fue de 223,6 gr, luego pulverizamos la muestra y la

colocamos en agua en una tara por 24 horas mas, el peso de esta solución fue

de 352gr.

Al día siguiente tomamos un picnómetro el cual se peso y se obtuvo un peso

de 122,4 gr, después se lleno el picnómetro con agua hasta un nivel de

referencia y se peso, este peso fue de 618,8 gr, se le tomo la temperatura al

agua dentro del picnómetro el cual fue de 32 grados centígrados. Luego

tomamos la solución de la tara y la depositamos en el picnómetro, pero antes

de saco el agua que tenia dentro, después agregamos agua hasta que el

picnómetro se llenara hasta el nivel de referencia y se peso, este peso fue de

698,4gr, luego se froto el picnómetro para sacar el aire dentro por una hora y se

volvió a pesar.

2.5 CALCULOS.

Gs = (Ws*dw)/ ((Wp+w + Ws – Wp+w+s)*d0)

Ws= peso de solidó

dw= peso especifico del agua

Wp+w= peso del picnómetro mas el agua

Ws=peso del solidó

Wp+w+s= peso de la solución dentro del picnómetro

D0= peso especifico del agua destilada.

Cálculos:

Wrecipiente= 95,2gr -------------------------------Wr

Wsolido+recipiente= 223,6gr ------------- Wr+s

Ws= Ws+r – Wr = 223,6gr – 95,2gr

Ws= 128,4gr

Wpicnometro=122,4gr-------Wp

Wpicnometro+agua= 618,8gr--------Wp+w

TH2O= 32 grados centígrados

Wrecipiente+H2O+arcilla=352gr -------Wsolucion---Wsol

Ww= WP+w – Wp = 618,8gr – 122,4gr

Ww= 496,4gr

Wp+H2O+sólido+aire= 698,4gr

Wrecipiente+sólido+H2O= 760gr --------T=33grados centígrado

Ws+recipiente=230,5gr

Gs= ((128, 4gr*0, 9951) / (618,8gr + 128gr – 698,4gr))

Gs= 2, 61

2.6 RELACIONES VOLUMETRICAS GRAVIMETRICAS

Tomamos como referencia la muestra saturada en el ensayo de gravedad específica dentro del picnómetro.

Datos:

WS= 128,4gr ---- del laboratorio de gravedad especifica

Wm= 576gr---------- del laboratorio de gravedad especifica

GS= 2,61 ------ del ensayo de gravedad especifica

Cálculos para relaciones volumétricas gravimétricas:

GS= ds/d0------ ds= GS*d0= 2, 61*1gr/cm3= 2, 61 gr/cm3

GS= 2,61------ gravedad especifica

VS= (WS/GS) = (128,4 gr/2,61)= 49,195

VW= (WS/dw) = (447, 6 gr/0,9951gr/cm3) = 449,2cm3

RELACIONES VOLUMETRICAS GRAVIMETRICAS

w= 27%

Gs = 2, 61

ds= 2,61 gr/cm3

Gw = (Vw/Vv)*100= (449,4cm3/449,4cm3)*100= 100%

e= (Vv/Vs) = (449,4cm3/49,195cm3)= 9,13

n = (Vv/Vm) = (449,4cm3/498,6cm3)= 0,90

ds = 2,53

3. ENSAYO DE PESO UNITARIO

3.1. OBJETIVO GENERAL. Determinar las relaciones volumétricas gravimétricas de la muestra de arcilla

que ensayamos en el laboratorio para así saber las condiciones en la cual se

encuentra nuestra muestra.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Determinar la masa del mercurio usado

Determinar la masa del mercurio desalojado

calcular el volumen de mercurio desalojado

Calcular el peso unitario de nuestra arcilla

3.3. PESO UNITARIO

El peso unitario es una medida cuantitativa que nos muestra la relación

existente entre la masa y el volumen de un determinado suelo,

matemáticamente hablando, el peso unitario se define como el cociente entre la

masa y el volumen de un suelo. (𝛾 =𝑊𝑠

𝑉𝑚), Físicamente no es mas que la

densidad que tiene un suelo.

En el sistema internacional de unidades, la densidad se mide en kilogramos

sobre metros cúbicos, pero también podemos analizarla usando otras

unidades, como son el gramo sobre centímetro cubico, inclusive en el sistema

ingles, libras sobre pulgada cuadrada, etc… pero en el presente informe dado

que las muestras se encuentran en cantidades pequeñas (masa y volúmenes

pequeños) usamos el gramo sobre centímetro cubico.

Como ya hemos mencionado el peso unitario se define como la masa sobre el

volumen, en nuestro caso de una muestra de suelo, para poder medir ese

volumen, tenemos varias opciones, si tenemos una figura regular de muestra,

simplemente por geometría podríamos calcular este volumen, pero este

método no es tan exacto debido a que tendríamos que tener en cuenta

demasiados parámetros y demasiada normatividad para que una muestra de

suelo tenga una figura regular; así que se puede usar otro método para medir

el volumen el cual consiste en la aplicación del principio de Arquímedes, el cual

enuncia lo siguiente “todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido

estático, será empujado con una fuerza ascendente igual al peso del volumen

de fluido desplazado por dicho cuerpo”, mas explícitamente dice que si se

sumerge un cuerpo en un liquido, el volumen desalojado de liquido será igual al

volumen del cuerpo sumergido en este; el liquido mas favorable para esta

experiencia es el mercurio por que, si usáramos agua, esta se introduciría en

los espacios vacios de la muestra lo cual alteraría la confiabilidad de los

resultados, por eso se usa el mercurio que es un liquido mas pesado, y gracias

a esto será mas difícil que se introduzca en los espacios vacios del suelo.


Arcilla

Balanza de precisión.

Mercurio

Recipientes

Lamina de inmersión

3.5. PROCEDIMIENTO

Se toma el peso de una muestra de arcilla, teniendo cuidado que

esta se introduzca perfectamente un recipiente con mercurio.

Se pesan los recipientes a usar.

Se vierte mercurio en uno de los recipientes y se pesan los 2 (

mercurio y el recipiente).

Se adhiere la muestra de arcilla a la lamina de inmersión.

Se introduce la muestra en el recipiente de contracción con mercurio.

Se pesa el mercurio desalojado.

3.5. CÁLCULOS

𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑤𝑅 = 41.4𝑔𝑟 𝑤𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑦 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑤𝑅𝑦𝑚

= 75.85𝑔𝑟 𝑤𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (𝑤𝑚 ) = 𝑤𝑅𝑦𝑚 − 𝑤𝑟 ; 𝑤𝑚 = 75.85𝑔𝑟 − 41.4𝑔𝑟 ; 𝑤𝑚 = 34.45𝑔𝑟

𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑞𝑢𝑒 ñ𝑜 𝑤𝑟 = 90.3𝑔𝑟 ; 𝑤𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑞𝑢𝑒 ñ𝑜 ,𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑦 𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 𝑤𝑟+𝑅+𝑚

= 793.5𝑔𝑟

𝑤𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 𝑤𝑟+𝑅+𝑚 − 𝑤𝑅 − 𝑤𝑟 ; 𝑤𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 793.5𝑔𝑟 − 90.3𝑔𝑟 − 41.4𝑔𝑟

𝑤𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 = 661.8𝑔𝑟 𝑤𝑚𝑒𝑟𝑐𝑢𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑟𝑟𝑎𝑚𝑎𝑑𝑜 𝑦 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑤𝑚𝑑𝑅 = 226.5𝑔𝑟 ; 𝑤𝑚𝑑 = 𝑤𝑚𝑑𝑅 − 𝑤𝑅

𝑤𝑚𝑑 = 226.5 𝑔𝑟 − 41.4𝑔𝑟 ; 𝑤𝑚𝑑 = 185.1𝑔𝑟

𝜌 =𝑤𝑚𝑑

𝑣𝑚𝑑 (Densidad del mercurio es igual a la masa del mercurio derramado

entre el volumen del mercurio derramado)

𝑣𝑚𝑑 =𝑤𝑚𝑑

𝜌 ; Nota: densidad del mercurio =13.6gr/cm³

𝑣𝑚𝑑 =185.1𝑔𝑟

13.6𝑔𝑟 /𝑐𝑚 ³ ; 𝑣𝑚𝑑 =13.6102412cm³

Pero por principio de Arquímedes, el volumen de la muestra introducida en el mercurio será igual al volumen de mercurio desalojado. 𝑣𝑚𝑑 = 𝑣𝑚

𝛾𝑚= 𝑤𝑚

𝑣𝑚 ; 𝛾𝑚=

34.45𝑔𝑟

13.61029412 𝑐𝑚 ³ ; 𝛾𝑚 = 2.53𝑔𝑟/𝑐𝑚³

4. ENSAYO DE TAMIZADO

4.1. OBJETIVOS


Determinar la distribución y clasificación de partículas por tamaño,

de la muestra.

4.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar los porcentajes de muestra que pasan por los distintos

tamices utilizados en la experiencia.

Determinar el porcentaje de muestra retenido en cada tamiz utilizado en

la experiencia.

Determinar la curva granulométrica de la muestra, Porcentaje que pasa

Vs Abertura del tamiz

4.2. TAMIZ

Un tamiz es un instrumento parecido a un colador empleado mucho en laboratorios de suelos la cual consta de una malla de filamentos que se entrecruzan dejando unos huecos en forma de cuadrados que tienen las mismas dimensiones, estos agujeros o huecos determinaran el tamaño de las partículas solidas que pasan por el tamiz. Los tamices pueden ser colocados uno encima del otro en donde el primer tamiz el cual tiene las aberturas más grandes va en la parte superior hasta llegar al tamiz inferior de aberturas o luces más pequeñas. Una vez que la muestra se deposita en la parte superior es puesto en agitación de modo que la muestra pase a través de los diferentes tamices. En el primer tamiz tendremos granulados de mayor tamaño, en los inferiores, tendremos granulados de menor tamaño que la luz de malla del tamiz anterior o superior. Y, por último, los gránulos que hayan pasado todos los tamices lo cuales se encuentran en el fondo tendrán un tamaño menor que la luz de malla del último tamiz. Esto permite seleccionar un granulado de un tamaño (o un rango de tamaños) determinado y que sabemos que van a ser apropiados para trabajos posteriores.

Granulometría

Clasificación de las partículas por su tamaño:

Granulometría

Partícula Tamaño

Arcillas < 0,002 mm

Limos 0,002-0,06 mm

Arena Fina 0,06-0,2 mm

Arena Media 0.2 – 0,6 mm

Arena Gruesa 0,6 – 2 mm

Gravas 2 mm-6 cm

Cantos rodados 6-25 cm

Bloques >25 cm

Clasificación Granulométrica Para llevar a cabo esta clasificación primero se debe pasar una muestra por una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices. Por medio de un análisis granulométrico se determinan las proporciones relativas de los diferentes de granos presentes en una masa de suelo cualquiera. Para obtener un resultado satisfactorio la muestra tiene que ser estadísticamente representativa de la masa del suelo. Como no es físicamente determinar el tamaño real de cada partícula independiente del suelo, en la

práctica del laboratorio solamente se agrupo los materiales por rangos de tamaño. Para lograr esto se tuvo la cantidad de material que pasa a través de un tamiz con una malla dada pero que es retenido en un siguiente tamiz cuya malla posee diámetros ligeramente menores al anterior y se relaciona esta cantidad retenida con el total de la muestra pasada a través de los tamices. Es apreciable que le material retenido de esta forma en cualquier tamiz consiste de partículas de muchos tamaños todos los cuales son menores al tamaño de la malla atreves de cual toda la muestra paso pero mayores que el tamaño de la malla del tamiz en el cual el suelo fue retenido.


Balanza Tamices Nº (10, 40, 200, Base) Arcilla Agua Horno Recipiente de aluminio

Horno

Balanza

Tamiz

4.4. PROCEDIMIENTO

Se selecciona cierta cantidad de muestra en este caso fue arcilla, esta muestra se deposita en un recipiente de aluminio, se pesa después fue puesta en el horno para realizar el secado. Es dejada en el horno 24 horas, después que haya pasado el tiempo la muestra es triturada hasta volverla polvo, se pasa por el tamiz 200, lo que queda en el tamiz retenido es lavado manipulando ligeramente la mano para facilitar el proceso de lavado hasta que el agua que pasa por el tamiz sea clara. Una vez más es puesta en el horno otras 24 horas. Nuevamente cuando haya terminado el tiempo se pesan los tamices a utilizar en la experiencia, son los tamices 4, 10, 40, 200, Base. La muestra es pasada por estos tamices, en donde las partículas solidas retenidas en cada tamiz es pesado. En donde la suma de todas las muestras en los tamices debe dar el total de la muestra inicial

4.5. CÁLCULOS

Datos Iniciales

W recipiente: 84,6 gr

W recipiente y muestra:

556,7 gr

W muestra: 472,1 gr

Después de sacarla del horno

W recipiente: 88,4 gr

W recipiente y arena:

190 gr

W arena: 101,6 gr

𝑊𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑊𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 + 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 − (𝑊 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑧 )

% 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 =(100 ∗ 𝑊𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎)

𝑊𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 + 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

% ret. Acu.n i= % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜

% ret. Acu.n i+1 ⃗⃗n f

= % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑛−1 − % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜

% 𝑞𝑢𝑒 𝑃𝑎𝑠𝑎𝑛 𝑖= % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 − % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑛 𝑖

% 𝑞𝑢𝑒 𝑃𝑎𝑠𝑎n i+1 ⃗⃗n f

= % 𝑞𝑢𝑒 𝑃𝑎𝑠𝑎𝑛−1 − % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑛

4.6 TABLA DE CLASIFICACIÓN

Tamiz #

W Tamiz

(gr)

Abertura (mm)

Tamiz + Arena (gr)

W Arena

(gr) % rete.

% ret. Acu.

% que Pasa

10 599 1,600 600,050 1,050 1,033 1,033 98,967

40 318 0,425 348,940 30,940 30,450 31,483 68,517

200 299 0,075 365,600 66,600 65,545 97,028 2,972

Base 277 0,00 280,020 3,020 2,972 100 0,00

Ʃ Ws 101,61 100

4.6. GRAFICA GRANULOMÉTRICA

1,600; 98,967

0,425; 68,517

0,075; 2,9720,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

90,000

100,000

0,06

3

0,1

25

0,2

50

0,5

00

1,0

00

2,0

00

% q

ue

Pas

a

Abertura Tamiz

% que Pasa Vs Abertura Tamiz

Series1

5. CONCLUSIÓN

Del ensayo de humedad se puede concluir que la humedad natural es la

cantidad de agua presente en un suelo, la muestra de suelo ensayada posee

un contenido de humedad del 28%, lo que nos lleva a decir que este suelo la

mayor parte de su contenido es solido y solo un poco mas de la cuarta parte es

agua.

Con la realización del ensayo de gravedad especifica podemos decir que se

cumplieron los objetivos plasmado en esta experimentación, ya que después

de unos procesos, de tomar muchas medidas y recopilar varios datos se llego a

lo esperado que era determinar la gravedad específica o peso especifico

relativo que fue de 2,61, podemos decir que un resultados bueno ya que según

el libro mecánica de suelo de Juárez Badillo dice que el peso especifico oscila

entre 2,60 a 2,90.

Podemos decir que el proceso para determinar la gravedad especifica que esta

bien explicado en el procedimiento de esa experimentación se realizo de una

forma correcta porque el resultado obtenido fue exitoso.

Podemos decir que la clave de la experimentación fue a la hora de frotar el

picnómetro para sacar el aire a la solución de agua y arcilla.

También podemos decir que en todo el proceso de la experimentación sino se

calibra constantemente la balanza utilizada para medir cada peso deseado o

necesario, os resultados pueden ser completamente errados, lo importante es

tener en perfecto estado todos y cada uno de los materiales y equipos a utilizar.

También cabe resaltar que en el proceso de triturar la muestra sacada del

horno, entre mas se tritura a la hora de saturarla, mejor será la saturación de la

muestra.

Para finalizar podemos decir que todos y cada uno de lo procesos en la

experimentación con muy importante porque un mal proceso puede que la

experimentación se todo un fracaso.

Después de realizada la experiencia de peso unitario, podemos afirmar que se

determino el peso unitario de la muestra de arcilla, puesto que se manejaron

todas las pautas y cuidados necesarios para llevar a cabo una correcta

experimentación. El peso unitario fue de 2.53 gr/cm³, lo que nos dice que en

nuestro suelo, por cada centímetro cubico de arcilla, hay 2.53 gr arcilla;

también podemos hacer una comparación, ya que la densidad de el agua es

aproximadamente de 1gr/cm³, afirmamos que nuestro suelo es 2.5 veces mas

pesado que el agua, lo que nos dice que nuestro suelo es de alta consistencia.

Al terminar los cálculos del ensayo del tamizado hemos podido inferir

conclusiones acerca de la distribución y clasificación de la muestra, como:

El 65,54 % de la muestra, es Arena Fina, este porcentaje quedo retenido

el tamiz numero 200.

El 30,45 % de la muestra es Arena Media, comparando la abertura del

tamiz utilizado, en este caso el tamiz numero 40 con la tabla

anteriormente expuesta.

El 2,94 % de la muestra se considera Arcilla y/o Limo, ya este fue el

porcentaje que quedo en la base o fondo

El 1,03 % de la muestra es considerada Arena gruesa, comparando la

abertura del tamiz utilizado, en este caso el tamiz número 10 con la tabla

anteriormente expuesta.

Luego de determinar los porcentajes de muestra que pasan por los tamices y

ya conociendo las aberturas de estos, pudimos establecer una relación grafica

de estos dos, y concluyendo de la grafica nos dice la forma en que varia el

porcentaje de muestra que pasa dependiendo de la abertura del tamiz con el

que se trabaje

BIBLIOGRAFÍA

mecánica de suelo, EULALIO JUAREZ BADILLO, ALFONSO RICO

RRODRIGUESZ, tercera edición, EDITORIAL LIMUSA.

Bowles, Manual de laboratorio de Suelos para Ingeniería Civil

ENSAYO DE HUMEDAD NATURAL, GRAVEDAD ESPECÍFICA, PESO UNITARIO Y TAMIZADO

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