Análisis Granulométrico Por Sedimentación ASTM D422

El análisis hidrométrico se usa para obtener un estimado de la distribución e basa en la ley de

Stokes. Se asume que la ley de Stokes puede ser aplicada a una masa de suelo dispersado, con

Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI 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.

METODOS DE ENSAYOS:

METODO A: Se usa si más del 80% del material pasa por la malla Nº 200. Este método se

explicará en detalle y más adelante se hará alguna explicación del otro método.

METODO B: Si menos del 80% de material es retenido por la malla Nº 200 y/o se encuentre

material superior en tamaño a la malla Nº 10.

EQUIPO

• Tamices Nº 10 y Nº 200.

• Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo.

• Aparato agitador.

• Hidrómetro 152H.

• Cilindro de Sedimentación de 1000 cm3.

• Agente dispersivo (hexametafosfato sodio, NaPO3).

• Termómetro.

• Muestra representativa del suelo.

PROCEDIMIENTO

FASES DEL ENSAYO:

1. Preparar la muestra.

2. Preparar solución agua mas defloculante.

3. Mezclar solución con la muestra. Dejar reposar.

4. Batir la mezcla. Colocar en el cilindro de sedimentación.

5. Colocar el hidrómetro e iniciar la toma de datos.

6. Calcular Gs de la muestra.

7. Realizar la lectura hidrómetro en agua + defloculante.

8. Realizar la lectura hidrómetro en agua.

9. Correcciones y cálculos.

Preparación de la Muestra Secar la muestra en el horno. • Tamizar por la malla Nº 10. • Se toma 50 gr de muestra.

Sedimento por la malla Nº10

Pesar 5.0 gr de defloculante. • Medir 125 ml de agua destilada. • Mezclar ambos componentes.

Componentes de la solución.

Agitado de la solución.

Mezcla de solución con la muestra

Mezclar la solución con la muestra. • Se deja reposar para el defloculante penetre en la muestra. • En arenas reposa de 2 a 4 horas. En arcillas reposa 24 horas.

Dejar reposar la mescla

Batir la mezcla.

Luego de reposar, se coloca la mezcla en el cilindro de la batidora. • Añadir 125 ml de agua destilada. • Batir la mezcla. Para arenas durante 3 a 4 minutos. Para arcillas, durante 15 minutos.

Batir la mescla

5. Colocar el hidrómetro.

Se vierte la mezcla en el cilindro de sedimentación. • Se añade agua destilada hasta completar los 1000 ml. • Se agita el cilindro con la mano por un minuto. Se debe hacer 90 ciclos en ese tiempo. • Se coloca el hidrómetro y inicia la toma de datos. • En cada lectura se lee la temperatura.

Detalle hidrómetro y termómetro Detalle: Separación de partículas durante el

ensayo.

6. Calcular Gs.

Hacer el ensayo del peso especifico relativo de sólidos (Gs) con el material que pasa por la

malla Nº 10.

Hallar el GS

7 y 8. Realizar lecturas

También se requieren como datos la lectura del hidrómetro con:

a) Sólo con agua.

b) Con agua y con defloculante.

DATOS QUE SE OBTIENEN

DATOS QUE SE OBTIENEN

CALCULO COLUMNA 3

CORRECCION POR TEMPERATURA (Ct):

Se debe corregir por temperatura con la siguiente Tabla. Note que en 20 ºC, la corrección es

cero.

Ahora se presenta la columna Nº 3, ya llenada.

CALCULO COLUMNA 5

Lectura del hidrómetro corregido (Rc): Rc = Rd – Cd + Ct Donde: Rc = Lectura del hidrómetro

corregido. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI Rd = Lectura del

hidrómetro Cd = Lectura del hidrómetro en agua mas defloculante. Ct = Corrección por

temperatura

Ahora se presenta la columna Nº 5, ya llenada.

CALCULO COLUMNA 6

Cálculo del Porcentaje más fino, P(%):

Donde:

Rc = Lectura del hidrómetro corregido.

a = Corrección por gravedad especifica.

Ws = Peso seco de la muestra.

Gs = Peso especifico de sólidos.

Ahora se presenta la columna Nº 6, ya llenada. a = 0.9793

CALCULO COLUMNA 7

Lectura del hidrómetro corregido sólo por menisco (R) : R = Rd + Cm

Donde:

R = Lectura del hidrómetro corregido por menisco.

Rd = Lectura del hidrómetro.

Cm= Lectura del hidrómetro en agua.

Ahora se presenta la columna Nº 7, ya llenada.

CALCULO COLUMNA 8

Cálculo de longitud de hidrómetro (L) : En función del valor de R, se puede calcular el valor de L

(cm) con la siguiente Tabla:

Ahora se presenta la columna 8 ya llenada:

Cálculo del valor L/t: La columna 9 es la división de la Columna 8 / Columna 1:

CALCULO COLUMNA 10

El valor de K puede hallarse de la siguiente Tabla, en función de la temperatura y el peso

especifico de sólidos.

Ahora se presenta la columna 10 ya llenada:

CALCULO COLUMNA 11

Ahora ya podemos encontrar el diámetro equivalente:

En nuestra Tabla, es el producto de la columna 10 por la raíz cuadrada de la columna 9.

Ahora se presenta la columna 11 ya llenada:

GRAFICO P(%) vs D (mm)

Con la columna 6 y la columna 11 se puede preparar una gráfica de P(%) vs. Diámetro (mm), el

cual vendría a ser la curva granulométrica del material que pasa por la malla Nº 200.