Informe -Gravedad Específica de Sólidos

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS

UNIVERSIDAD “CESAR VALLEJO” - TRUJILLO Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería Civil

“GRUPO 2”

“INFORME DE GRAVEDAD ESPECÍFICA DE SÓLIDOS” CURSO

: MECANICA DE SUELOS

DOCENTE

: ING. SHEYLA Y. CORNEJO RODRIGUEZ

FECHA

: TRUJILLO, 16 DE MAYO DEL 2016 ALUMNOS

1.-

CAMPO

GABINETE

 ALVAREZ ENCARNACION GEINER





 BECERRA VASQUEZ DEYVY





 DE LA CRUZ MARIÑOZ ABEL





 ESPEJO ALFARO LEYDER





 LUJAN QUIPUZCOA JHUNIOR





 MOZO TIBURCIO BILLY





 RODRIGUEZ ANGULO MATEO





 RODRIGUEZ SANCHEZ LIZETH





 RONCAL PONCE ROBINSON





 SANCHEZ CARRANZA KEVIN





……………………………………………………………………………………………………………………………………

Págin a1

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS 2.-

……………………………………………………………………………………………………………………………………

NOTA: …….............................

EN NUMERO

EN LETRA

................................................

FIRMA DEL PROFESOR

PRESENTACION INFORME N° 06 – 2016 – IV/UCV/FAI/EIC

DE

:

LOS ALUMNOS

PARA

:

ING. SHEYLA YULIANA CORNEJO RODRIGUEZ

ASUNTO

:

INFORME DE ANALISIS GRANULOMETRICO

FECHA

:

16 DE ABRIL DEL 2016

Nos es grato dirigirnos a su persona para saludarle cordialmente y así mismo hacerle llegar el informe referido a la investigación sobre el tema de:  “INFORME DE GRAVEDAD ESPECÍFICA DE SÓLIDOS”

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ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS EL cual hemos investigado y procesado hasta llegar a diferentes conclusiones, tal proceso le daremos a conocer a continuación. Es todo cuanto tengo que informar a Usted docente de Mecánica de Suelos, para su conocimiento y los fines pertinentes.

Atentamente ---------------------------------------LOS ALUMNOS

2. REFERENCIAS:  MTC E 113 - 2000 Gravedad Específica (Picnómetro) de los suelos.  MTC E 107 - 2000 Análisis Granulométrico de suelos por tamizado.  Según la Esta norma ASTM D653 describe y regula el método para la determinación de la gravedad específica de los suelos que pasan el tamiz de 4.75 mm (# 4), por medio de un picnómetro.

Págin a3


3. OBJETIVOS: 3.1 Objetivo General:  Determinar el peso específico relativo de solidos la muestra alterada de suelo.

3.2 Objetivos Específicos:

 Conocer el uso del calor, como el medio más apropiado para hacer la extracción de vacío en la muestra.  Conocer sobre la relación que existe entre el peso específico de la materia que constituye las partículas del suelo y el peso específico del agua. Págin a4


 Hacer un uso adecuado de los materiales a usar, a fin de hacerlo con el menor error posible.

4. MARCO TEORICO: 4.1 GRAVEDAD ESPECÍFICA: Se define como gravedad específica a la relación en peso entre una determinada cantidad de árido seco y el peso de un volumen igual de agua; considerando como volumen de los áridos a la suma de los volúmenes de la parte sólida y poros. La gravedad específica de un suelo (Gs) se define como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4°C. La Gs se calcula mediante la siguiente expresión:

Gs = �� Dónde: Págin a5

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS �� = peso específico de los sólidos (grs/cm3) �� = peso específico del agua 4°C (grs/cm3) De esta forma, la gravedad específica puede ser calculada utilizando cualquier relación de peso de suelo (Ws) al peso del agua (Ww), siempre y cuando se consideren los mismos volúmenes, como se observa en la siguiente expresión: Gs = (Ws / Vs) / (Ww / Vw) * ��) = (Ww * ��) Dónde: Vs = volumen de solidos Vw = volumen de agua La forma de calcular Gs, difiere según el tipo de suelo analizado y el tamaño de sus articulas. Para suelos que contienen partículas mayores que el tamiz de 5mm. (Malla N°4 ASTM), el método recomendado a seguir es el C-127 ASTM, llamado gravedad específica y absorción de agregados gruesos. Si el suelo se compone de partículas mayores y menores que 5 mm. La muestra se separa en el tamiz, determinando el porcentaje en masa seca de ambas fracciones y se ensayan por separado con el método correspondiente. El resultado será el promedio ponderado de ambas fracciones. El valor de la gravedad específica para el suelo será: Gs = Gs (bajo malla N°4) * % pasa malla N°4 + Gs (sobre malla N°4) * % retenido malla N°4 Los procedimientos para suelos que pasen bajo la malla N°4, se diferencian solo si se trata de suelos cohesivos o no. El valor de la gravedad específica es necesario para calcular la relación de varios de un suelo, es utilizada en el análisis hidrométrico y sirve para graficar la recta de saturación máxima en el ensayo de compactación proctor. La densidad de los sólidos se obtiene en la práctica como la relación entre el peso de los sólidos y el volumen de agua que desalojan a la temperatura ambiente. Al valor obtenido se le hace una corrección por temperatura. Las partículas gruesas contienen, Págin a6

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS generalmente, aire entrampado en poros impermeables que solo podría eliminarse rompiendo las partículas que se usen en la determinación de a densidad de suelos no deben ser molidas o rotas. El valor de la densidad de solidos interviene en la mayor parte de los cálculos de Mecánica de Suelos y, ocasionalmente, sirve también para fines de clasificación. El valor de la densidad de los suelos varía comúnmente entre los valores de 2.20 a 3.0, según el material de que se trate. Algunos materiales se enlistan a continuación:

MATERIAL

VALOR DE Gs

Arcilla de origen volcánico

2.20 – 2.50

Suelos orgánicos

2.50 – 2.65

Suelos granulares

2.63 – 2.68

Limos inorgánicos

2.67 – 2.73

Arcilla poco plástica

2.72 – 2.78

Arcillas plásticas

2.78 – 2.86

Arcillas expansivas

2.86 – 2.9

4.2 CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO: Págin a7

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS La temperatura produce variaciones en el volumen del recipiente y modifica la densidad del agua, dado que el coeficiente de dilatación del vidrio pirex es muy pequeño, se considerarán sólo las variaciones de la densidad del agua. Para cada picnómetro es conveniente formar una gráfica de calibración, esto es, una curva que tenga por ordenadas los pesos del picnómetro con agua hasta la marca de aforo y como abscisas las temperaturas correspondientes, en otros términos es la representación gráfica de la relación. (T ºC vs Wpw) Según la Esta norma ASTM D653 describe y regula el método para la determinación de la gravedad específica de los suelos que pasan el tamiz de 4.75 mm (# 4), por medio de un picnómetro. Cuando el suelo contenga partículas mayores de 4.75 mm se seguirá el método de ensayo ASTM C127 para el material retenido sobre dicho tamiz, y este método será utilizado para el material con diámetros menores que 4.75 mm. - Esta norma prescribe dos procedimientos para determinar la gravedad específica:

 Método A. Procedimiento para muestras secadas en el horno  Método B. Procedimiento para la determinación sobre para muestras húmedas El procedimiento que se utilice será especificado por la entidad que solicite el servicio

G s=

WO K W O + W 2−W 1

Donde: K=factor de correccion basado en el peso especifico del agua a unatemperatura ( ver tabla ) W 2= peso de la fiola+ H 2 O del ensayo , en g W O =peso del suelo seco ( g ) W 1= peso de la fiola mas agua mas suelo(g) Págin a8


El procedimiento B será el procedimiento preferido con muestras de suelos orgánicos y suelos finos granulares de alta plasticidad, y en aquellos cuyas propiedades puedan cambiar significativamente al secarlos, sea al aire o en un horno. - Algunos materiales orgánicos pueden descomponerse al ser secados en el horno a la temperatura de secado normalizada en este método (110oC). - Los materiales que contienen yeso (sulfato de calcio hidratado), u otros compuestos que tienen cantidades significativas de agua de hidratación, pueden presentar un problema especial debido a que este material se deshidrata lentamente a la temperatura normalizada de secado (110oC) y en ambientes cuya humedad relativa sea muy baja, formando un compuesto que no se encuentra normalmente presente en materiales naturales, excepto en algunos suelos del desierto. - Con el fin de reducir el grado de deshidratación del yeso en los materiales que lo contienen, o para reducir la descomposición de suelos orgánicos, puede ser deseable secar estos materiales a 60oC o en un desecador a temperatura ambiente. - Este procedimiento es el apropiado para la determinación de la gravedad específica de muestras de suelos cohesivos, cuyas propiedades físicas y geotécnicas cambian Págin a9

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS irreversiblemente al secarse. Los suelos derivados de cenizas volcánicas y las arcillas de alta plasticidad se encuentran en esta categoría. - Cuando se requiera el valor de la gravedad especifica en los cálculos del análisis granulométrico por sedimentación, se ejecutará el ensayo correspondiente sobre la porción de la muestra que pase el tamiz de 2.36 mm (#8) SIGNIFICADO Y USO La gravedad específica de un suelo se utiliza en el cálculo de las relaciones de fase de los suelos, en los cálculos de los ensayos de granulometría por sedimentación, compresibilidad y potencial de expansión. El término partículas sólidas significa partículas minerales que ocurren naturalmente y no son solubles fácilmente en agua. En consecuencia la gravedad específica de los materiales que contengan materias extrañas (como cemento, cal y similares), materia soluble en agua (como el cloruro de sodio), y los suelos que contengan partículas con una gravedad especifica menor que uno requieren un tratamiento especial o una definición calificada de su gravedad específica.

5. PROCEDIMIENTO:

 Primero calibramos el picnómetro  Después llenamos el picnómetro con agua destilada por encima o por debajo de la marca de calibración.  Luego pasamos a hervir

el agua contenida en el picnómetro y agitamos

periódicamente el picnómetro hasta remover completamente el aire disuelto en el agua destilada.

 Después pasamos a enfriar el picnómetro lleno de agua en un recipiente aislador junto con el termómetro hasta que alcance una temperatura entre 15 y 30 °C Págin a 10


 Luego ajustamos el nivel del agua usando una pipeta, hasta que el fondo del nivel del menisco coincida con la marca de calibración.  Después secamos cualquier gota de agua que esté en el exterior del picnómetro y en el interior del cuello usando papel absorbente.  Por consiguiente introducimos el termómetro en el agua destilada hasta la profundidad apropiada.



Luego medimos y registramos la temperatura del agua con una precisión de 0.01 °C.

 Después pasamos a seleccionar una muestra representativa; la cantidad requerida dependerá de la capacidad del picnómetro que se va a utilizar.  Luego pesamos la muestra con aproximación de 0.01 g. Después de pesado, se pasa a colocar la muestra al picnómetro teniendo mucho cuidado de no perder material durante la operación. Para evitar posibles pérdidas del material previamente pesado, la muestra puede ser pesada después de que se transfiera al picnómetro.  Después mézclamos el suelo con suficiente agua destilada o desmineralizada, hasta formar una masa pastosa; colóquese luego la mezcla en el picnómetro y llénese con agua destilada hasta aproximadamente la mitad del frasco.

 Luego para remover el aire atrapado, conéctese el picnómetro a la línea de vacío hasta obtener una presión absoluta dentro del frasco no mayor de 100 mm de mercurio. El tiempo de aplicación del vacío dependerá del tipo de suelo ensayado.

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ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS  Como proceso alternativo, el aire atrapado puede ser removido calentando la suspensión levemente durante un período mínimo de 10 minutos, rotando ocasionalmente el picnómetro para facilitar la expulsión de aire. El proceso de calentamiento debe adelantarse con mucho cuidado, porque pueden ocurrir pérdidas de material. Las muestras que sean calentadas deberán dejarse enfriar a la temperatura ambiente.  Después llenamos el picnómetro con agua destilada hasta que el fondo del menisco coincida con la marca de calibración en el cuello del picnómetro y, usando un papel absorbente, remuévase con cuidado la humedad de la parte interior del picnómetro y su contenido con una aproximación de 0.01 g. Inmediatamente después de ser pesado, agítese la suspensión hasta asegurar una temperatura uniforme y determínese la temperatura de la suspensión con una aproximación de 0.1 °C introduciendo un termómetro hasta la mitad de la profundidad del picnómetro.  Luego transferimos con mucho cuidado el contenido del picnómetro a una cápsula de evaporación.  Después enjuagamos el picnómetro con agua destilada, hasta asegurarse que toda la muestra ha sido removida de él. Introdúzcase la cápsula de evaporación con la muestra en una estufa a 105 ± 5°C (221 ± 9 °F), hasta peso constante. El horno debe estar a una temperatura de 105 ± 5 °C (221 ± 9 °F).  Luego al día siguiente se sacó

la muestra del horno, se dejó enfriar a la

temperatura del laboratorio y se pasó a determinar el peso del suelo seco con una aproximación de 0.01g.  Al finalizar todo el procedimiento adecuado se pasara a calcular con los datos obtenidos del ensayo en el laboratorio.

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6. CALCULOS:  DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO

PESO ESPECIFICO DE LOS SOLIDOS D-854 DESCRIPCION Peso de la muestra (gr) Fiola (ml) Peso de la fiola (gr) Peso de la fiola + agua (gr) Peso de la fiola + agua+Muestra (gr) Peso específico (gr/cm^3) Peso específico Promedio (gr/cm^3)

M-100 500 500 176.66 674.34

M-101 500 500 176.66 674.34

986.75 2.67

986.35 2.66

2.67 Págin a 13

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS HALLAR: 1. PESO ESPECIFICO:

�� ∗ � Gs = �� + �� −

•

Dónde: Gs: Gravedad Especifica De Solidos

•

Ws: Peso Del Suelo Seco

•

K: Densidad Del Agua a 28°C = 0.9999

•

Wmw: Peso De La Fiola + Agua

•

Wmws: Peso De La Fiola + Agua + Muestra

 REEMPLAZAMOS TENEMOS LO SIGUIENTE: 1.1.

Gs=

PARA LA MUESTRA M-100

500 x 0.9999 674.34+500−986.35

Gs=2.67

gr c m3 Págin a 14

��


1.1.

Gs=

PARA LA MUESTRA M-101

500 x 0.9999 674.34+500−986.75

Gs=2.66

gr c m3

2. PESO ESPECIFICO PROMEDIO:

Peso Especifico P .=

Peso Especifico( M −100)+ Peso Especifico (M −101) 2

Peso Especifico P .=

2.67+2.66 2

Peso Especifico P .=2.67 gr /cm

7. MATERIALES E INSTRUMENTOS:

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ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS  Tamiz 4.75 mm (N° 4): Se usó para separar el material grueso con el material fino para su mejor manejo en el ensayo.



Balanza (Precisión de 0.01 g):

Se utilizó para pesar el picnómetro así material de muestra.

 Picnómetro (500mL): Se usó como contenedor del material y para la muestra más agua destilada.

Págin a 16

también del

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS  Termómetro Divisiones de 0.1 °C: Se usó para calcular las diferentes temperaturas obtenidas antes y después de exponerlo al fuego.

 Embudo: Su

uso

ayudó para no

desperdiciar el material que se introducía al picnómetro.

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ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS  Pipeta: Se usó para ajustar el agua con el nivel de calibración del picnómetro.

 Papel Toalla: Se utilizó para limpiar el picnómetro y tamices.

 Guantes: utilizó

se

como

protección, para

no

ocasionar accidentes de quemado durante el secado en la cocina.

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 Agua

Destilada: Se usó para mezclarse

con el material en el picnómetro.

 Cocina: Se usó para calentar el picnómetro con el material mezclado en su interior.

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 Ron de quemar: Se usó para encender la cocina.

8. CONCLUSIONES: GENERAL:  La gravedad especifica de un material, nos permite decir qué clase de material puede ser, teniendo en cuenta su peso, ya que es una relación de pesos del material.

ESPECÍFICA: Págin a 20


 Se ha concluido que el método más habitual para determinar la gravedad específica se lo realiza gracias a la utilización del picnómetro ya que este es un contenedor apropiado, en el cual la muestra de ensayo, pueda ser introducida fácilmente.  La importancia de este ensayo radica en que la gravedad específica de un suelo se utiliza en el cálculo de las relaciones de fase de los suelos, en los cálculos de los ensayos de granulometría por sedimentación, comprensibilidad y potencial de expansión. Por lo que debemos determinar de manera correcta este valor.  El realizar el ensayo y el informe es la manera indicada para conocer este procedimiento y poder llevarlo a cabo de manera satisfactoria. Además, se expone la importancia que conocer el valor de la gravedad especifica de solidos de la forma más precisa, para no afectar futuros resultados  Realizar un muestreo de suelo más extenso en la zona para poder determinar con mejor precisión el tipo de material que está formado el suelo.

9. RECOMENDACIONES: 

En el ensayo realizado para determinar la gravedad especifica del solido es recomendable tener precisión al momento de registrar las masas del picnómetro, muestras, bandeja, para así evitar futuros errores al momento de pesar y alteraría la gravedad especifica de la muestra.

Págin a 21

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS 

Se recomienda secar bien el picnómetro a la hora de ser utilizados ya que si estos se encuentran húmedos podrían modificar la gravedad específica de la muestra.



Al llevar el picnómetro a la cocina para hervirlo hay que tener cuidado que no hierva mucho sino puede ocasionar daños.

10.PANEL FOTOGRAFICO:

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Primero calibramos el picnómetro

Después llenamos el picnómetro con agua destilada por encima o por debajo de la marca de calibración.

Págin a 23

Págin a 24 Ajustamos el nivel del agua usando una pipeta

Enfriamos el picnómetro lleno de agua en un recipiente aislador junto con el termómetro.

Luego pasamos a hervir el agua contenida en el picnómetro y agitamo



Secamos cualquier gota de agua que esté en el exterior del picnómetro y en el interior del cuello usando papel absorbente.

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Introducimos el termómetro en el agua destilada hasta la profundidad apropiada.

muestra representativa; la cantidad requerida dependerá de la capacidad del picnómetro Págin a 26

Págin a 27 l suelo con suficiente agua destilada hasta formar una masa pastosa en el picnómetro

Pesamos la muestra con aproximación de 0.01 g. Después de pesado, se pasa a colo


ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS El aire atrapado puede ser removido calentando la suspensión levemente durante un período mínimo de 10 minutos, rotando ocasionalmente el picnómetro para facilitar la expulsión de aire.

Después llenamos el picnómetro con agua destilada hasta que el fondo del menisco coincida con la marca de calibración en el cuello del picnómetro

11.BIBLIOGRAFIA O LINK: Págin a 28

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS  Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil, Joseph E. Bowie.  Fundamentos de mecánica de suelos, Juárez Badillo – Rico Rodríguez  Mecánica de suelos, volumen 1 escrito por Eulalio Juárez Badillo, Alfonso Rico Rodríguez. Editorial LUMUSA.  Apuntes de Ingeniería Civil. Gravedad Específica.  Determinación de la gravedad específica de los sólidos.  http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/gravedad _especifica.pdf.  Determinación de la gravedad Específica de los sólidos. Laboratorio de mecánica de suelos I. Autores: Miguel Flores Burgos, Hugo Gradiz Murillo, Andrés Urtecho, Alex Urtecho, Jorge Espinoza.  Manual del Ingeniero Civil. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.

Págin a 29

Informe -Gravedad Específica de Sólidos

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