PRACTICA NUMERO III

CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO

I. Introducción

Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de

una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en la

construcción están regidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de

humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso

del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje.

El proceso de la obtención del contenido de humedad de una muestra se hace en

laboratorios, el equipo de trabajo consiste en un horno donde la temperatura pueda ser

controlable. Una vez tomada la muestra del sólido en estado natural se introduce al horno.

Ahí se calienta el espécimen a una temperatura de más de 100 grados Celsius, para

producir la evaporación del agua y su escape a través de ventanillas. Se debe ser cuidadoso

de no sobrepasar el límite, para no correr el riesgo de que el suelo quede cremado con la

alteración del cociente de la determinación del contenido de humedad.

Cumplidas ya las 12 horas de secado de la muestra de tamaño normal se procede a retirar y

pesar, para así obtener el peso del suelo seco. El peso del agua será la diferencia entre el

peso de la muestra en estado natural y la muestra seca de suelo. Ya se cuenta con los

valores necesarios para la obtención del contenido de humedad, en caso de tener mucha

prisa en la obtención de resultados de ensayo, la muestra podría ser retirada del horno al

cabo de cinco o seis horas para así pesarla, luego se introduciría de nuevo al horno y se

compararía con este peso con el obtenido a las seis horas de secado. Si no se obtiene

ninguna diferencia, podría utilizarse este valor como el peso seco de dicha muestra de

suelo.

II. Objetivos

a. Determinar la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto al peso

seco dela muestra.

b. Determinar este contenido de agua por 2 métodos:

Método rápido

Método estándar

III. Definición

Los suelos pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con

la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su

permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.

Las partículas de suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a

continuación:

Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los

suelos tengan un peso constante (generalmente 24 horas).

Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre.

Saturado y Superficialmente seco (SSS). En un estado límite en el que los suelos

tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos.

Este estado solo se logra en el laboratorio.

Totalmente húmedo. Todos los suelos están llenos de agua ya además existe agua

libre superficial.

w = (W w / W s) * 100 (%)

D o n d e :

W= contenido de humedad expresado en %.

Ww= peso del agua existente en la masa de suelo.

Ws. = peso de las partículas sólidas.

EL AGUA DEL SUELOS: se ha calculado que del total de agua dulce que hay en la

Tierra la mayor parte (casi el 80%) se encuentra en forma de hielo, tanto en los

polos como en los glaciares. De la que se encuentra en forma líquida, la inmensa

mayoría (un 20 % del total) se encuentra como agua subterránea en los acuíferos

profundos, lejos del alcance de las raíces de las plantas. Por lo que sólo queda un 1

% de agua dulce que se considera superficial (en lagos, ríos, atmósfera,…). De esta

cantidad, la mitad se encuentra en los lagos, mientras que de un 20 a un 40 %,

según diversos cálculos, se encontraría en los suelos (en los primeros metros y al

alcance de las plantas). Del resto del agua superficial un 10% aproximadamente se

encontraría en la atmósfera y sólo un 1 % corriendo por los ríos.

Para los contenidos de humedad que se determinen en conjunción con algún otro método

ASTM, se empleará la cantidad mínima de espécimen especificada en dicho método si

alguna fuera proporcionada.

La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como

representativo de la muestra total, si no se toma la muestra total, será de acuerdo a lo

siguiente:

Máximo tamaño de partícula (pasa

el 100%)

Tamaño de mallaEstándar

Masa mínima recomendada de

espécimen de ensayo húmedo para contenidos de humedad reportados a

± 0.1%

Masa mínima recomendada de

espécimen de ensayo húmedo para

contenidosde humedad

reportados a ±1%2 mm o menos 2.00 mm (N° 10) 20 20 g*4.75 mm 4.760 mm (N° 4) 100 20 g*9.5 mm 9.525 mm (3/8”) 500 50

19.0 mm 19.050 mm (¾”) 2.5 250 37.5 mm 38.1 mm (1½”) 10 1 75.0 mm 76.200 mm (3”) 50 5

• Cuando se trabaje con una muestra pequeña (menos de 200 g) que contenga partículas de grava relativamente grandes, no es apropiado incluirlas en la muestra de ensayo. Sin embargo en el reporte de resultados se mencionará y anotará el material descartado.

• Para aquellas muestras que consistan íntegramente de roca intacta, el espécimen mínimo tendrá un peso de 500 g. Porciones de muestra representativas pueden partirse en partículas más pequeñas, dependiendo del tamaño de la muestra, del contenedor y la balanza utilizada y para facilitar el secado a peso constante.

IV. Equipos y materiales

Horno eléctrico de secado.- que mantenga la temp. constante a 105 grados

Centígrados.

Balanza.- de capacidad conveniente y con la siguientes aproximaciones: 0.1g para

muetras de 200 g de 0.1 g para muestras de menos de 200 g.

Recipientes (Charola y cápsula de aluminio).- material resistente a la corrosión, y la

cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o calentamiento continuo.

Espátula

Cristal de reloj

V. Procedimiento

a) Método rápido:

1. Se anota el número de la charola y se pesa, anotándola como tara (T).

2. Colocar la muestra representativa de suelos húmedo a la charola y determinar el peso

del recipiente más el de suelo húmedo se pesa, anotándola como tara + suelo húmedo

(T + Sh).

3. Se pone a secar el suelo en la estufa, moviéndolo algunas veces para que sea más

rápido el secado, se coloca encima el cristal de reloj para comprobar que el suelo ya no

tenga humedad; esto ocurrirá cuando ya no empañe el cristal.

4. Posteriormente, se deja enfriar (charola y suelo), ojo no pesar inmediatamente asegurarse

usar la misma balanza para todas la mediciones de peso.

5. Se procede a pesar, lo que sería charola + suelo seco (T + S´s)

6. Y se realizan los cálculos para determinar el contenido de agua por el método

rápido.

La diferencia entre el peso de suelo húmedo más el del recipiente y el peso de suelos

seco más el de recipiente es el peso de agua (Ww) que estaba presente en la muestra. La

diferencia entre el peso de suelos seco mas el del recipienet y el peso resipiente solo es el

peso del suelo (Ws)

w = (T + Sh) − (T + S´s)

X 100 = Ww

X 100

(T + S´s) – T Ws

El suelo debe secarse en el horno a una temperatura de 100-+ 5°C hasta obtener un

peso constante; mientras haya agua presidente para evaporar, el peso continua

disminuyendo en cada determinación que hagamos en la balanza.

b) Para el método estándar:

1. Se hace lo mismo que en el método anterior, con la diferencia que en este método se

utiliza una cápsula, el suelo húmedo es secado al horno a una temperatura de 100-

110º.C, durante 24 hrs.

2. Cuando se cumple con todo lo anterior, el suelo es sacado del horno, se deja enfriar y se

pesa, aplicándose la fórmula anterior para determinar el contenido de agua.

VI. Resultados

VII. Conclusiones y recomendaciones

La calidad de un suelo viene condicionada por el valor de sus propiedades físico mecánicas,

si estas están dentro de un rango de valores permitidos el suelo se comportará

adecuadamente ante las solicitaciones de obra, caso contrario se rechazará su uso o se

propondrá un mejoramiento.

La muestra de suelo ensayada tiene un contenido de humedad

RELATIVAMENTE BAJO igual a 3.63 %

Los recipientes y sus tapas deben ser herméticos a fin de evitar pérdida de humedad de las

muestras antes de la pesada inicial y para prevenir la absorción de humedad de la

atmósfera después del secado y antes de la pesada final. Se usa un recipiente para cada

determinación.

El cambio de humedad en suelos sin cohesión puede requerir que se muestree la sección

completa el material está estratificado (o se encuentra más de un tipo de material), se

seleccionará un espécimen promedio, o especímenes individuales, o ambos.

Los especímenes deben ser identificados apropiadamente en formatos, en cuanto a su

ubicación, o lo que ellos representen.

Para prevenir la mezcla de especímenes y la obtención de resultados incorrectos, todos los

contenedores, y tapas si se usan, deberían sere numerados y deberían registrarse los

números de los contenedores en los formatos de laboratorio. Los números de las tapas

deberían ser consistentes con los de los contenedores para evitar confusiones.

VIII. Bilbiografia

Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil, Joseph E. Bowles-

Fundamentos de Mecánica de Suelos, Juárez Badillo-Rico Rodríguez-

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das