Ensayo Gravedad específica de los sólido

Gravedad específica de los
sólidos del suelo
GEOLOGÍA Y GEOTECNIA
2003
• Explicación del método general de
obtención de la gravedad específica de la
masa de cualquier material compuesto por
partículas pequeñas cuya gravedad
específica sea mayor que 1.00.
Gravedad específica
de los sólidos del suelo
Ing. María Teresa Garibay
Recordemos la definición de
G=
El método de trabajo del laboratorio para
determinar la gravedad específica es un
método indirecto porque para medir el
volumen del suelo se mide el volumen del
agua que este desplaza.
Vamos a derivar una expresión para
calcular la gravedad específica
γ material / γ agua a 4°C
que tambien puede ser escrita como
G=
Wsuelo/V
W agua a 4°C /V
y como los volúmenes son iguales queda
G=
Wsuelo
W agua a 4°C
Finalmente
G=
Wsuelo
Wagua desplazada
Datos que se obtienen en el laboratorio
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Si los sólidos del suelo no desplazaran un volumen de
agua igual al volumen que ellos ocupan tendríamos que el
peso total en el esquema 3 sería:
Wtotal= Wmatraz+agua + Wsuelo
Pero como parte del agua es reemplazada por partículas
de suelo, el peso total en la figura 3 es:
Peso del matraz
vacío
Wmatraz
Peso del matraz +
agua
Wmatraz+agua
Peso del matraz +
agua+suelo
Wmatraz+agua+suelo
Wmatraz+agua+ suelo = Wmatraz+agua + Wsuelo
–Wagua desplazada
1
De la expresión que habíamos deducido anteriormente se
puede despejar el valor del peso del agua desplazada ya
que todos los términos escritos en azúl se obtienen en el
laboratorio por medio de pesadas.
Wmatraz+agua+ suelo = Wmatraz+agua + Wsuelo
–Wagua desplazada
Falta realizar la corrección correspondiente a la
temperatura a la que se realizó el ensayo (el matraz mide
un volumen patrón de agua destilada a 20°C, a
temperaturas mayores el volumen será ligeramente
mayor)
α=γ agua T° ensayo/ γ agua a 20°C
quedando
Por lo que
G=
G=
Wmatraz+agua
Wsuelo
+
α Wsuelo
Wsuelo - Wmatraz+agua+ suelo
Wagua desplazada
G=
Wmatraz+agua
+
Wsuelo
Wsuelo - Wmatraz+agua+ suelo
Equipo necesario para realizar el ensayo
Frasco volumétrico
de 500ml de
capacidad
Balanza
termómetro
Equipo para lograr
una temperatura
homogénea
Bomba de vacío para obtener agua
desaireada
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Estufa para secado de muestras
Mortero para
desmenuzar el suelo
Previo a la realización del ensayo se debe realizar la curva
de calibración del matraz(peso del matraz + agua
versus temperatura).
Balanza y bandeja
para volcar la
solución de suelo
y agua
Procedimiento:
1. Llenar cuidadosamente el matraz con agua desairada
2. Introducir el matraz en un baño de agua a una
temperatura prefijada
Vista de matraz dentro del baño de agua
3
3. Verificar la temperatura dentro del matraz
4. Pesar el matraz con agua.
5. Repetir este procedimiento por lo menos 4 veces.
6. Dibujar la curva de calibración del matraz.
(Esta curva se guarda en el laboratorio como dato de este matraz para
futuros ensayos.)
W
Comienzo del ensayo para
determina G
T°
De acuerdo a la temperatura con la que se realiza el ensayo
para obtener G se obtiene de la curva el valor Wmatraz+agua
Primer paso: desmenuzar la muestra con el mortero
Segundo paso:
introducir la
muestra dentro del
matraz
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Tercer paso:
agregar agua al
matraz y mezclar
para lograr una
solución
homogénea.
Observar las
burbujas que se
forman al desairear
la solución
Quinto paso:
completar
cuidadosamente
con agua hasta la
marca del matraz.
Cuarto paso:
agregar más agua
al matraz y
comenzar a
desairear la
solución.
Otra vista del
proceso de sacar
las burbujas de
aire atrapadas en
el agua.
Sexto paso: obtener el
peso del matraz con la
solución de suelo y agua.
Se obtiene
Wmatraz+agua+ suelo
5
Octavo paso:
volcar la solución
dentro de una
bandeja de peso
conocido
Noveno paso:
obtener el peso de
la bandeja con la
solución
Décimo paso: llevar a estufa para evaporar el
agua y poder obtener el peso del suelo seco
Vista de la solución cuando está en proceso de
evaporación del agua
Con los datos obtenidos en el laboratorio (pesos y
temperatura del ensayo)
Undécimo paso:
obtener el peso de
la bandeja con el
suelo seco. Por
diferencia
obtenemos el
peso del suelo
seco.
Wsuelo
Wmatraz+agua
Wmatraz+agua+ suelo
Wsuelo
T°
Se calcula
G=
Wmatraz+agua
+
α Wsuelo
Wsuelo - Wmatraz+agua+ suelo
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