CUESTIONARIO

Mencione diferentes normas y métodos para análisis granulométrico en suelos

METODOS PARA ANALISIS GRANULOMÉTRICO

GRANULOMETRIA POR TAMIZADO

Es un proceso mecánico mediante le cual se separan las partículas de un suelo en sus

diferentes tamaños, denominado a la fracción menor (Tamiz No 200) como limo,

Arcilla y Coloide. Se lleva a cabo utilizando tamices en orden decreciente. La

cantidad de suelo retenido indica el tamaño de la muestra, esto solo separa una

porción de suelo entre dos tamaños.

METODO DEL HIDROMETRO

Este método se utiliza para obtener un valor estimado de la distribución

granulométrica de suelos cuya partículas se encuentran comprendidas entre los

0.074mm, (malla 200ASTM) y hasta alrededor de 0.001mm. El análisis, utiliza la

relación entre la velocidad de caída de una esfera en un fluido, el diámetro de la

esfera, el peso específico de la esfera como del fluido y la viscosidad de éste. La

velocidad se expresa por medio de la siguiente expresión (Ley de Stokes):

El procedimiento consiste en mezclar una cantidad de suelo (50g.) con agua

destilada más 125ml. De un agente dispersante (también denominado agente

defloculante), el que neutraliza las cargas eléctricas sobre las partículas más

pequeñas del suelo que a menudo tienen carga negativa y se atraen entre sí con

fuerza suficiente para permanecer unidos, creando así unidades mayores que

funcionan como partículas. Así se obtiene una solución de 1000 cc.

A continuación se agita la solución y se vacía a otra probeta de 1000 cc. de

capacidad que se encuentre apoyada sobre una base firme. Accionar el

cronómetro, introducir el hidrómetro y el termómetro, tal como se muestra en la

siguiente figura:

Con las lecturas del hidrómetro con sus respectivas temperaturas, calcular el peso de

los sólidos en suspensión para poder estimar el diámetro de las partículas.

El principal objetivo del análisis de hidrómetro es obtener el porcentaje de arcilla

( porcentajemás fino que 0.002 mm) ya que la curva de distribución granulométrica

cuando más de 12 % del material pasa a través del tamiz No. 200 no es utilizada con

criterio dentro de ningún sistema de clasificación de suelos y no existe ningún tipo de

conducta particular que dependa intrínsecamente de la forma de dicha curva. La

conducta de la fracción de suelo cohesivo del suelo depende principalmente del tipo

y porcentaje de arcilla de suelo presente, de su historia geológica y del contenido de

humedad mas que de la distribución misma de los tamaños de la partícula.

El análisis de hidrómetro utiliza la relación de caída de esferas en un fluido, el

diámetro de la esfera, el peso específico tanto de la esfera como del fluido, y la

viscosidad del fluido, en la forma expresada por el físico Inglés G. G. Stokes en la

ecuación conocida como l ley de Stokes:

V =  2gs   -   gu   (D/2)² / 9h

V = velocidad de caída de la esfera, cm/s

gs = peso específico de la esfera ( peso específico = densidad x g = masa/ unidad de

volumen x gravedad = g/cm³ )

gf= peso específico de fluido.

h = viscosidad absoluta, o dinámica del fluido, dinas x segundo sobre cm²

D = diámetro de la esfera, cm

g = 980.7 cm/s²

1 g = 980.7 dinas

Al resolver la ecuación para D utilizando el peso específico del agua, se obtiene:

D = 18hV   cm

gs - g´w

El rango de los diámetros D de partículas de suelo paro los cuales sta ecuación es

válida, es aproximadamente :0.0002 mm £ D £ 0.2 mm

Pues los granos mayores causan turbulencia en el fluido y los granos menores están

sujetos a movimientos de tipo Browniano( fuerza de atracción y repulsión)

Obviamente para resolver la ecuación es necesario obtener el termino de la

velocidad V, conocer los valores correctos de gs y g´w y tener acceso a la tabla de

viscosidad del agua.Como el peso específico y la viscosidad del agua varían con la

temperatura es necesario tener en cuenta esta variable.

Para obtener la velocidad de caída del las partícula se utiliza el hidrómetro. Este

aparato se desarrolló originariamente para determinar la gravedad especifica de una

solución, pero alterando su escala se puede utilizar para leer otros valores.Al

mezclar una cantidad de agua y un pequeño contenido de un agente dispersante para

formar una solución de 1000 cm³, se obtiene una solución con una gravedad

especifica ligeramente mayor que 1.0.

El agente dispersante o defloculante se añade ala solución para neutralizar las cargas

sobre las partículas mas pequeñas de suelo, que a menudo tienen carga negativa.

Con orientación adecuada estos granos cargados eléctricamente se atraen entre sí

con fuerza suficiente para permanecer unidos, creando así unidades mayores que

funcionen como partículas.De acuerdo con la ley de Stokes, estas las partículas

mayores sedimentarán más rápidamente a través de fluido que las aisladas.

El Hidrómetro mas usado comúnmente es el 152H y esta calibrado para leer gr de

suelo de un valor de Gs =2.65 en 1000 cm³ de suspensión siempre que no haya mas

de 60 g de suelo en la solución.

La lectura esta directamente relacionada con la gravedad especifica de la solución.

El hidrómetro determina la gravedad especifica de la suspención agua – suelo en el

centro del bulbo. Todas las partículas de mayor tamaño que se encuentran aún en la

suspención en la zona mostrada como L (distancia entre el centro del volumen del

bulbo y la superficie del agua) habrá ciado por debajo de la profundidad del centro

del volumen del hidrómetro. Además como el hidrómetro tiene peso constante a

medida que disminuye la gravedad especifica de la suspensión, el hidrómetro se

hundirá mas adentro de la suspensión (aumentando así la distancia L). Es preciso

recordar también que la gravedad especifica del agua decrece a medida que la

temperatura aumenta de 4°C. Esto ocasiona adicionalmente un hundimiento mayor

de hidrómetro.

Como L representa la distancia de caída de las partículas en un tiempo dado t, y las

velocidad se puede definir como la distancia dividida por el tiempo , es evidente que

la velocidad de caída de las partículas es:V = L/t

Por consiguiente es necesario encontrarla profundidad L correspondiente a un

tiempo transcurrido t de forma que se pueda determinar la velocidad necesaria para

utilizar la ecuación de Stokes.Para encontrar L es necesario medir L2 y varios

valores de la variable L1 utilizando una escala. A continuación utilizar un cilindro

de sedimentación de área transversal conocida A

A continuación se puede calcular la longitud L en cm si L1 y L2 están en cm

y Vb se encuentran en cm³ , de la siguiente forma:L = L1 + ½( L2 – Vb/A)

El termino – Vb/A toma en consideración que la suspensión eleva una

cantidad Vb/A cuando el hidrómetro se coloca en el cilindro e sedimentación. Así el

centro del volumen de desplaza hacia arriba ½ (Vb/A ). Al dibujar una curva

lecturas del hidrómetro (las cuales se relacionan con los valores correrspondientes

de L1) contra L, se obtiene el valor L para cualquier lectura del hidrómetro R.

Realmente como esta curva es esencialmente lineal, solamente se requieren tres

puntos para establecerla.La lectura de hidrómetro no debe ser corregida en la

anterior ecuación.

Si se conoce el diámetro de la partícula y el porcentaje de suelo que aún permanece

en suspención -m el cual en este caso es el porcentaje de material más fino- se tiene

suficiente información para trazar la curva granulométrica.

METODO POR SEDIMENTACION

Se basa en la Ley de Stokes, el cual establece “La velocidad de caída de una partícula

esférica a través de un medio líquido, es función del diámetro y del peso específico

de la partícula”. Desarrollándose así el Método del Sifoneado y el Método del

Hidrómetro.

METODO DEL SIFONEADO

Tiene como objetivo principal determinar cuantitativamente, los % de las partículas

de limo, arcilla y coloides de un suelo.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

La Fracción Granular Gruesa será retenida en el tamiz No 10 y la fracción fina

pasará. A la Fracción Gruesa se le aplicará el método de Granulometría por

Tamizado; en cambio la Fracción Fina se pesa en la balanza de 50 a 100 gr (pasa no

10) de al muestra previamente secada al horno. Se le agrega 200 ml de agua y se

remueve. Si se utiliza algún agentes dispersantes se agrega este al agua. Se remoja la

muestra por 4 horas. Se coloca en el vaso de dispersión por 5 o 10 min. Se vierte la

solución dispersada en el cilindro graduado de 1000ml. Con el disco acoplado a la

varilla, se dispersa la mezcla con movimiento rotacional por 1 minuto. Se limpia el

disco perforado y la varilla y se llena el cilindro graduado hasta una altura de 20cm

de agua destilada. Luego se deja en reposo por 20 minutos para permitir que el suelo

en suspención se sedimente. Primero el limo luego las arcilla y coloide quedará en

suspensión. Terminado esto, se separa el material sedimentado por medio del

sifoneo. Se traslada éste en un beaker, y se introduce en el horno a 105±5 C por 18

horas. Finalmente se deja enfriar y se separa utilizando tamices no 40, 60 y 200.

Pesándose así y anotando en la hoja de registro.

CALCULOS

El cálculo será el mismo realizado por el método de Granulometría por Tamizado,

con la diferencia que l material pasante por el tamiz No 200 será limo y el Sifoneado

será arcilla y coloide.