Manual de laboratorio

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PRIMER TALLER DE MECANICA DE SUELOS – MARZO 2006

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR MEDIO DEL HIDRÓMETRO Referencia ASTM D-422, AASHTO T88, J. E. Bowles ( Experimento Nº 6) , MTC E 109-2000

OBJETIVO El análisis hidrométrico se basa en la ley de Stokes. Se asume que la ley de Stokes puede ser aplicada a una masa de suelodispersado, con partículas de varias formas y tamaños. El hidrómetro se usa para determinar el porcentaje de partículas de suelos dispersados, que permanecen en suspensión en un determinado tiempo. Para ensayos de rutina con fines de clasificación, el análisis con hidrómetro se aplica a partículas de suelos que pasan el tamiz de 2.00 mm (N° 10). Para más precisión, el análisis con hidrómetro se deberealizar a la fracción de suelo que pase el tamiz de 74 µm (N° 200). APARATOS • Balanza, de sensibilidad 0.1 g • Tamices, de 2.0 mm (N° 10) y de 74 µm (N° 200) • Aparato agitador, mecánico o neumático, con su vaso (foto 2). • Hidrómetro. Graduado para leer, de acuerdo con la escala que tenga grabada, el peso específico de la suspensión o los gramos por litro de suspensión. En el primer caso, laescala tiene valores de peso especifico que van de 0.995 a 1.038 y estará calibrado para leer 1.00 en agua destilada a 20 °C (68 °F). Este Hidrómetro se identifica como 151 H. En el otro caso la escala tiene valores de gramos de suelo por litro (gr/l) que Foto 1 equipos van de -5 a +60. Se identifica como 152 H y está calibrado para el supuesto que el agua destilada tiene gravedad específica de 1.00 a20 °C (68 °F) y que el suelo en suspensión tiene un peso específico de 2.65. Las dimensiones de estos hidrómetros son las mismas; sólo varían las escalas (véase Foto 2 y figura 1). • Cilindro de vidrio, para sedimentación de unos 457 mm (18") de alto y 63.5 mm (2.5") de diámetro y marcado para un volumen de 1000 ml a 20 °C (68 °F). • Termómetro de inmersión, con apreciación de 0.5 °C (0.9 °F). •Cronómetro o reloj. • Horno, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F). • Utensilios de uso general. Envases apropiados para el manejo y secado de las muestras y un par de guantes de asbesto o caucho. • Agente dispersante. Una solución de hexametafosfato de sodio; se usará en agua destilada o desmineralizada en proporción de 40 g de hexametafosfato de sodiopor litro de solución. • Las soluciones de esta sal deberán ser preparadas frecuentemente (al menos una vez al mes) o ajustar su pH de 8 a 9 por medio de carbonato de sodio. Las botellas que contienen soluciones deberán tener la fecha de preparación marcada. • Agua. Toda agua utilizada deberá ser destilada o desmineralizada. El agua para el ensayo con hidrómetro deberá llevarse hasta latemperatura que prevalecerá durante el ensayo; así, si el cilindro de sedimentación se va a colocar en baño de agua, la temperatura del agua destilada o desmineralizada que va a utilizarse se llevará a la temperatura de dicho baño. Si el cilindro de sedimentación se coloca a la temperatura ambiente del laboratorio, el agua deberá tener dicha

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PRIMER TALLER DE MECANICA DE SUELOS – MARZO 2006UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

temperatura. La temperatura normal de ensayo es la de 20 °C (68 °F). Sin embargo, variaciones de temperatura pequeñas, no implicarán el uso de las correcciones previstas.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA El tamaño aproximado de la muestra que se debe usar para el análisis por el hidrómetro varía con el tipo de suelo que va a serensayado. La cantidad requerida para suelos arenosos es de 75 a 100 g y para limos y arcillas de 50 a 60 g (peso seco). El peso exacto de la muestra en suspensión puede ser determinado antes o después del ensayo. Sin embargo el secado al horno de algunas arcillas antes del ensayo puede causar cambios permanentes en los tamaños de granos aparentes; las muestras de estos suelos deben ser conservadas...