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LABORATORIO #4 DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DE LOS SUELOS Y DEL LLENANTE MINERAL, EMPLEANDO UN PICNÓMETRO CON AGUA. “INV. E-128-13”

Juan Sebastián García Díaz David Fernando Mojica Pulido Alejandro Luis Pineda Luis David Prieto Riaño

GRUPO N° 1

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS MECÁNICA DE SUELOS TUNJA 2017

LABORATORIO #4 DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DE LOS SUELOS Y DEL LLENANTE MINERAL, EMPLEANDO UN PICNÓMETRO CON AGUA. “INV. E-128-13”

Juan Sebastián García Díaz 1 Cód: 201210144 David Fernando Mojica Pulido 2 Cód: 201510141 Alejandro Luis Pineda Luis David Prieto Riaño

3 Cód: 20141217 4 Cód: 201212477

GRUPO N° 1 Presentado al ingeniero: LUIS CARLOS LEGUIZAMÓN BARRETO

En la asignatura: MECÁNICA DE SUELOS

Monitor: MICHAEL ALEXANDER GUEVARA VELANDIA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS MECÁNICA DE SUELOS TUNJA 2017

1. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Determinar la gravedad especifica de un suelo que pasa por el tamiz #4 mediante un picnómetro con agua con el fin de obtener la magnitud de la gravedad específica de un suelo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS   

.

Calibrar de manera adecuada el picnómetro con los métodos especificados. Analizar las características que pueda tener la muestra una vez conocida su gravedad específica. Hacer uso adecuado de los materiales con el fin de tener la menor cantidad de errores durante el laboratorio.

2. EQUIPOS TABLA N 1. Materiales utilizados en el laboratorio de gravedad específica.

NOMBRE

DESCRIPCIÓN Sirven para medir el peso de muestras

y

elementos

a

utilizar. En este laboratorio se Balanza electrónica

utilizó para pesar la muestra en

distintos

estados,

capsulas y otros elementos. Su función principal es secar la humedad a la muestra para tener el dato exacto de la muestra en su estado natural. Tiene un termostato Horno

electrónico

integrado

y

maneja temperatura entre los 5°

y

200°

C.

En

este

laboratorio la muestra tuvo una duración de 24 horas dentro del horno se para determinar el porcentaje de humedad de la muestra. Se utiliza para calentar soluciones líquidas y sólidas. Estufa

En este laboratorio se usó para calentar el picnómetro con el agua. Recipiente de

pequeñas

dimensiones que se usa para

FIGURA

Picnómetro

determinar la densidad de un sólido o de un líquido.

Se utiliza para adquirir una precisión de los líquidos que Pipeta

se

van

a

utilizar

en

el

laboratorio. Instrumento

usado

para

medir la temperatura. Termómetro

Un embudo de superficie anticorrosiva y lisa con un Embudo

cuello. El diámetro del cuello del embudo debe ser lo suficientemente grande para permitir el paso fácil de

los

sólidos. Cada tamiz tiene una malla incorporada por dentro, tiene un número específico y el número Tamiz

del

tamiz

nos

determina la abertura de los huecos de la malla. tienen

tamices

Se desde

aberturas de 200 hasta 4.

Maceta

Sirve para macerar y pulverizar las muestras, se usa para el laboratorio de gravedad específica.

Bomba de vacíos

Se usa para sacar los vacíos de la muestra. Está se caracterizada por su bombeo, y la cantidad de gas o aire evacuado por unidad de tiempo.

Agitador de suelos

Permite eliminar los vacíos que presentan las muestras, este procedimiento lo hace licuando la muestra en agua.

CAPSULAS

Están hechas de metal para que soporten las altas temperaturas al introducirlas en los hornos para el proceso de secado.

Fuente: elaboración propia.

3. MATERIALES

Tabla 4. Materiales utilizados en el laboratorio de gravedad específica Nombre

Muestra de suelo

Descripción La muestra de suelo fue extraída de una exploración realizada en los predios de la universidad. Esta contenía materiales finos y gruesos, y presentaba una coloración café claro. Este suelo es de tipo residual. Se usaron 60 gr de esta muestra para la práctica de laboratorio..

Fuente: Elaboración propia.

Imagen

4. PROCEDIMIENTO PASOS PULVERIZAR LA MUESTRA

DESCRIPCION Con la maceta se pulveriza la muestra hasta dejarla muy fina

OBTENER MUESTRA PARA ENSAYO

Ya con la muestra pulverizada se pasa por el tamiz #4 y se deja caer a caer un recipiente el cual ya debe de estar pesado, se consigue un peso de 60gr de la muestra pulverizada.

PESO Y CALIBRACION DEL PICNOMETRO

Se coge el picnómetro, se lava y se seca muy bien, luego de estar secado se pesa tres veces y se saca una media, la cual debe de tener una desviación menor a 0,02gr, luego se llena el picnómetro con agua hasta la marca de aforo, luego de pesado, se mide la temperatura del agua a temperatura ambiente, luego se pesa, y así con otras tres temperaturas que son: 24° 26° y 28°, para la cual, se tiene agua caliente en la estufa y se coloca el picnómetro con agua y el termómetro hasta que marque la temperatura deseada.

IMAGEN

Fuente: propia 1. Ya con los pesos obtenidos para cada temperatura (cada vez que se aumenta la temperatura, el peso baja) se halla el volumen y que estos tenga una desviación estándar menor a 0,05cm^3. 2. Ya con todos los datos obtenidos para la calibración del picnómetro, se retira el agua del picnómetro y se seca, luego se vuelve a pesar y debe tener una desviación menor a 0,06gr referente al peso promedio del picnómetro, luego se coloca la tierra y después agua hasta la marca de aforo. Figura (4): lechada de la muestra.

Fuente: propia 3. Ya con la lechada, se empieza a batir hasta que salga espuma la cual se retira con una hoja de papel y una bayetilla, se hace este proceso hasta que no salga más, el cual sirve para retirar los vacíos de la muestra, para asegurase bien, se coloca el picnómetro en agua caliente y se bate hasta obtener el mismo resultado. 4. Cuando ya se verifique que no salga más espuma, el picnómetro con la muestra se pesan y se anota en resultado, luego se coloca la muestra en un recipiente a pesado, y estos se pesan de nuevo. Figura(5): muestra en recipiente.

Fuente: propia.

5. Ya con la muestra en el recipiente se coloca en el horno, y luego de 24 horas se saca y se pesa, ya para hacer los correspondientes cálculos. Figura (6): muestra en el horno.

Fuente: Propia Figura (7): muestra seca.

Fuente: propia.

6. DATOS OBTENIDOS (LOS DATOS DE LAS GUÍAS)

7. CÁLCULOS 

El volumen calibrado del picnómetro en cada medida viene dado de la siguiente manera:

Con esto se elaboró la siguiente tabla: TABLA N 5 . VOLUMEN CALCULADO DEL PICNOMETRO masa prome.picnometro 183.722 tempertur a

Mpw,c

22

682.19

24

681.99

26

681.69

28

681.35

PROMED 681.805 IO Desviación estándar

pwc 0.9977 7 0.9973 0.9967 9 0.9962 4 0.9970 25

vp 499.582 499.617 499.572 499.506 499.569 2 0.046

Fuente: Propia 

MASA DEL PICNÓMETRO LLENO DE AGUA A TEMPERATURA DE

ENSAYO

Con esto se elaboró la siguiente tabla: Tabla N 6 . Datos y valor de la masa del picnómetro. Mp 183.722 Vp 499.569 Pw,t 0.997025 Mpw,t+pi 681.805 c Mpw,t 498.083 Fuente: Propia 

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SOLIDAS DEL SUELO A LA TEMPERATURA DEL ENSAYO.

Con lo cual tenemos: Tabla N 7 (Datos y valor de la gravedad específica) Rec+ss 240.46 Rec 145.7 Ms 94.76 Mpws,t+ 741.4 pic Mpws,t 557.678 2.694726 24 Fuente: propia Gs

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS La mayor parte del laboratorio y su complejidad parte del hecho de que los instrumentos utilizados, en este caso el picnómetro estén lo más calibrada mente posibles con el fin de obtener datos cercanos a la realidad y a la teoría. Otra forma de que los datos sean lo más reales posibles están determinados por las desviaciones estándar en el registro de información lo que hace más confiable el laboratorio y fue precisamente lo que se pudo observar una vez hecho los cálculos. Según la teoría la gravedad especifica oscila entre valores de 2.6 a 2.9 dependiendo el material y su composición mineral, en nuestro caso la gravedad especifica calculada tiene un valor de Gs= 2.6947 por lo cual podemos decir que el valor está en los intervalos establecidos además basándonos en este dato se puede afirmar que nuestra muestra de suelo correspondería a un Suelo de arcilla arenosa cuya Gs es de 2.7 (tabla (1)) y este material al ser de grano fino logro pasar adecuadamente el tamiz n° 100 utilizado en el laboratorio. También se puede establecer que es probable que los minerales que mayor tenga esta arcilla arenosa se encuentren los feldespato de acuerdo a la tabla (2)

9. CUESTIONARIO 1. Explique brevemente, como se calcula la gravedad especifica de un suelo con tamaños mayores al N°4 o 4.75mm y que norma de ensayo se utiliza. La norma que se debe seguir para calcular la gravedad específica de un suelo grueso (con partículas mayores a 4,75mm) es la norma INV E – 223. Una muestra de agregado se sumerge en agua durante 24 h aproximadamente para saturar los poros. Luego se remueve el agua y se seca la superficie de las partículas, y se determina su masa. Posteriormente, la masa de la muestra es determinada y sumergida en el agua. Finalmente, la muestra es secada al horno y se determina su masa una tercera vez. Se usan las masas obtenidas y con las fórmulas de este método de ensayo, se calculan tres tipos de densidad y la absorción.

2. Como se estima la gravedad especifica de un suelo que contiene partículas mayores y menores al tamiz N°4 o 4.75mm Para estimar el valor de la gravedad específica de un suelo que contiene partículas que se retienen y que también pasan el tamiz #4, se debe realizar el procedimiento descrito en las normas INV E – 222 (para el agregado fino) e INV E – 223 (para el agregado grueso); es decir, primero se debe realizar la separación de partículas de suelo por medio de tamizado y luego calcular la gravedad específica para cada muestra y el resultado de gravedad específica de dicho suelo, será entonces, el promedio ponderado de los dos valores obtenidos anteriormente.

10. CONCLUSIONES.

Teniendo en cuenta el valor de la gravedad específica de un suelo podemos determinar distintas propiedades que este posee así como que tipo de suelo se está tratando y su composición mineralógica, Esta gravedad específica en la práctica se hace en el laboratorio con el uso del picnómetro, que dependiendo de la buena capacidad de calibración y de la toma de medidas nos puede arrojar de manera certera el valor real de lo que se esta hallando. Como en el laboratorio se tuvieron todas las recomendaciones y especificaciones debidamente establecidas se puede concluir que en cuanto a las mediciones los datos son correctos y se acercan a la realidad.

BLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA



BADILLO J., Eulalio & RODRIGUEZ R. Alfonso. Mecánica de suelos. Fundamentos de la Mecánica de Suelos. 2da edición. México D.F. Editorial Limusa S.A de C.V. Grupo Noriega Editores, 2005. págs. 644. Tomo I.



BRAJA M. DAS. Fundamentos de ingeniería geotécnica. Cuarta edición. 2013. Pág. 33.



Diccionario online (2017). Gravedad especifica. http://www.diclib.com/gravedad%20espec %C3%ADfica/show/es/es_wiki_10/18584#ixzz4cjpbPSLo

Disponible

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