Practica 4 densidades de sólidos.

Objetivo:

a) Se define como la densidad de un suelo la relación entre el peso del sólido y el peso de volumen de agua que desaloja

b) Tratándose de gravas y/o suelos se determina la densidad con la relación de agua limpia a la temperatura ambiente, estando el material saturado.

c) El valor de la densidad, que queda expresado por un número abstracto, además de servir para fines de clasificación, interviene la mayor parte de los cálculos de mecánica de suelos para su realización se hace uso de matraces calibrados a distintas temperaturas.

La densidad de los suelos varía común mente entre los siguientes valores.

Cenizas volcánicas 2.20 – 2.50Suelos orgánicos 2.50 – 2.65Arenas y gravas 2.65 -2.67Limos inorgánicos y guijarros arcillosos 2.67 – 2.72Arcillas poco plásticas y medianamente plásticas

2.72 – 2.78

Arcillas medianamente plásticas 2.78 – 2.84Arcillas expansivas 2.84 – 2.88

Equipo

a) Balanza de precisión a 0.1 gramos b) Horno de secadoc) Termómetro de 0 a 100 gradosd) Vaso de presipitado de 500 mililitrose) Pizeta con agua destiladaf) Capsula de porcelana con pistilog) Matraz calibrado de 500 cm3h) Parillai) Guantes de asbestoj) Vidrio de reloj o tarask) Espátulal) Motor de succiónm) Charola circularn) Especímenes de suelo ( 50, 100, 150, 200 ) cm

Procedimiento:

I. Se toma una muestra de 100 gramos (estrato 7 a 2.10 m) y se coloca en el mortero de porcelana, agregándole agua destilada para así poder ser homogeneizado.

II. Una vez que la muestra es homogénea se coloca en la maquina batidora por 10 minutos para que se logre un grado mayor de homogeneidad.

III. Se coloca el material en el matraz y se le agrega agua destilada para así observar la separación entre material y agua.

IV. Posteriormente se lleva a baño maría, con la ayuda de la bomba de succión se extrae el aire contenido en el suelo esto con un tiempo aproximado de 8 minutos.

V. Después de ser sometido a baño maría se seca la superficie del matraz y se pesa seguido de agregarle agua al matraz hasta la marca que coincide con la marca de aforo del recipiente para luego poder tomar las temperaturas en la parte mayor, media e inferior del matraz con el material. Si en caso de que la variación de temperaturas no sea consecutiva (290°C, 300°C y 310°C) se somete a un recipiente de agua para bajar la temperatura hasta conseguir unas medidas de temperatura ambiente antes mencionadas. Se pesa el material para obtener el Wmw (peso del matraz + agua + suelo con la curva de calibración).

VI. Una vez obtenidas las temperaturas se agrega mas agua otra vez hasta el menisco del matraz y se vuelve a pesar para obtener nuestro Wmvs (peso del matraz + agua + suelo a temperatura).

VII. El material obtenido se coloca en el vaso de aluminio y se pesa en la báscula de precisión para obtener el peso húmedo y se introduce al horno de secado por 24 horas con el fin de conocer el peso seco del material y posteriormente el contenido de agua.

Cálculos

peso vasos aluminio peso matraz calibrado por temperatura

peso muestra

305 173.8 513.8312 180.02 512.78

205.2 187.5 509.8304.7 170.04 517.21

wh ws w%

208.8 25.4 722.0472

200.78 20.8 865.2885

304.6 117 160.3419

212.51 36.6 480.6284

matraz wmvs wmw22 687.6 671.24723 692.8 684.62599 697.3 683.41362 687.25 668.1378

Densidad de solidos

Ss= WsWs+Wmw−Wmws

profundidades Ss50 1.023172662

100 1.009536767150 1.094816527200 1.041411672

Conclusión:

Conforme a la tabla de la relación de densidad de los suelos se pudo determinar que el suelo del estrato 1.50 metros se clasifica en una arcilla expansiva por tener una densidad de 1.09 y el estrato de 1.00 un gran porcentaje de humedad lo que la hace altamente plástica y con poca resistencia, es por eso que en los suelos de la Facultad de Estudios Superiores Aragón se pueden apreciar hundimientos diferenciales que ha causado que varios edificios en los alrededores presenten fallas estructurales.

Es necesario tener estos conocimientos para la obtención de la densidad del suelo en estudio para así determinar de una manera correcta y eficiente una cimentación adecuada para que no existan hundimientos y fallas diferenciales en cualquier estructura.

Recordemos algo importante que la temperatura influye en los suelos ya que una variación d temperatura cambia totalmente la estructura molecular de las partículas del suelo en estudio ocasionando errores en los sondeos.