DuocUC - Biblioteca

Número:
Mecánica de Suelos.
DuocUC
Revisión Número: 0
Título
Teoría Determinación de
la Humedad
Preparado por:
Cristian Solís Chávez
MS 01-00-01/a
Fecha de vigencia:
01 – Enero - 2004
Revisado por:
Cristian Solís Chávez
1
Aprobado por:
Juan Niemann Soto
I. DEFINICIONES
Una de las propiedades índice más importante de los suelos finos es la humedad (w), la que
se define como:
w(%) = 100 *
wW
wS
Con wW : peso del agua
wS: peso suelo seco.
La importancia de la humedad en un suelo se da por el hecho de que los suelos granulares y
finos ( principalmente suelos finos) sus propiedades mecánicas cambian considerablemente. En una
primera etapa( considerando inicialmente el suelo en estado seco) el agua aporta a mejorar las
propiedades de resistencia, pero pasado cierto contenido de humedad(Humedad óptima: varía según
el tipo de suelo) las propiedades de los materiales bajan en forma importante, hasta pasar de un
estado sólido a un estado líquido.
El suelo es un sistema discontinuo de partícula, un elemento de suelo constituye
intrínsicamente un sistema de varias fases. La Figura Nº1 muestra un elemento típico de suelo que
contiene 3 fases diferentes: sólida( partículas minerales), gaseosa y líquida( agua generalmente), la
figura muestra se han separado las fases con el fin de facilitar la deducción de las relaciones entre
ellas.
Figura Nº1
Relaciones Volumétricas y Gravimétricas
de los suelos
Aire
Va
Vv
Vacíos
Líquido
Sólido
Con : V= Volumen total muestra
Va= Volumen de aire
Entonces: V= VV + VS
;
Vw
V
Vs
VS= Volumen del sólido Vw= Volumen de agua
VV= Volumen de Vaciós.
VV = Va + VW
Mecánica de Suelos.
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Título
Teoría Determinación de
la Humedad
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Preparado por:
Cristian Solís Chávez
Fecha de vigencia:
01 – Enero - 2004
Revisado por:
Cristian Solís Chávez
Número:
MS 01-00-01/a
2
Aprobado por:
Juan Niemann Soto
Se pueden obtener con la figura 1 expresiones que relacionan las distintas fases.
Existen tres importantes relaciones de volumen:
A) Porosidad (n %): es la relación entre el volumen de vacíos( poros, huecos) y el volumen
total.
VV
* 100
V
n=
B) Relación de Vacíos (e): es el cuociente entre el volumen de vacíos y el volumen del sólido.
e=
VV
VS
C) Grado de Saturación ( Sr% ): indica el porcentaje de volumen de vacíos que está relleno
de agua. Así un valor de Sr = 0, indica un suelo seco y un Sr = 100, indica un suelo
saturado y un suelo entre 0 y 100 un suelo parcialmente saturado.
Sr =
VW
*100
VV
Mecánica de Suelos.
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Revisión Número: 0
Título
Ensaye Determinación
de la Humedad
Preparado por:
Cristian Solís Chávez
Fecha de vigencia:
01 – Enero - 2004
Revisado por:
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Número:
MS 01-00-01/a
1
Aprobado por:
Juan Niemann Soto
DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD
1. OBJETIVO
Este ensaye tiene como finalidad determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo.
2. ANTECEDENTES GENERALES
El contenido de humedad de un suelo esta constituida por la suma de sus aguas libre, capilar e
higroscópica.
La importancia de determinar el contenido de humedad es que, junto con el contenido de aire del
mismo, determinan las características más importantes para explicar el comportamiento de un suelo a
los cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica, etc.
3. MÉTODOS
3.1 Método tradicional
El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del
secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso
del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea:
w = (Ww / Ws ) * 100
(%)
donde:
w = contenido de humedad expresado en %.
Ww = peso del agua existente en la masa de suelo.
Ws = peso de las partículas sólidas.
3.2 Método según NCh 1515 Of.79
3.2.1
Equipo necesario
a) Horno de secado.
b) Balanza. Su precisión variará de acuerdo a la cantidad de muestra a pesar, según lo indicado
en la tabla S01.1.
c) Herramientas y accesorios: recipientes de porcelana, guantes, espátula y brocha.
3.2.2
Procedimiento
a) Tomar una muestra representativa de suelo, de acuerdo al tamaño máximo de partículas,
según la tabla S01.2.
b) Colocar la muestra húmeda en un recipiente previamente tarado (Mr), para proceder a pesar
la muestra húmeda más el recipiente, obteniendo Mh.
c) Luego, colocar el conjunto dentro del horno durante 24 horas, a una temperatura de 110° +- 5°
C.
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d) Transcurrido dicho tiempo, determinar el peso del recipiente con la muestra seca.
3.2.3
Cálculo
-
Calcular el contenido de humedad (w) de la muestra:
w = ( Mh – Ms ) / ( Ms – Mr ) * 100 (%)
donde:
Mh = peso recipiente más la muestra de suelo húmedo (grs.)
Ms = peso recipiente más la muestra de suelo seca (grs.)
Mr = peso recipiente (grs.)
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4. TABLAS
S01.1
Cantidad de muestra a ensayar (grs.)
Precisión de la balanza (gr.)
100
100 – 1000
1000
0,01
0,10
1,00
S01.2
Tamaño máximo de las partículas (mm.)
50
25
12,5
5
2
0,5
Cantidad a ensayar (grs.)
3000
1000
750
500
100
10
5. OBSERVACIONES
a) se recomienda usar el horno a 60° C, para no falsear la humedad en suelos que contienen
cantidades significativas de materia orgánica, yeso o ciertos tipos de arcillas.
b) En la mayoría de los casos, el tiempo de secado varía dependiendo del tipo de suelo. Por
ejemplo una muestra de arena puede secarse en sólo en algunas horas, ciertas arcillas
podrán tardar más de 24 horas. En caso de que el tiempo establecido sea insuficiente, la
muestra continuará en el horno hasta obtener pesadas consecutivas constantes transcurridas
4 horas entre ellas.
c) Para evitar pérdidas de humedad, como también absorción de humedad atmosférica luego de
extraer la muestra del horno, se recomienda el empleo de recipientes herméticos con tapa.
d) Las muestras ensayadas para determinar la humedad, deberán ser descartadas y no se
utilizarán en ningún otro ensayo.
6. Otros métodos para determinar el contenido de humedad.
- Método del alcohol metílico.
- Método del Speedy.
- Método del pictómetro de aire diferencial.
- Método nuclear.
- Método de la aguja Proctor.
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Ensaye Determinación
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CENTRO TECNOLOGICO DE LA CONSTRUCCION
LABORATORIO DE CONSTRUCCION
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
PROYECTO
:
UBICACIÓN
:
TIPO DE SUELO
:
CONDICIÓN DE LA MUESTRA :
FECHA MUESTREO
:
FECHA ENSAYO
:
Método secado al horno
Muestra N°
1
2
Peso recipiente + suelo húmedo
Peso recipiente + suelo seco
Peso recipiente
Peso suelo seco
Peso agua
Contenido de humedad (%)
Humedad Promedio =
Observaciones:
%
3
4
5