P Específico.docx

PESO ESPECÍFICO

1.- OBJETIVOS.

Calibrar el frasco volumétrico o picnómetro de 500ml. Y 250ml. y obtener la curva de calibración de ambos frascos.



Determinar el peso específico de los sólidos de suelos cohesivos y suelos no cohesivos

2.- FUNDAMENTO TEÓRICO.-

Peso especifico El peso específico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen que ésta ocupa. En el sistema métrico decimal, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).

PESO _ ESPECÍFICO 

PESO _ TOTAL VOLUMEN _ TOTAL

Gravedad específica de los sólidos o peso específico relativo de los sólidos El peso específico relativo o gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para los granos del suelo. Este valor es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza también en el análisis de hidrómetro y es útil para predecir el peso unitario de un suelo. Generalmente este valor se utiliza para clasificar los minerales del suelo. La gravedad especifica de cualquier sustancia de define como “El peso unitario del material en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a cuatro grados Celsius.”

GS 

S W

O

GS 

WS VS   W

Donde:

S 

Peso especifico del suelo seco

W 

Peso especifico del agua

GS  Gravedad especifica de los sólidos Gravedad específica de los sólidos mediante el uso del Picnómetro Método empleado en éste ensayo de laboratorio y la formula a utilizar es:

GS 

WS   W WS  W2  W1

Donde: WS

Es el peso seco del suelo o la muestra

W1

Es el peso de la muestra del frasco llena de agua y sólido

W2

Es el peso obtenido en la curva de calibración.

W

Es el peso específico del agua a temperatura dada

Calibración del picnómetro El picnómetro, también llamado frasco volumétrico, deberá lavarse, secarse y pesarse registrando luego el peso; luego se procederá a llenar con agua destilada, para su posterior pesaje. De esta manera se obtiene el peso del volumen mas agua (Wa) a una determinada temperatura (Ti), que deberá ser redondeada al grado entero más próximo. Del peso Wa, determinado a una temperatura Ti, deberá prepararse un cuadro de valores para diferentes pesos Wa y para una serie de temperaturas Ti que prevalezcan comúnmente cuando se hagan las determinaciones de (Wa). Estos valores serán calculados por la formula citada anteriormente.

Nota.- Tanto el peso específico aparente de una masa de suelo como el peso específico relativo de los sólidos son una razón adimensional y tiene el mismo valor en el sistema métrico decimal que en el sistema métrico ingles. Normalmente en mecánica de suelos se indica el peso unitario de un suelo como su densidad, si embargo no debe confundirse esta densidad con la densidad física “d = m / v “donde m es la masa del cuerpo. 3.- MATERIAL Y EQUIPO.-

Los materiales usados en la práctica son: 

2 FRASCOS VOLUMÉTRICO ( 250ml y 500 ml )



1 PIPETA



1 TERMÓMETRO



1 BALANZA DE BRAZO



1 HORNO



1 HORNILLA ELECTRICA



ARENA 150gr.



ARCILLA 50gr.

4.- PROCEDIMIENTO.Esta práctica sirve para poder obtener el peso específico o gravedad específica de los sólidos, para lo cual tendremos que usar agua destilada y desairada mediante la ebullición. 

Calibración de la botella volumétrica o picnómetro.-

Para la calibración del frasco volumétrico debemos echar el agua destilada hasta la marca que está en el cuello del frasco, hacer tres lecturas con el termómetro a diferentes temperaturas, las temperaturas de estas lecturas según norma deberán estar en el rango de entre 20º a 40ºC, y obviamente que cada temperatura tendrá su peso diferente que lo obtendremos con la balanza de brazo. Primero debemos trabajar con el frasco volumétrico de 500 ml. Echando el agua destilada y después poner el frasco con el agua a la hornilla eléctrica hacer hervir el agua durante 5 minutos (mediante la ebullición el agua quedará desairada), luego de que el agua haya hervido durante 5 minutos sacar el frasco con el agua y enfriarla, veremos que el agua rebajara de nivel en el frasco entonces volvemos a llenarla hasta el menisco con la pipeta, el agua debe enfriarse hasta que este en el rango de la temperatura indicada (20ºC a 40ºC). Una vez que se encuentre entre ese rango se realiza la primera lectura de temperatura y peso (W1 , T1); se vuelve a enfriar el frasco y se vuelve a llenar agua hasta el menisco con la pipeta tomando la segunda lectura de temperatura y peso (W2 , T2); el procedimiento se repetirá por tercera vez con el mismo procedimiento anterior y se apunta la tercera lectura de temperatura y peso (W3 , T3). Las tres lecturas de Peso y Temperatura serán diferentes, y entre el rango de temperatura indicado, y con esos datos podemos graficar la curva de calibración. El mismo procedimiento efectuado anteriormente será realizado con el frasco volumétrico de 250 ml. tomando las tres lecturas de Temperatura y peso (W1 , T1); (W2 , T2); (W3 , T3), y entre el rango de temperatura indicado (20ºC a 40ºC), y así con los datos obtenidos procedemos a graficar la curva de calibración del frasco volumétrico de 250 ml.

Frasco volumétrico o picnómetro 

Determinación del peso específico de los sólidos.-

El ensayo se lo realizará con dos tipos de muestra de suelos que son: para suelos no cohesivos (arena) en el frasco de 500 ml; y para suelos cohesivos (arcilla) en el frasco de 250ml. Primeramente trabajamos con la muestra de suelo no cohesivo tomando arena con un peso seco de 150 gr. Se introduce toda la muestra de arena en el frasco de 500 ml y después llenarlo con agua y ponerlo a la hornilla eléctrica dejándolo hervir durante 10 minutos, posteriormente se deja enfriar hasta que este entre el rango de 20ºC a 40ºC, y se hecha agua en el frasco con la pipeta hasta llegar a la línea (menisco). Luego se pesa el frasco con la balanza y se mide la temperatura con el termómetro, con la temperatura leída buscar el peso correspondiente en la grafica de la curva de calibración del frasco de 500ml y asi obtenemos el peso correspondiente del frasco con agua para los cálculos.

Para la muestra de suelo cohesivo se toma 50 gr de arcilla y se muele con un mortero pequeño para no tener grumos y después se pone a un recipiente y se hecha con agua para formar una pasta hasta que tenga la consistencia de una lagua. Después echar la muestra al frasco de 250 ml, en el proceso se perderá un poco de suelo. Después ponerla en la hornilla eléctrica y dejarlo hervir durante 10 minutos, luego enfriarlo echando agua hasta la línea (menisco), tomando la temperatura y midiendo su peso correspondiente, debemos tomar en cuenta que se perdió un poco de la muestra por lo cual no tendrá el mismo peso seco, entonces debemos echar la muestra con agua a un recipiente de peso conocido y ponerla a un horno a una temperatura de 105ºC por 24 horas con el cual se obtendrá el peso seco de la muestra con el que se trabajó.

Se realizará el mismo procedimiento que en el frasco de 500 ml para obtener los datos para el cálculo del peso específico 5.- DATOS Y CÁLCULOS.Calibración de la botella volumétrica:

Calibración del Picnómetro 657.2 657.0 656.8

W p+w (gr.)

656.6 656.4 W p+w

656.2 656.0 655.8 655.6 655.4 18

19

20

21

22

23

24 25 26 Temp. º C

Datos y cálculos para la muestra del suelo no cohesivo. W S = Peso seco de la muestra (arena) W 1 = Peso obtenido en el ensayo de laboratorio T = Temperatura a la que se peso la muestra W 2 = Peso obtenido de la curva de calibración



Agua

27

28

29

30

31

Datos y cálculos para la muestra del suelo cohesivo.

W Inicial = Peso inicial del ensayo W TARA = Peso de la tara W TARA + W S = Peso obtenido luego del secado de la muestra W S = Peso seco de la muestra W 1 = Peso obtenido en el ensayo de laboratorio T = Temperatura a la que se peso la muestra W 2 = Peso obtenido de la curva de calibración



Agua =

Obtenido por tablas

6.- CONCLUSIONES. -Esta práctica sirve para determinar el peso específico para suelos que pasan el tamiz de #10 y no así para gravas o suelos gruesos. -La curva de calibración y el cálculo del peso específico de las muestras de suelo cohesivo y no cohesivo, no presentan irregularidades apreciables. -El peso específico obtenido tanto del suelo cohesivo como el no cohesivo, fueron aceptables al encontrarse dentro el rango de los pesos específicos de los sólidos de los suelos. -Es necesario poner especial énfasis en la calibración del picnómetro, puesto que de ella dependerá directamente la precisión en os resultados del peso específico. -Tomar el tiempo necesario para tomar las muestras correctas de temperatura, es decir esperar a que se pueda tener la marca en el termómetro de la manera más representativa posible. -Al tratarse de muestras de suelo de grano muy pequeño y para mayor precisión en las lecturas en la balanza, es necesario evitar los restos de muestra en las taras.

7.- BIBLIOGRAFÍA.Apuntes de mecánica de suelos Apuntes tecnología del hormigón.