gravedad especÍfica de los sÓlidos del suelo
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GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO
(astm d854 aashto t100)
1 - ALCANCE
1.1 - Esta norma describe y regula el método para la determinación de la gravedad específica de
los suelos que pasan el tamiz de 4.75 mm (# 4), por medio de un picnómetro. Cuando el
suelo contenga partículas mayores de 4.75 mm se seguirá el método de ensayo ASTM C127
para el material retenido sobre dicho tamiz, y este método será utilizado para el material con
diámetros menores que 4.75 mm.
1.1.1 - Esta norma prescribe dos procedimientos para determinar la gravedad específica:
1.1.1.1 - Método A. Procedimiento para muestras secadas en el horno descrito en el numeral
9.1.
1.1.1.2 - Método B. Procedimiento para la determinación sobre para muestras húmedas
descrito en el numeral 9.2. El procedimiento que se utilice será especificado por la entidad que
solicite el servicio.
1.1.1.3 - El procedimiento B será el procedimiento preferido con muestras de suelos orgánicos
y suelos finogranulares de alta plasticidad, y en aquellos cuyas propiedades puedan cambiar
significativamente al secarlos, sea al aire o en un horno.
1.1.1.4 - Algunos materiales orgánicos pueden descomponerse al ser secados en el horno a la
temperatura de secado normalizada en este método (110
o
C).
1.1.1.5 - Los materiales que contienen yeso (sulfato de calcio hidratado), u otros compuestos
que tienen cantidades significativas de agua de
hidratación, pueden presentar un problema
especial debido a que este material se deshidrata lentamente a la temperatura normalizada de
secado (110
o
C) y en ambientes cuya humedad relativa sea muy baja, formando un compuesto
que no se encuentra normalmente presente en materiales naturales, excepto en algunos suelos
del desierto (sulfato de calcio semihidratado).
1.1.1.6 - Con el fin de reducir el grado de deshidratación del yeso en los materiales que lo
contienen, o para reducir la descomposición de suelos orgánicos, puede ser deseable secar
estos materiales a 60
o
C o en un desecador a temperatura ambiente.Cuando se utilice una
temperatura de secado distinta de la temperatura de secado normalizada definida en este
manual, el contenido de agua resultante puede ser diferente
1.1.1.7 - Este procedimiento es el apropiado para la determinación de la gravedad específica de
muestras de suelos cohesivos que contengan halloysita, illita o montmorillonita, algunas de
cuyas propiedades físicas y geotécnicas cambian irreversiblemente al secarse. Los suelos
derivados de cenizas volcánicas y las arcillas de alta plasticidad se encuentran en esta categoría.
1.2 - Cuando se requiera el valor de la gravedad especifica en los cálculos del análisis
granulométrico por sedimentación, se ejecutará el ensayo correspondiente sobre la porción de
la muestra que pase el tamiz de 2 mm (#10)
2 - TERMINOLOGÍA
2.1 - Todas las definiciones se ajustan a la terminología de las normas ASTM D653 y E12.
2.2 - Definición de términos específicos a esta norma.
2.2.1 - Gravedad especifica: relación de la masa de una unidad de volumen de un material a una
temperatura determinada a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas a la
misma temperatura.GG-07- GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO
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FACULTAD DE MINAS
3 - SIGNIFICADO Y USO
3.1 - La gravedad especifica de un suelo se utiliza en el cálculo de las relaciones de fase de los
suelos, en los cálculos de los ensayos de granulometría por sedimentación, compresibilidad y
potencial de expansión.
3.2 - El término partículas sólidas significa partículas minerales que ocurren naturalmente y no
son solubles fácilmente en agua. En consecuencia la gravedad específica de los materiales que
contengan materias extrañas (como cemento, cal y similares), materia soluble en agua (como el
cloruro de sodio), y los suelos que contengan partículas con una gravedad especifica menor
que uno requieren un tratamiento especial o una definición calificada de su gravedad específica.
4 - EQUIPO
4.1 – Picnómetro, puede ser uno de los siguientes:
4.1.1 - Frasco volumétrico con una capacidad mayor que 100 ml.
4.1.2 - Frasco con tapa con una capacidad mínima de 50 ml. La tapa debe ser del mismo
material y permitirá la emisión de aire y el exceso de agua.
Figura 1. Frascos volumétricos de 50 cm3
y 100 cm3
respectivamente.
4.1.3 - Es recomendable utilizar frascos de un tamaño mayor que la capacidad mínima
especificada; los frascos más grandes son capaces de contener muestras mayores y tienden a
producir mejores resultados estadísticos.
4.2 - Balanza. Con una precisión equivalente al 0.1% de la masa de la muestra
4.3 - Horno para secado. Horno controlado termostáticamente capaz de mantener una
temperatura uniforme de 110 ± 5 °C en toda la cámara de secado.
4.4 - Termómetro. Capaz de medir el rango de temperatura dentro del cual se lleva acabo el
ensayo, graduado en una escala con divisiones de 0.5 y que cumpla los requerimientos de la
especificación E1GG-07- GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO
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4.5 - Desecador. Una cámara de secado, de tamaño suficiente, que contenga gel de sílice ó
sulfato anhidro de calcio. El sulfato anhidro de calcio se vende con el nombre comercial de
drierita.
4.6 - Es preferible utilizar un desecante que cambie de color para indicar cuando debe ser
cambiado o reconstituido.
4.7 - Aparato para remover el aire disuelto. Para remover el aire disuelto utilice uno de los
siguientes:
4.7.1 - Mechero Bunsen ó una placa caliente capaz de mantener una temperatura adecuada para
hervir el agua
4.7.2 - Sistema de vacío. Una bomba de vacío ó un aspirador de agua capaz de producir un vacío
parcial de 100 mm de Hg, o una presión absoluta
menor. Un vacío parcial de 100 mm de
mercurio de presión absoluta es equivalente a una lectura de 660 mm de mercurio en un
manómetro de vacío al nivel del mar.
4.8 - Equipo misceláneo. Platos para muestras y guantes aislado
Equivalente de arena(astm d2919 aashto t176)
1 . O B J E T I V O D E L E N S A Y O
Este ensayo muestra un método para determinar el equivalente de arena de la fracción granulométrica 0/2mm de los áridos finos y de la
mezcla total de los áridos.
Se fundamenta en liberar de la muestra de ensayo los posibles recubrimientos de arcilla adheridos a las partículas de arena mediante la
adición de una solución coagulante que favorece la suspensión de las partículas finas sobre la arena, determinando su contenido respecto
de las partículas de mayor tamaño.
NOTA: Se permite la determinación del equivalente de arena sobre la fracción 0/4 mm, pero limitando la humedad máxima portante del árido al 8 %.
3 . C A R A C T E R Í S T I C A S D E L A M U E S T R A
Este ensayo se aplica sobre la fracción 0/2 mm de los áridos naturales. Asimismo, se permite su aplicación sobre la fracción 0/4, pero
limitando la humedad máxima portante del árido al 8 %.
4 . E J E C U C I Ó N D E L E N S A Y O
Las etapas a considerar a la hora de realizar este ensayo son las siguientes:
Preparación de los reactivos
· Solución concentrada, compuesta de:
1. Cloruro de calcio cristalino, CaCI
2
.6H2
0, o cloruro de calcio anhidro, CaCI
2
2. Glicerina
3. Solución de formaldehído
4. Agua destilada o desmineralizada
Para su preparación se disuelven 219 ± 2 g de cloruro de calcio cristalino (219g de CaCI
2
.6H2
O equivalen
a 111g de CaCI
2
) en 350 ± 50ml de agua destilada o desmineralizada, se enfría a temperatura ambiente
y si es necesario, se fi ltra con un papel de fi ltro de poro medio. Se añaden 480 ± 5g de glicerina y 12,5 ± 0,5g
de solución de formaldehído, se diluye hasta 1I con agua destilada o desmineralizada, mezclando enérgicamente.
No obstante, existen empresas que suministran
la solución concentrada, preparada para su uso.
Se recomienda conservar la solución concentrada en frascos de vidrio o de plástico y protegidos de la luz.
· Solución lavadora:
Se prepara añadiendo (125 ± 1) ml de solución concentrada en agua destilada o desmineralizada hasta alcanzar un volumen total de (5000 ± 10) ml.
Consideraciones a tener en cuenta:
- Antes de preparar la disolución lavadora, es conveniente sacudir enérgicamente la solución concentrada.
- Enjuagar varias veces el recipiente con agua destilada y verter el agua empleada en el matraz de 5l antes de la dilución para obtener 5l.
- La solución lavadora no debe emplearse 28 días después de su preparación, o si se pone turbia o si se observa la formación de moho.
a
Preparación de la muestra de ensayo
La muestra de ensayo se reduce de acuerdo con la Norma Europea EN 932-2:1999.
La muestra reducida debe tamizarse por el tamiz de 2 mm, desechando el rechazo sobre el tamiz. Se recomienda una masa mínima para la ejecución del ensayo
de 650-700 g, de los que unos 350 g se destinan al ensayo y el resto a la determinación de la humedad de la muestra. La humedad de la muestra de ensayo
debe conservarse, manteniéndola, por ejemplo, encerrada en una bolsa de plástico hermética.
Para la determinación del contenido en humedad se recomienda operar del siguiente modo:
· Pesar 2 submuestras de 130-140 g, colocándolas sobre bandejas y anotando su masa (mh
).
· Meterlas en estufa a (110 + 5) ºC hasta masa constante (diferencia entre
dos masas consecutivas en el transcurso de 1 hora inferior al 0,1 %).
· Pesar las submuestras una vez secas (ms
), determinando la humedad como el valor medio de humedad de ambas.
Si la humedad de la muestra reducida y tamizada es superior a la indicada, debe reducirse la muestra encerrada en la bolsa mediante su permanencia en la sala de ensayo
(acondicionada a una temperatura de (23 + 3) ºC) hasta que sea inferior al 2 %, pero
nunca en una estufa. La masa de cada submuestra, procedente de la bolsa hermética,
se calcula redondeando al gramo más próximo en la siguiente expresión:
Si se realiza el ensayo sobre la fracción 0/4 mm, el procedimiento es el mismo, pero el
contenido en humedad tiene que ser inferior al 8 % en lugar del 2 %.
b
Siendo w el contenido en
humedad medio de la fracciónLlenado de las probetas graduadas
Se sifona la disolución lavadora en una probeta graduada hasta alcanzar la marca inferior de la misma.
Se vierte la submuestra con la ayuda del embudo en la probeta, manteniéndola en posición vertical.
Se golpea varias veces la base de cada probeta sobre la palma de la mano para desalojar las burbujas de
aire y favorecer el contacto total de la disolución con la submuestra.
Se pone en marcha el cronómetro, dejando reposar la probeta durante (10 ± 1) min. para remojar la
submuestra.
5 . C Á L C U L O Y E X P R E S I Ó N D E R E S U L T A D O S
Se calcula para cada probeta la expresión:
Para la primera probeta Para la segunda probeta
Se calcula el equivalente de arena (SE) como la media
de las expresiones obtenidas para
cada probeta y se anota el resultado, redondeando al número entero más próximo.
Agitación de las probetas
Transcurridos 10 min., se tapa la probeta con un tapón de caucho y se fija en la máquina de agitación,
agitando la probeta durante (30 ± 1) seg. se vuelve a colocar en la mesa de ensayos, en posición vertical.
d
Lavado
Se quita el tapón de caucho de la probeta y se lava sobre la misma disolución,
para asegurar que todo el material caiga dentro de la probeta.
Se introduce el tubo lavador en la probeta, enjuagando, en primer lugar, las paredes
de la misma con la disolución lavadora, y a continuación, se empuja el tubo hacia
abajo, a través del sedimento, hasta el fondo de la probeta.
Se mantiene la probeta en posición vertical dejando que la solución lavadora agite
el contenido y favorezca la subida de los finos y los componentes arcillosos,
aplicando a la probeta un movimiento lento de rotación.
Cuando el nivel de líquido se aproxime a la marca superior, se levanta lentamente
el tubo lavador y se regula el caudal para que el nivel alcance exactamente la
marca superior de la probeta, retirando por completo el tubo lavador y poniendo
en marcha el cronómetro.
Se deja reposar la probeta durante (20 ± 0,25) min. en un lugar sin perturbaciones
ni vibraciones.
E Q U I V A L E N T E D E A R E N A · U N E - E N 9 3 3 - 8 : 2 0 0 0
Medidas
Transcurrido el periodo de reposo, se mide con la regla la altura h
1
del nivel superior del floculado con
relación a la base de la probeta.
Se baja suavemente el pistón en la probeta hasta que su pie repose sobre el sedimento, operación
durante la cual el disco deslizante no debe bloquear la varilla del pistón, quedando en contacto con la
parte superior de la probeta.
Se determina la altura del sedimento h
2
, midiendo la distancia entre la cara inferior del lastre cilíndrico del
pistón y la cara superior del disco, introduciendo la regla graduada en la ranura de éste último.
Se anotan las alturas h
1
y h
2
, redondeadas al milímetro más próximo.
Se repite el mismo proceso de ensayo con la segunda submuestra.
Pese a que la norma permite la ejecución simultánea de ambas probetas, se recomienda que se ejecuten
desfasadas en el tiempo para disminuir la dispersión en el resultado final