DETERMINACION DEL ANALISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMENTACION

DETERMINACION DEL ANALISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMENTACION

 DE UNA MUESTRA DE SUELO

I. INTRODUCCION

   El presente ensayo de laboratorio corresponde al análisis hidrométrico el cual se usa para

determinar un estimado de la distribución de las partículas del suelo en base a la Ley de Stokes,

la cual se aplica a una masa de suelo dispersado, con partículas de varias formas y tamaño.

   El Hidrómetro se usa para determinar el % de partículas de suelo dispersado que permanecen en

suspensión en un determinado tiempo.  

 El análisis de Hidrómetro  es un método ampliamente utilizado para obtener un estimado de la

distribución granulométrica de suelos cuyas partículas se encuentran desde el tamiz N°200

   (0.075mm)  hasta alrededor de 0.001mm. Según la norma ASTM D 422.

II. FUNDAMENTO TEORICO

Cuando los suelos no son gruesos granulares y tienen tamaños pequeños no se podrá hacerAnálisis

granulométrico por mallas( tamices), para determinar el % de peso de los diferentestamaños de los

granos de suelo, lo apropiado es aplicar el método del Hidrómetro, hoy en díapara suelos finos es

el ensayo de mayor uso, el cual se basa en que las partículas tienen unavelocidad de sedimentación

quese relaciona con el tamaño de las partículas del suelo.

La Ley fundamental para realizar análisis granulométrico por Hidrómetro es formulado porStokes,

en esta ley se anuncia que si una partícula esférica cae del agua adquiere pronto una velocidad

uniformeque depende del diámetro de la partícula, de la densidad y de la viscosidad del agua.

    Para la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta solo de agua y suelo, porque

    Se precipitaría en muy poco tiempo casi todas las partículas del suelo, debido a la formación de flocu-

    Culos  originados por la presencia de diferentes cargas eléctricas en las partículas del suelo.

    Se utiliza un agente dispersante llamado  defloculante que neutralice las cargas eléctricas, permitien-

do   que las partículas más pequeñas del suelo se precipiten en forma individual.

TIPOS DE DISPERSANTES MAS COMUNMENTE USADOS

    El hexametafosfato de sodio también llamado metafosfato ( NaPO3) y el Silicato de sodio o vidrio

    liquido (Na3SiO3) son materiales usados como agentes dispersores para neutralizar la carga eléctrica

de las partículas del suelo.

    El Hexametafosfato de sodio ( NaPO3)  comercialmente se conoce como Calgon, la solución es ácida

y se considera más eficaz como agente defloculante en suelos alcalinos.

CALIBRACION DEL HIDROMETRO

    Para el ensayo con el Hidrómetro existe corrección dependiendo del tipo del hidrómetro empleado,

la corrección se hará con la diferencia de la lectura y un coeficiente que depende del tipo del hidro-

metro.  Los hidrómetros están calibrados para hacer las lecturas al nivel del líquido, al formar el me-

nisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, porque la suspensión del suelo no

son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura suman-

dola lectura del menisco. Esta corrección se hace sumergiendo el hidrómetro en agua destilada y

haciendo dos lecturas en la escala, una en la parte superior del menisco (para que el menisco se for-

me completo, el cuello debe limpiarse con alcohol para eliminar la grasa) y otra medición siguiendo

la superficie horizontal del agua; la diferencia de las dos lecturas nos da la corrección que debe su-

marse a las lecturas hechas al estar operando.

III. OBJETIVO

• Determinar el % de partículas de limos y arcillas en una muestra de suelo.
• Representar la distribución de los tamaños de las partículas de una muestra de suelo a través de una curva granulométrica para su fácil interpretación.

IV. MATERIALES Y EQUIPOS

• Muestra de suelo
• Tamiz N° 10
• Balanza digital
• Estufa
• Vaso de precipitación 500 ml
• 2 probetas de 1000 ml ( cilindros volumétricos)
• Agente dispersante ( Hexametafosfato de sodio)
• Hidrómetro
• Termómetro
• Cronometro
• Aparato agitador ( licuadora)
• Alcohol
• Algodón
• Varilla de agitación o cuchara
• Frasco lavador

V. PROCEDIMIENTO

    FASES DEL ENSAYO

    1. PREPARACION DE LA MUESTRA

• Seleccionar la muestra
• Pesar la muestra
• Secar la muestra en la estufa por espacio de 24 horas.
• Tamizar la muestra seca por malla N° 10 ( tamiz de 2 mm)
• Pesar 50 g de muestra seca ( suelos arenosos pesar 100 g y para suelos arcillosos 50 g)

    2. PREPARACION DE SOLUCION: AGUA + DEFLOCULANTE (Hexametafosfato de sodio)

• Pesar 5 g de defloculante ( hexametafosfato de sodio)
• Medir 125 ml de agua destilada
• Mezclar ambas sustancias en un vaso de precipitación de 500 ml

    3. MEZCLAR LA SOLUCION CON LA MUESTRA DE SUELO Y DEJAR REPOSAR

• Mezclar la solución con la muestra de suelo en el vaso de precipitación.
• Dejar reposar para que el defloculante penetre en la muestra.
• En arenas reposar de 2 a 24 horas
• En arcillas reposar 24 horas

    4. BATIR LA MEZCLA

• Luego de reposar colocar la mezcla en el cilindro de la batidora
• Agregar 125 ml de agua destilada
• Batir la mezcla:
• Para arenas batir durante 3 a 4 minutos
• Para arcillas batir durante 15 minutos

    5. COLOCAR EL HIDROMETRO Y EL TERMOMETRO Y TOMAR DATOS

• Verter la mezcla batida en la probeta (cilindro de sedimentación).
• Añadir agua destilada hasta completar 1000 ml
• Agitar el cilindro con la mano por tiempo de 1 minuto.
• Repetir 60 giros en 1 minuto de agitación( se agita vigorosamente durante varios segundos con el objeto de remover los sedimentos del fondo y lograr una suspensión uniforme, se continua la agitación hasta completar un minuto volteando el cilindro hacia arriba y hacia abajo alternativamente, se debe ejecutar 60 giros durante un minuto)
• Colocar el cilindro de sedimentación en la mesa de trabajo, inmediatamente colocar el hidrómetro cuidadosamente en el cilindro de sedimentación y tomar la lectura y luego el termómetro y tomar la lectura a de la temperatura simultáneamente (Introduzca lentamente el hidrómetro en la suspensión, se debe tener cuidado de  perturbar la sedimentación observe y anote las dos primeras lecturas al 1 minuto y al 2do minuto, extraiga cuidadosamente el hidrómetro y colóquese en el cilindro graduado con agua, tomar las lecturas en los sgtes tiempos: 5, 10, 15, 30, 60, 240, 480, 1440, luego  de registrar las lecturas del hidrómetro, registrar la temperatura con el termómetro).
• Aparte preparar de manera simultánea otra probeta de control  ( cilindro ) que contenga 1000 ml de agua + defloculante la misma cantidad utilizada en la primera probeta ( 5 g de hexametafosfato sódico) esta será la probeta de control
• Teniendo las dos probetas preparadas se introduce los hidrómetros en las probetas y se enciende el cronometro se comienza a tomar las lecturas de ambos hidrómetros en el momento que los hidrómetros no presentan movimientos fuertes se mide el tiempo y se toma las mediciones.
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6. CALCULAR Gs DE LA MUESTRA

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