Gravedad especifica

1 . 4 . DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS.

E l p e s o e s p e c í f i c o d e u n s u e l o ( γ s ) s e d e f i n e c o m o e l c u o c i e n t e e n t r e e l p e s o a l a i r e d e l a s p a r t í c u l a s s ó l i d a s y e l p e s o d e l a g u a , c o n s i d e r a n d o i g u a l t e m p e r a t u r a y e l m i s m o v o l u m e n . L a g r a v e d a d e s p e c í f i c a d e u n s u e l o ( G s ) s e d e f i n e c o m o e l p e s o u n i t a r i o d e l m a t e r i a l d i v i d i d o p o r e l p e s o u n i t a r i o d e l a g u a d e s t i l a d a a 4 º C . L a G s s e c a l c u l a m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

G s = γ s / γ w

d o n d e : γ s = p e s o e s p e c í f i c o d e l o s s ó l i d o s ( g r s / c m 3 ) γ w = p e s o e s p e c í f i c o d e l a g u a a 4 º C ( g r s / c m 3 ) D e e s t a f o r m a , l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a p u e d e s e r c a l c u l a d a u t i l i z a n d o c u a l q u i e r r e l a c i ó n d e p e s o d e s u e l o ( W s ) a l p e s o d e l a g u a ( W w ) , s i e m p r e y c u a n d o s e c o n s i d e r e n l o s m i s m o s v o l ú m e n e s , c o m o s e o b s e r v a e n l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

G s = ( W s / V s ) / ( ( W w / V w ) * γ w ) = W s / ( W w * γ w )

d o n d e : V s = v o l u m e n d e s ó l i d o s V w = v o l u m e n d e a g u a L a f o r m a d e c a l c u l a r G s , d i f i e r e s e g ú n e l t i p o d e s u e l o a n a l i z a d o y e l t a m a ñ o d e s u s p a r t í c u l a s . P a r a s u e l o s q u e c o n t i e n e n p a r t í c u l a s m a y o r e s q u e e l t a m i z d e 5 m m . ( m a l l a N º 4 A S T M ) , e l m é t o d o r e c o m e n d a d o a s e g u i r e s e l C - 1 2 7 A S T M , l l a m a d o g r a v e d a d e s p e c í f i c a y a b s o r c i ó n d e a g r e g a d o s g r u e s o s . S i e l s u e l o s e c o m p o n e d e p a r t í c u l a s m a y o r e s y m e n o r e s q u e 5 m m . l a m u e s t r a s e s e p a r a e n e l t a m i z , d e t e r m i n a n d o e l p o r c e n t a j e e n m a s a s e c a d e a m b a s f r a c c i o n e s y s e e n s a y a n p o r s e p a r a d o c o n e l m é t o d o c o r r e s p o n d i e n t e . E l r e s u l t a d o s e r á e l p r o m e d i o p o n d e r a d o d e a m b a s f r a c c i o n e s . E l v a l o r d e l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a p a r a e l s u e l o s e r á :

G s = G s ( b a j o m a l l a N º 4 ) * % P a s a m a l l a N º 4 + G s ( s o b r e m a l l a N º 4 ) * % R e t e n i d o m a l l a N º 4

L o s p r o c e d i m i e n t o s p a r a s u e l o s q u e p a s e n b a j o l a m a l l a N º 4 , s e d i f e r e n c i a n s ó l o s i s e t r a t a d e s u e l o s c o h e s i v o s o n o .

E l v a l o r d e l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a e s n e c e s a r i o p a r a c a l c u l a r l a r e l a c i ó n d e v a c í o s d e u n s u e l o , e s u t i l i z a d a e n e l a n á l i s i s h i d r o m é t r i c o y s i r v e p a r a g r a f i c a r l a r e c t a d e s a t u r a c i ó n m á x i m a e n e l e n s a y o d e c o m p a c t a c i ó n P r o c t o r . O c a s i o n a l m e n t e p u e d e u t i l i z a r s e e n l a c l a s i f i c a c i ó n d e m i n e r a l e s d e l s u e l o ( p o r e j e m p l o a l g u n o s m i n e r a l e s d e h i e r r o t i e n e n u n v a l o r d e g r a v e d a d e s p e c í f i c a m a y o r q u e l o s p r o v e n i e n t e s d e s í l i c e ) .

1 . 4 . 1 . G r a v e d a d e s p e c í f i c a d e p a r t í c u l a s s o b r e m a l l a N º 4 A S T M s e g ú n m é t o d o C - 1 2 7 . L a f i n a l i d a d d e e s t e e n s a y o , e s d e t e r m i n a r l a a b s o r c i ó n d e l o s a g r e g a d o s g r u e s o s e x p r e s a d a c o m o p o r c e n t a j e y s u g r a v e d a d e s p e c í f i c a .

E l p e s o s e c o d e l a m u e s t r a s e d e t e r m i n a p o r s e c a d o a l h o r n o y s u v o l u m e n u t i l i z a n d o u n r e c i p i e n t e d e v o l u m e n c o n o c i d o a p l i c a n d o e l p r i n c i p i o d e A r q u í m e d e s ( s e g ú n e l c u a l u n c u e r p o d e n t r o d e u n a m a s a d e a g u a d e s p l a z a u n v o l u m e n d e a g u a i g u a l a l d e l c u e r p o s u m e r g i d o ) . - E q u i p o n e c e s a r i o .

- S i f ó n . - P r o b e t a g r a d u a d a y t a r a d a d e 1 0 0 0 c m 3 d e c a p a c i d a d y 0 , 1 c m 3 d e

p r e c i s i ó n . - E s t a n q u e c o n a g u a . - H o r n o d e s e c a d o c o n c i r c u l a c i ó n d e a i r e y t e m p e r a t u r a r e g u l a b l e

c a p a z d e m a n t e n e r s e e n 1 1 0 º ± 5 º C . - H e r r a m i e n t a s y a c c e s o r i o s . R e c i p i e n t e s p l á s t i c o s , p o r u ñ a y

p a ñ o . - P r o c e d i m i e n t o . P a r a d e t e r m i n a r l a a b s o r c i ó n d e l m a t e r i a l , s e t o m a n

1 0 0 0 g r s . d e s u e l o r e t e n i d o e n l a m a l l a N º 4 A S T M y s e l a v a e n l a m a l l a N º 2 0 0 A S T M ( 0 , 0 8 m m ) , d e m o d o d e e l i m i n a r e l m a t e r i a l f i n o p r e s e n t e , h a s t a q u e e l a g u a s a l g a t o t a l m e n t e l i m p i a . E s t a m u e s t r a l a v a d a , s e s e c a e n e l h o r n o h a s t a m a s a c o n s t a n t e d u r a n t e 2 4 h o r a s .

R e t i r a d a d e l h o r n o , l a m u e s t r a s e p e s a ( W s ) y s e s u m e r g e i n m e d i a t a m e n t e d u r a n t e 4 8 h o r a s d e n t r o d e l e s t a n q u e d e a g u a . C u m p l i d o e l t i e m p o , s e r e t i r a l a m u e s t r a y s e s e c a s u p e r f i c i a l e i n d i v i d u a l m e n t e c o n u n p a ñ o , e v i t a n d o d u r a n t e e s t a o p e r a c i ó n l a e v a p o r a c i ó n d e a g u a d e s d e l o s p o r o s d e l a s p a r t í c u l a s . F i n a l m e n t e s e p e s a l a m u e s t r a , o b t e n i e n d o e l p e s o s a t u r a d o s u p e r f i c i a l m e n t e s e c o ( W s s ) y s e d e t e r m i n a e l % d e a b s o r c i ó n ( % A ) . P a r a d e t e r m i n a r e l v o l u m e n d e l a m u e s t r a , s e d e b e l l e n a r e l s i f ó n c o n a g u a h a s t a q u e é s t a s e e s t a b i l i c e ( e s t o o c u r r e c u a n d o d e s d e e l s i f ó n d e j a d e e s c u r r i r a g u a ) . I n m e d i a t a m e n t e , b a j o l a d e s c a r g a d e a g u a d e l s i f ó n s e c o l o c a l a p r o b e t a s e c a , g r a d u a d a y t a r a d a y s e v a c í a l a m u e s t r a a l i n t e r i o r d e l s i f ó n . S e e s p e r a q u e e l a g u a d e j e d e c a e r p o r l a d e s c a r g a y s e d e t e r m i n a e l v o l u m e n d e s p l a z a d o ( V d ) .

L a d e t e r m i n a c i ó n d e l v o l u m e n s e d e t e r m i n a d e d o s m a n e r a s :

- l e y e n d o d i r e c t a m e n t e e l v o l u m e n e n l a p r o b e t a g r a d u a d a ( V 1 ) , - p e s a n d o l a p r o b e t a c o n e l a g u a d e s p l a z a d a ( W 1 ) y d e s c o n t a n d o e l

p e s o d e l a p r o b e t a ( W 2 ) . P a r a e f e c t o s d e c o r r e c c i ó n s e d e b e m e d i r l a t e m p e r a t u r a d e l a g u a ( T º x ) , p o r l o q u e e l v o l u m e n d e

a g u a ( V 2 ) c o r r e s p o n d e r á a l c u o c i e n t e d e l p e s o d e l a g u a y s u d e n s i d a d a T º x .

S e p r o m e d i a n l o s d o s v a l o r e s d e v o l ú m e n e s ( V 1 y V 2 ) y s e d e t e r m i n a l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a ( G s ) d e l a m u e s t r a .

- C á l c u l o s .

- C a l c u l a r e l p o r c e n t a j e d e a b s o r c i ó n ( % A ) d e l a m u e s t r a :

% A = ( W s s - W s ) / W s * 1 0 0 ( % )

d o n d e : W s = p e s o d e l a m u e s t r a s e c a ( g r s . ) W s s = p e s o d e l a m u e s t r a s a t u r a d a y s u p e r f i c i a l m e n t e

s e c a ( g r s . ) - C a l c u l a r e l v o l u m e n d e s p l a z a d o ( V d ) p o r l a m u e s t r a :

V d = ( V 1 + ( W 1 - W 2 ) / D ) / 2 ( c m 3 )

d o n d e : V 1 = v o l u m e n d e s p l a z a d o l e í d o d i r e c t a m e n t e e n l a

p r o b e t a ( c m 3 ) W 1 = p e s o d e l a p r o b e t a m á s e l a g u a ( g r s . ) W 2 = p e s o d e l a p r o b e t a ( g r s . ) D = p e s o u n i t a r i o d e l a g u a a T º x ( g r s / c m 3 )

- C a l c u l a r l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a s a t u r a d a ( G h ) d e l a m u e s t r a :

G h = ( W s s / V d ) * ( 1 / γ w ) ( g r s / c m 3 )

d o n d e : γ w = p e s o e s p e c í f i c o d e l a g u a a 4 º C ( g r s / c m 3 )

- C a l c u l a r e l v a l o r d e l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a ( G s ) d e l a m u e s t r a :

G s = G h / ( 1 0 0 + % A ) * 1 0 0 1 . 4 . 2 . G r a v e d a d e s p e c í f i c a d e l o s s ó l i d o s b a j o m a l l a N º 4 A S T M s e g ú n

N C h 1 5 3 2 O f . 8 0 . E l e n s a y o c o n s i s t e e n o b t e n e r e l v o l u m e n d e u n p e s o c o n o c i d o d e g r a n o s d e s u e l o y d i v i d i r l o p o r e l p e s o d e l m i s m o v o l u m e n d e a g u a . P a r a e s t o s e u t i l i z a u n p i c n ó m e t r o , e n e l c u a l s e d e s p l a z a i n d i r e c t a m e n t e e l v o l u m e n d e l m a t e r i a l a l v a c i a r l o d e n t r o d e é s t e . L a f u e n t e d e e r r o r m á s s e r i a e n l a d e t e r m i n a c i ó n e x p e r i m e n t a l d e l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a n o e s l a t e m p e r a t u r a d e l a g u a d e l p i c n ó m e t r o n i e l u s o d e a g u a c o m ú n , s i n o l a i n a d e c u a d a d e s a i r e a c i ó n d e l a m e z c l a s u e l o - a g u a , y a q u e e l a g u a e n c o n d i c i o n e s n o r m a l e s c o n t i e n e a i r e d i s u e l t o a l i g u a l q u e l a s p a r t í c u l a s d e s u e l o . S i e s t e a i r e e s r e m o v i d o d e a m b o s m a t e r i a l e s , e l v o l u m e n d e a i r e p r o d u c i r á u n a d i s m i n u c i ó n e n e l p e s o d e l f r a s c o q u e c o n t i e n e l a m e z c l a s u e l o - a g u a . P a r a l o g r a r l a d e s a i r e a c i ó n d e l a m e z c l a s u e l o - a g u a p u e d e a p l i c a r s e v a c í o y / o c a l e n t a m i e n t o . E l v a c í o e s a p l i c a b l e p a r a a r e n a s , l i m o s y a r c i l l a s . E n s u e l o s o r g á n i c o s , e s a c o n s e j a b l e d e j a r h e r v i r c e r c a d e 3 0 m i n u t o s l a m e z c l a d e s u e l o - a g u a a ñ a d i e n d o a g u a a m e d i d a q u e s e h a c e n e c e s a r i o .

- E q u i p o n e c e s a r i o .

- P i c n ó m e t r o c o n u n a c a p a c i d a d v o l u m é t r i c a i g u a l o m a y o r q u e 1 0 0

m l . A n t e l a a u s e n c i a d e e s t e , s e p u e d e o c u p a r u n a b o t e l l a c o n t a p ó n c o n c a p a c i d a d i g u a l ó m a y o r q u e 5 0 m l . ( e l t a p ó n d e b e s e r d e l m i s m o m a t e r i a l q u e l a b o t e l l a y d e b e t e n e r u n a p e r f o r a c i ó n c e n t r a l q u e p e r m i t a l a e l i m i n a c i ó n d e a i r e y a g u a s o b r a n t e ) .

- R e d u c t o r d e p r e s i ó n , a s p i r a d o r o b o m b a d e v a c í o . - A g u a d e s t i l a d a o d e s m i n e r a l i z a d a d e s a i r e a d a , k e r o s e n e , a l c o h o l ,

é t e r y u n a s o l u c i ó n d i s o l v e n t e d e g r a s a s . - H o r n o d e s e c a d o c o n c i r c u l a c i ó n d e a i r e y t e m p e r a t u r a r e g u l a b l e

c a p a z d e m a n t e n e r s e e n 1 1 0 º ± 5 º C . - H e r r a m i e n t a s y a c c e s o r i o s . B a l a n z a d e p r e c i s i ó n d e 0 , 0 1 g r . ,

r e c i p i e n t e s p a r a m u e s t r a s , b r o c h a s , e m b u d o , p i p e t a , p o r u ñ a , t e r m ó m e t r o y s e c a d o r .

- P r o c e d i m i e n t o . P r i m e r o q u e n a d a d e b e r á c a l i b r a r s e e l p i c n ó m e t r o ,

p a r a e l l o s e l i m p i a e l p i c n ó m e t r o c o n a m o n í a c o ó a l g ú n d i s o l v e n t e d e g r a s a s y l u e g o s e e n j u a g a c o n a g u a d e s t i l a d a . S e d e j a e s c u r r i r b o c a a b a j o p a r a l u e g o l a v a r c o n a l c o h o l y d e j a r e s c u r r i r n u e v a m e n t e , p a r a l a v a r a h o r a c o n é t e r , e l c u a l e l i m i n a l o s v a p o r e s q u e q u e d e n a l i n t e r i o r d e l p i c n ó m e t r o , d e j á n d o l o b o c a a b a j o 1 5 m i n u t o s .

E l p i c n ó m e t r o s e p e s a l i m p i o , s e c o y v a c í o ( M f ) . S e l l e n a c o n a g u a d e s t i l a d a a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e h a s t a q u e l a p a r t e i n f e r i o r d e l m e n i s c o c o i n c i d a c o n l a m a r c a d e c a l i b r a c i ó n , s e s e c a t a n t o e l i n t e r i o r d e l c u e l l o c o m o e l e x t e r i o r d e l p i c n ó m e t r o y s e r e g i s t r a e l p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s e l a g u a ( M a ) . L a t e m p e r a t u r a d e c a l i b r a c i ó n ( T i ) , s e d e t e r m i n a c o n u n t e r m ó m e t r o i n s e r t o e n e l a g u a .

D e l p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s e l a g u a a l a t e m p e r a t u r a d e c a l i b r a c i ó n ( M a T º i ) , s e p r e p a r a u n a t a b l a d e v a l o r e s d e M a p a r a u n a s e r i e d e t e m p e r a t u r a s ( T º x ) q u e p r o b a b l e m e n t e p r e v a l e z c a n d u r a n t e e l e n s a y o . S e c a l c u l a n l o s v a l o r e s d e M a T º x , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

M a T º x = ( γ w T º x / γ w T º i ) * ( M a T º i - M f ) + M f d o n d e : M a T º x = p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s e l a g u a a u n a T º x ( g r s . ) γ w T º x = d e n s i d a d d e l a g u a a u n a T º x ( g r s / c m 3 ) , s e g ú n l a

t a b l a d e l a f i g u r a 1 . 1 7 . γ w T º i = d e n s i d a d d e l a g u a a l a T º d e c a l i b r a c i ó n ( g r s / c m 3 ) ,

s e g ú n l a t a b l a d e l a f i g u r a 1 . 1 7 . M a T º i = p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s e l a g u a a l a t e m p e r a t u r a d e

c a l i b r a c i ó n ( g r s . ) M f = p e s o d e l p i c n ó m e t r o v a c í o ( g r s . ) P a r a d e t e r m i n a r l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a , e l t a m a ñ o d e m u e s t r a a e m p l e a r t e n d r á u n m í n i m o r e f e r i d o a s u p e s o s e c o d e 2 5 g r s . c u a n d o s e u s a e l p i c n ó m e t r o y d e 1 0 g r s . c u a n d o s e u s a l a b o t e l l a c o n t a p ó n .

L a m u e s t r a d e e n s a y e , p o d r á e n c o n t r a r s e c o n s u h u m e d a d n a t u r a l o s e c a e n h o r n o . P a r a u n a m u e s t r a c o n h u m e d a d n a t u r a l , s u m a s a s e c a ( M s ) s e d e b e d e t e r m i n a r a l f i n a l d e l e n s a y o e v a p o r a n d o e l a g u a e n e l h o r n o a t e m p e r a t u r a d e 1 1 0 º ± 5 º C . P a r a u n a m u e s t r a d e e n s a y e s e c a e n h o r n o , s e d e b e d e j a r s e c a r e n e l h o r n o h a s t a m a s a c o n s t a n t e , s e e n f r í a e n u n s e c a d o r y s e p e s a ( M s ) . L u e g o d e e s t a o p e r a c i ó n l a m u e s t r a d e b e s u m e r g i r s e e n a g u a d e s t i l a d a p o r l o m e n o s 1 2 h r s . S e c o l o c a l a m u e s t r a e n e l p i c n ó m e t r o , e v i t a n d o t e n e r p é r d i d a s d e m a t e r i a l u n a v e z d e t e r m i n a d a s u m a s a s e c a . S e a g r e g a u n a c a n t i d a d d e a g u a d e s t i l a d a c u i d a d o s a m e n t e ( p a r a e v i t a r l a f o r m a c i ó n d e b u r b u j a s d e a i r e ) , h a s t a a l c a n z a r a p r o x i m a d a m e n t e l a s 3 / 4 p a r t e s d e l a c a p a c i d a d d e l f r a s c o o l a m i t a d d e l a b o t e l l a

T e m p e r a t u r a ( º C ) D e n s i d a d ( g r s / c m 3 ) K ( a d i m e n s i o n a l ) 0 0 , 9 9 9 8 7 1 , 0 0 1 6 4 1 0 , 9 9 9 9 3 1 , 0 0 1 7 0 2 0 , 9 9 9 9 7 1 , 0 0 1 7 4 3 0 , 9 9 9 9 9 1 , 0 0 1 7 6 4 1 , 0 0 0 0 0 1 , 0 0 1 7 7 5 0 , 9 9 9 9 9 1 , 0 0 1 7 6 6 0 , 9 9 9 9 7 1 , 0 0 1 7 4

7 0 , 9 9 9 9 3 1 , 0 0 1 7 0 8 0 , 9 9 9 8 8 1 , 0 0 1 6 5 9 0 , 9 9 9 8 1 1 , 0 0 1 5 8

1 0 0 , 9 9 9 7 3 1 , 0 0 1 5 0 1 1 0 , 9 9 9 6 3 1 , 0 0 1 4 0 1 2 0 , 9 9 9 5 2 1 , 0 0 1 2 9 1 3 0 , 9 9 9 4 0 1 , 0 0 1 1 7 1 4 0 , 9 9 9 2 7 1 , 0 0 1 0 4 1 5 0 , 9 9 9 1 3 1 , 0 0 0 9 0 1 6 0 , 9 9 8 9 7 1 , 0 0 0 7 4 1 7 0 , 9 9 8 8 0 1 , 0 0 0 5 7 1 8 0 , 9 9 8 6 2 1 , 0 0 0 3 9 1 9 0 , 9 9 8 4 3 1 , 0 0 0 2 0 2 0 0 , 9 9 8 2 3 1 , 0 0 0 0 0 2 1 0 , 9 9 8 0 2 0 , 9 9 9 7 9 2 2 0 , 9 9 7 8 0 0 , 9 9 9 5 7 2 3 0 , 9 9 7 5 6 0 , 9 9 9 3 3 2 4 0 , 9 9 7 3 2 0 , 9 9 9 0 8 2 5 0 , 9 9 7 0 7 0 , 9 9 8 8 4 2 6 0 , 9 9 6 8 1 0 , 9 9 8 5 8 2 7 0 , 9 9 6 5 4 0 , 9 9 8 3 1 2 8 0 , 9 9 6 2 6 0 , 9 9 8 0 3 2 9 0 , 9 9 5 9 7 0 , 9 9 7 7 3 3 0 0 , 9 9 5 6 5 0 , 9 9 7 4 2

F i g u r a 1 . 1 7 . T a b l a d e d e n s i d a d d e l a g u a s e g ú n s u t e m p e r a t u r a . F u e n t e : N C h 1 5 3 2 O f . 1 9 8 0 .

L u e g o e s n e c e s a r i o r e m o v e r e l a i r e a t r a p a d o p o r a l g u n o d e l o s p r o c e d i m i e n t o s n o r m a l i z a d o s . - P r o c e d i m i e n t o N º 1 . S o m e t e r e l c o n t e n i d o a u n v a c í o p a r c i a l

( p r e s i ó n d e a i r e i g u a l o m e n o r q u e 1 0 0 m m . d e m e r c u r i o ) . P a r a e v i t a r u n b u r b u j e o e x c e s i v o s e v a a p l i c a n d o u n v a c í o g r a d u a l q u e s e v a a u m e n t a n d o l e n t a m e n t e h a s t a e l m á x i m o , e l q u e d e b e r á m a n t e n e r s e p o r 1 5 m i n u t o s a l o m e n o s p a r a c o n s e g u i r u n d e s a i r e a d o c o m p l e t o . E l p i c n ó m e t r o d e b e a g i t a r s e s u a v e m e n t e p a r a a y u d a r a l a r e m o c i ó n d e a i r e .

- P r o c e d i m i e n t o N º 2 . C a l e n t a r o h e r v i r a l o m e n o s p o r 1 0

m i n u t o s , g i r a n d o o c a s i o n a l m e n t e e l p i c n ó m e t r o p a r a a y u d a r a r e m o v e r e l a i r e , y l u e g o s o m e t e r e l c o n t e n i d o a p r e s i ó n d e a i r e r e d u c i d a .

- P r o c e d i m i e n t o N º 3 . S i n o s e c u e n t a c o n s i s t e m a d e v a c í o s e

p u e d e c o l o c a r e l p i c n ó m e t r o e n u n b a ñ o M a r í a d e g l i c e r i n a ( p o r l o g e n e r a l 1 0 m i n u t o s d e h e r v o r s o n s u f i c i e n t e s p a r a s a c a r e l a i r e c o n t e n i d o e n e l m a t e r i a l ) . E n e s t e c a s o d e b e e s p e r a r s e q u e e l p i c n ó m e t r o a l c a n c e n u e v a m e n t e l a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e p a r a s e g u i r c o n l a p r u e b a .

U n a v e z q u e s e h a r e m o v i d o e l a i r e a t r a p a d o , e s n e c e s a r i o t a p a r e l p i c n ó m e t r o c o n l a m u e s t r a y c u a n d o c o r r e s p o n d a d e j a r e n f r i a r a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e . S e a g r e g a a g u a d e s t i l a d a h a s t a l l e n a r e l p i c n ó m e t r o , s e l i m p i a y s e c a e l e x t e r i o r c o n u n p a ñ o l i m p i o y s e c o , p a r a d e t e r m i n a r e l p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s l a m u e s t r a y e l a g u a ( M m ) . F i n a l m e n t e , d e t e r m i n a r l a t e m p e r a t u r a d e e n s a y o d e l a g u a ( T º x ) , a p r o x i m a n d o a 1 º C .

- C á l c u l o s .

- C a l c u l a r l a d e n s i d a d d e l a s p a r t í c u l a s s ó l i d a s ( γ s ) :

γ s = M s / ( M s + M a T º x - M m ) * γ w T º x ( g r s / c m 3 )

d o n d e : M s = p e s o s e c o d e l a m u e s t r a d e e n s a y o

( g r s . ) M a T º x = p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s e l a g u a a l a t e m p e r a t u r a

d e e n s a y e ( v a l o r t o m a d o d e l a t a b l a d e v a l o r e s ) M m = p e s o d e l p i c n ó m e t r o m á s l a m u e s t r a y

e l a g u a a l a t e m p e r a t u r a d e e n s a y o . - C a l c u l a r e l v a l o r d e G s r e s p e c t o d e l a g u a a 2 0 º C ( G s T º x / 2 0 º C ) ,

m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

G s T º x / 2 0 º C = G s T º x / T º x * K = γ s / ( γ w 2 0 º C ) d o n d e : G s T º x / T º x = M s / ( M s + M a - M m ) K = γ w / γ w 2 0 º C ( v a l o r d e l a t a b l a d e l a f i g u r a 1 . 1 7 . )

- C a l c u l a r e l v a l o r d e G s r e s p e c t o d e l a g u a a 4 º C ( G s T º x / 4 º C ) ,

m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

G s T º x / 4 º C = G s T º x / T º x * γ r w T º x = γ s / γ w 4 º C d o n d e : γ r w T º x = d e n s i d a d r e l a t i v a d e l a g u a a l a T º d e e n s a y e

( g r s / c m 3 ) d e o t r a f o r m a : γ r w T º x = γ w T º x / γ w 4 º C = γ w T º x / 1 k g / L t

- O b s e r v a c i o n e s .

- E l p r o c e d i m i e n t o d e p r e p a r a r u n a t a b l a d e v a l o r e s e s m u y

c o n v e n i e n t e p a r a l a b o r a t o r i o s q u e h a c e n m u c h a s d e t e r m i n a c i o n e s c o n e l m i s m o p i c n ó m e t r o , a u n q u e t a m b i é n e s a p l i c a b l e a u n a s o l a d e t e r m i n a c i ó n . L l e v a r e l p i c n ó m e t r o y s u c o n t e n i d o a u n a t e m p e r a t u r a d e t e r m i n a d a r e q u i e r e d e u n t i e m p o c o n s i d e r a b l e , p o r l o q u e r e s u l t a m u c h o m á s c o n v e n i e n t e t r a b a j a r c o n l a t a b l a d e v a l o r e s M a . E s i m p o r t a n t e s e ñ a l a r q u e l o s p e s o s d e l p i c n ó m e t r o m á s e l a g u a y l a m u e s t r a ( M a y M m r e s p e c t i v a m e n t e ) , s e b a s e n e n l e c t u r a s r e a l i z a d a s c o n a g u a a l a m i s m a t e m p e r a t u r a .

- E n s u e l o s s e c o s a l h o r n o p u e d e u s a r s e k e r o s e n e e n v e z d e a g u a

d e s t i l a d a p a r a l l e n a r e l p i c n ó m e t r o , d e b i d o a q u e e s u n b u e n a g e n t e h u m e d e c e d o r p a r a l a m a y o r í a d e l o s s u e l o s .

- E n s u e l o s a r c i l l o s o s c o n h u m e d a d n a t u r a l , s e d e b e d i s g r e g a r l a

m u e s t r a a n t e s d e d e p o s i t a r l a e n e l p i c n ó m e t r o . 1 . 4 . 3 . M é t o d o d e l p i c n ó m e t r o d e L e C h a t e l i e r . E s t e m é t o d o s e a p l i c a

p a r a d e t e r m i n a r l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a d e s u e l o s n o c o h e s i v o s , q u e p a s e n p o r e l t a m i z d e 5 m m . S e u t i l i z a u n p i c n ó m e t r o d e l m i s m o n o m b r e ( f i g u r a 1 . 1 8 . ) , e n e l c u a l e l v o l u m e n d e s p l a z a d o p o r l a m u e s t r a s e c a e s l e í d o d i r e c t a m e n t e e n e l c u e l l o d e l a p a r a t o , q u e p o s e e u n a g r a d u a c i ó n p a r a e s t e e f e c t o .

F i g u r a 1 . 1 8 . P i c n ó m e t r o d e L e C h a t e l i e r . F u e n t e : E L E I n t e r n a c i o n a l L t d a . , 1 9 9 3 .

- P r o c e d i m i e n t o . S e u s a u n a m u e s t r a s e c a a l h o r n o , j u n t o c o n

b e n c i n a p a r a u n m e j o r h u m e d e c i m i e n t o d e l a m u e s t r a . D e 1 0 0 g r s . d e s u e l o s e c o a l h o r n o , s e e x t r a e n 5 5 g r s . s e c o s e n c a l i e n t e d e j á n d o l o s e n f r i a r d u r a n t e 3 0 m i n u t o s a l a i r e . L u e g o s e p e s a n u e v a m e n t e p a r a d e t e r m i n a r l a h u m e d a d h i g r o s c ó p i c a , e s d e c i r , l a h u m e d a d q u e a b s o r b i ó e l s u e l o d e s d e e l a i r e d u r a n t e e l p e r í o d o d e r e p o s o .

S e l i m p i a e l p i c n ó m e t r o c o n u n a m e z c l a c r ó m i c a , c o m p u e s t a d e 6 0 g r s . d e d i c r o m a t o d e p o t a s i o d i s u e l t a e n 3 0 0 c m 3 d e a g u a d e s t i l a d a , s e d e j a e n f r i a r y e n s e g u i d a s e a ñ a d e n 4 6 0 c m 3 d e á c i d o s u l f ú r i c o c o m e r c i a l . S e l a v a e l p i c n ó m e t r o p a r a e l i m i n a r l a s g r a s a s , l u e g o s e e n j u a g a c o n a g u a d e s t i l a d a y s e r e c u b r e c o n a l c o h o l e l i n t e r i o r , p a r a f i n a l m e n t e l a v a r c o n á c i d o s u l f ú r i c o d e j á n d o l o 1 0 a 1 5 m i n u t o s b o c a a b a j o . A c o n t i n u a c i ó n s e l l e n a e l p i c n ó m e t r o c o n b e n c i n a o a g u a d e s t i l a d a h a s t a l l e g a r a l a m a r c a c e r o . S e d e b e e s p e r a r a q u í l a e s t a b i l i z a c i ó n d e l a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e e n t r e e l l í q u i d o ( k e r o s e n e o a g u a d e s t i l a d a ) y e l p i c n ó m e t r o , p a r a e l l o e l p i c n ó m e t r o s e s u m e r g e e n u n r e c i p i e n t e c o n a g u a a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e h a s t a q u e e l m e n i s c o p e r m a n e z c a c o n s t a n t e . S e v e r i f i c a l a m a r c a c e r o y s i e s n e c e s a r i o s e s i g u e l l e n a n d o c o n u n g o t a r i o p a r a l l e g a r a d i c h o p u n t o . F i n a l m e n t e , s e d e p o s i t a l a m u e s t r a p o r m e d i o d e u n e m b u d o q u e l l e g u e h a s t a e l e n s a n c h e d e l c u e l l o y s e a g i t a e l c o n j u n t o p a r a e x p u l s a r e l a i r e n o d i s u e l t o h a s t a q u e n o s e p r o d u z c a n b u r b u j a s . S e p o n e e l p i c n ó m e t r o e n u n a s u p e r f i c i e h o r i z o n t a l y s e l e e d i r e c t a m e n t e e n e l c u e l l o y e n l a p a r t e i n f e r i o r d e l m e n i s c o . S e m i d e l a t e m p e r a t u r a d e l l í q u i d o c o n l a m u e s t r a d e n t r o d e l p i c n ó m e t r o p a r a h a c e r l a c o r r e c c i ó n r e s p e c t i v a .

- C á l c u l o s .

- C a l c u l a r l a h u m e d a d h i g r o s c ó p i c a ( w h ) m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

w h = ( W s f - W s ) / W s * 1 0 0 ( % ) d o n d e : W s f = p e s o d e l a m u e s t r a s e c a y e n f r i a d a ( g r s . ) W s = p e s o d e l a m u e s t r a s e c a e n c a l i e n t e ( g r s . )

- C a l c u l a r l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a ( G s ) d e l a m u e s t r a , m e d i a n t e l a

s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

G s = W s f / V d * ( 1 / γ w ) d o n d e : V d = v o l u m e n d e s p l a z a d o y l e í d o d i r e c t a m e n t e e n e l

p i c n ó m e t r o ( c m 3 )

UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS SOLIDOS Proyecto : Ubicación : Descripción del suelo : Fecha de muestreo : Fecha de ensayo :

Gravedad específica y absorción de los sólidos sobre malla Nº 4

Determinación de la absorción Muestra Nº 1 2 3 4

Peso muestra seca Peso muestra S.S.S. % de absorción

Determinación de la gravedad específica Muestra Nº 1 2 3 4

Peso muestra Peso muestra + agua Volumen desplazado Volumen desplazado leído Volumen promedio Temperatura agua ensayo Densidad agua a Tºx Gs saturado Gravedad específica Observaciones :

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DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS SOLIDOS Proyecto : Ubicación : Descripción del suelo : Fecha de muestreo : Fecha de ensayo :

Gravedad específica de los sólidos bajo malla Nº 4 Método con extracción de aire

Calibración del picnómetro

Determinación Nº 1 2 3 4 5 Peso picnómetro Peso picnómetro + agua Tº calibración

Curva de calibración Peso picnom. + agua Temperatura º C

Determinación de la Gravedad Específica Determinación Nº 1 2 3 4 5

Peso muestra seca Peso picnómetro + agua a Tº calibración Peso picnómetro + muestra + agua a Tº de ensayo Temperatura de agua de ensayo ( Tºx )

Densidad de los sólidos K Gravedad específica de sólidos a 20º C Gravedad específica agua a Tºx Gravedad específica de sólidos a 4º C

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DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS SOLIDOS Proyecto : Ubicación : Descripción del suelo : Fecha de muestreo : Fecha de ensayo :

Gravedad específica de los sólidos bajo malla Nº 4 Método picnómetro de Le Chatelier

Determinación de la humedad higroscópica Determinación Nº 1 2 3 4 5

Peso muestra seca y enfriada Peso muestra seca en caliente Humedad higroscópica ( % )

Determinación de la gravedad específica Determinación Nº 1 2 3 4 5

Volumen desplazado Temperatura de líquido ( Tºx ) Gravedad específica del líquido a Tºx Gravedad específica de los sólidos Observaciones :