GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SOLIDOS DEL SUELO
DEISY YOLIMA GONZALEZ VERA – 1094275013
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA
INGENIERÍA CIVIL
PAMPLONA
2015
GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SOLIDOS DEL SUELO
PRESENTADO POR:
DEISY YOLIMA GONZALEZ VERA – 1094275013
PRESENTADO A:
ING. VICTOR HUGO VERJEL TARAZONA
MECÁNICA DE SUELOS I
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA
INGENIERÍA CIVIL
PAMPLONA
2015
INTRODUCCIÓN
La Mecánica de Suelos es una ciencia empírica, basada en la experimentación, la cual nos facilita
ensayos y procedimientos para poder determinar las diferentes propiedades físicas y mecánicas de
un suelo. El presente informe muestra el procedimiento que realizamos para determinar la gravedad
específica de una muestra de suelo que es la relación entre la masa de un cierto volumen de sólidos
a una temperatura dada y la masa del mismo volumen de agua destilada y libre de gas, a la misma
temperatura.
En este informe se mostraran los parámetros y los pasos necesarios para llegar a obtener el valor de
la gravedad específica de la muestra, de gran enriquecimiento para nosotros el poder interactuar
con dicho análisis. Mostrar todos los procesos, desde el momento en que la muestra es tomada,
hasta la obtención del valor de dicha gravedad, Finalmente se adiciona al informe toda la
información fotográfica obtenida del ensayo en la parte de PROCEDIMIENTO.
OBJETIVOS
Obtener la gravedad específica de la masa de cualquier material compuesto por
partículas pequeñas cuya gravedad específica sea mayor que 1.00. Esta práctica es
aplicable específicamente a suelos y agregados finos (o arenas) como los utilizados en
mezclas de concreto y asfalto.
Estudiar el procedimiento para realizar la prueba y como llevarla a cabo de manera
correcta.
Reconocer la utilidad de este valor (gravedad específica) como parámetro para la
clasificación de suelos.
MARCO TEORICO
La gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo, es
necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza también en el análisis del
hidrómetra y es útil para predecir el peso unitario del suelo. Ocasionalmente el valor de la gravedad
específica puede utilizarse en la clasificación de los minerales del suelo, algunos minerales de
hierro tienen un valor de gravedad específica mayor que los provenientes de sílica.
La gravedad específica de cualquier sustancia se define como el peso unitario del material en
cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a 4°C. Así, si se consideran solamente los
granos del suelo se obtiene la gravedad específica (Gs) como:
𝐺𝑠 =γmaterial
𝛾𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶
Para calcular la gravedad específica:
Wb = peso del frasco volumétrico vacío (y seco).
Wbw = peso de la botella más agua destilada o agua común hasta la marca del frasco volumétrico.
Wbws= Colocar el peso de sólidos seco (Ws) en el frasco y nuevamente llenar el frasco hasta la
marca de volumen y pesarlo.
Si el agua no fuera desplazada dentro de la botella por los sólidos de suelo, cuando se le añade Ws
el peso total debería ser:
WT= Wbw + Ws
Si no se consideran un cambio en la densidad (ni en volumen) con la temperatura, la gravedad
específica es:
𝐺𝑠 =𝑊𝑠
Ww
Pues se involucran volúmenes iguales.
Es posible escribir lo anterior de la siguiente forma:
𝐺𝑠 =∝ Ws
Wbw + Ws − Wbws
Puede obtenerse un incremento pequeño en precisión si se tiene en cuenta el efecto de la
temperatura sobre la densidad del agua, donde α es la corrección de temperatura, se calcula
como:
∝=𝛾𝑇
γ20°C
y es la relación entre los pesos unitarios del agua a la temperatura T del ensayo y a 20ºC de
tal forma que el valor de Gs obtenido a la temperatura T (que será muy grande si T es mayor
que 20ºC) se reduce adecuadamente. Nótese que α es también Gw del agua a la temperatura
del ensayo T.
Los siguientes son valores típicos para el factor de corrección α:
T (°C) α Ɣbws ( g/cm³)
16 1.0007 0.99897
18 1.0004 0.99862
20 1.0000 0.99823
22 0.9996 0.99780
24 0.9991 0.99732
26 0.9986 0.99681
Valores típicos de Gs que pueden ser utilizados como guía para calibrar los resultados de ensayos
de laboratorio:
Tipo de Suelo Gs
Arena 2.65 – 2.67
Arena limosa 2.76 – 2.70
Arcilla inorgánica 2.70 – 2.80
Suelos con micas o hierro 2.80 – 3.00
MATERIALES, EQUIPOS E INSUMOS
MATERIAL GRÁFICA DESCRIPCIÓN
Frasco
volumétrico,
preferiblement
e de 250
ó 500 ml
Para medir volúmenes,
constituidos
por vidrio para permitir
la visualización del
líquido o líquidos que se
desea medir.
Mortero y
mano de
mortero o un
pulverizador
mecánico de
suelo.
Machacar distintos
materiales, en cerámica.
Bomba de
vacío o
aspirador para
producir
vacío
Extrae moléculas de gas
de un volumen sellado,
para crear
un vacío parcial.
Balanza con
sensibilidad de
0. 1 gm.
Instrumento que sirve
para medir la masa de
los objetos. Alta
precisión.
Balón aforado
de 500 ml
Se emplea para medir
un volumen exacto de
líquido en base a la
capacidad del propio
matraz y determina con
precisión cuándo el
líquido alcanza el
volumen indicado.
Termómetro
Instrumento de
medición de
temperatura.
Agua destilada
Sustancia cuya
composición se basa en
la unidad de
moléculas de H2O y ha
sido purificada
mediante destilación.
PROCEDIMIENTO
1. Mezclé 50 gramos de suelo seco al aire con agua en un recipiente durante 10 minutos hasta
formar una pasta cremosa.
2. Pesé el frasco volumétrico vacío y llené el frasco hasta la marca con agua desairada
teniendo cuidado de no introducir aire por agitación excesiva y al encontrarse el agua al
nivel de la marca volumétrica registré el peso Wbw y temperatura mientras el suelo se
encontraba en saturación.
3. Transferí el suelo saturado al frasco volumétrico y añadí suficiente agua con temperatura
estabilizada para completar la capacidad del frasco volumétrico.
4. Conecté el frasco a un ducto de vacío por un espacio de 8 minutos, agitando suavemente la
mezcla del recipiente.
5. Cuando el proceso de deaireamiento se terminó, añadí cuidadosamente agua hasta que la
base del menisco se encontrara exactamente en la marca del frasco volumétrico, realicé esta
operación con mucho cuidado para no reintroducir aire en el frasco sabiendo que el agua
utilizada debe provenir de un suministro deaireado y con temperatura estabilizada. Luego
sequé cuidadosamente el cuello del frasco por encima de la marca de calibración con un
pedazo de tela.
6. Pesé la botella y su contenido con una aproximación de 0.01 g (estimado) para obtener
Wbws y me aseguré de que la temperatura se encontrar dentro de 1ºC de la temperatura
utilizada para obtener Wbw.
7. Vacíe el contenido del frasco volumétrico en un recipiente para secarlo al horno.24 horas
después pesé el suelo secado al horno para obtener Ws.
RESULTADOS
CONCLUSIONES
1.1 VERIFICACIÓN DE OBJETIVOS:
En primera instancia y cumpliendo el objetivo general, se logró encontrar un valor que está
dentro de los rangos de aceptación de gravedad específica, esto para el suelo en estudio.
Al llevar a cabo el experimento por mi cuenta, logré apreciar y entender todo el
procedimiento para llevar a cabo el experimento de manera satisfactoria.
Por último de manera teórica se aprecia la importancia de obtener un valor correcto para
futuros ensayos u obtener valores físicos del suelo asociados a este.
1.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS:
Ya obtenido el resultado de gravedad específica, cabe resaltar que es un valor que está
dentro del rango aceptable para este tipo de característica en un suelo (2,4<2,71<2,8).
Conociendo este valor se puede conocer la relación de vacíos de un suelo, es útil para
predecir el peso unitario del suelo y constituye un indicador en la clasificación de los
minerales del suelo; ya que a partir de este dato se puede dar una aproximación inicial del
tipo de suelo que es la muestra, pues observando los valores dentro de la tabla se puede
establecer que este es una arena. Información de suma importancia para un análisis
completo del suelo que servirá de base para una futura construcción.
1.3 LIMITACIONES:
La principal limitación en este experimento se encuentra el tiempo disponible para realizar
la prueba, ya que la remoción del aire de la muestra requiere mucho tiempo para llevarse a
cabo de manera completa.
1.4 FUENTES DE ERROR:
La principal fuente de error que ocurre durante el ensayo se debe a la mala extracción del
aire de la mezcla de suelo y agua. El agua contiene en condiciones normales pequeñas
cantidades de aire disuelto. En mayor cantidad, las partículas de suelo también contienen
aire, y si el aire no se remueve completamente de ambos materiales, el volumen de aire
produce disminución en el peso Ws, lo cual se convertiría en un menor valor de Gs.
1.5 APLICACIONES:
Como ya se ha mencionado, el conocer un valor correcto de la gravedad específica,
aseguraría también mejores (más acertados) resultados en los ensayos posteriores. Valores
que si van a ser necesarios para un análisis correcto del suelo.
1.6 RECOMENDACIONES:
Se puede mejorar la remoción de aire adecuada aplicando vacío y además (como indica la
norma) calentando por 10 minutos el picnómetro y luego dejar enfriar a temperatura
ambiente. De esta manera se aseguraría un mejor resultado en la prueba.
ANEXOS
Realizando tamizado a la muestra
de suelo para obtener un solo tipo
de suelo en este caso: arena.
Obtenemos una muestra de suelo
uniforme para llevar a cabo el
ensayo.
Pesando el frasco volumétrico de
500 ml.
Pesando el recipiente donde se
realizó la pasta de suelo con agua.
Pesando el frasco volumétrico + el
agua hasta la marca.
BIBLIOGRAFÍA
- NORMAS ASTM:
C127: MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA GRAVEDAD ESPECÍFICA Y
LA ABSORCIÓN DE AGREGADOS GRUESOS.
C670: PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR LOS ENUNCIADOS SOBRE
PRECISIÓN Y SESGO EN LOS MÉTODOS DE ENSAYO PARA MATERIALES DE
CONSTRUCCIÓN.
D2487: CLASIFICACIÓN UNIFICADA DE SUELOS.
D4753: ESPECIFICACIONES PARA EVALUAR, SELECCIONAR Y ESPECIFICAR
LAS BALANZAS Y BÁSCULAS PARA LOS ENSAYOS DE SUELOS Y ROCAS.
E1: ESPECIFICACIÓN DE TERMÓMETROS ASTM.
E12: TERMINOLOGÍA RELACIONADA CON LA DENSIDAD Y GRAVEDAD
ESPECIFICA DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES.
- NORMAS AASHTO.
MÉTODO DE ENSAYO AASHTO T100
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