ensayo parafina

ESPE MECÁNICA DE SUELOS I

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INFORME DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS

1.-TEMA: Densidad por el método de la parafina

2.-OBJETIVO:

Determinar la Densidad HUMEDA, SECA y MÁXIMA de una muestra del suelo utilizando el método de la parafina

3.-EQUIPO UTILIZADO:

1. Muestra de suelo procedente de Santo Domingo (ARCILLA) 2. Calibrador o pie de rey3. Mandil4. Estilete5. Balanza6. Lija de agua 8. Taras9. Un horno 10. Bandeja metálica 11. Parafina líquida12. Cocineta a gas 13. Recipiente metálico14. Balanza hidrostática15. Vasos de precipitación con 300 cm3 de agua

4.-PROCEDIMIENTO:

1.-Tomamos una muestra de suelo (arcilla), y cuidadosamente le damos la forma de un cubo perfecto con la ayuda de un estilete y la lija de agua; este cubo debe ser de 5 cm cada lado.

2.-Una vez obtenido nuestro cubo perfecto a las medidas indicadas conseguimos el volumen del cubo, y pesándolo en la balanza tenemos el peso húmedo de la muestra con el que podemos sacar nuestra primera densidad húmeda de la muestra.

3.-Ponemos a calentar la parafina en el recipiente metálico en la cocineta a gas.

4.-Cuando la parafina ya se encuentra a la temperatura deseada, amarramos el cubo con una piola muy cuidadosamente viendo que este no se rompa ni se despostille.

5.-Una vez amarrado el cubo nos dirigimos al recipiente con parafina caliente y procedemos a sumergir al cubo varias veces en la parafina hasta que este quede totalmente cubierto de parafina.

Gustavo Yánez Páez Página 1


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NOTA:

SE SUMERGE AL CUBO EN LA PARAFINA PARA IMPERMEABILIZAR A LA MUESTRA Y HACER QUE ESTA NO PIERDA LA HUMEDAD NATURAL DE LA MUESTRA DURANTE EL TRANSCURSO DEL ENSAYO.

6.-Cuando ya tenemos al cubo completamente cubierto con la parafina lo sumergimos en el vaso de precipitación que tiene 300 cm3, con esto podemos determinar el volumen de la muestra con parafina que nos servirá para el análisis y cálculo de resultados.

7.-Después de esto nos vamos a la balanza sumergible y pesamos nuestra muestra, con esto obtenemos el peso sumergido de la muestra más la parafina dato que también nos servirá para el análisis de y cálculo de resultados.

8.-Luego de esto tomamos un pedazo de nuestra muestra para obtener la humedad de la misma.

9.-Una vez culminado todo este procedimiento y con todos los datos obtenidos procedemos al cálculo de las densidades.

5.-FOTOGRAFIAS DEL ENSAYO:



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6.-MARCO TEORICO

DENSIDAD CON EL MÉTODO DE LA PARAFINA

Cálculo de la densidad aparente:

Entendemos por densidad aparente la densidad de la muestra "in situ", es decir la

densidad de la muestra en su lugar de origen, por tanto esta la hemos de calcular en

muestras inalteradas. Para calcular la densidad aparente de una muestra primero la

pesamos, a continuación la cubrimos con una capa de parafina sumergiéndola en una

cazuela con parafina caliente por tal de impermeabilizarla. Una vez hemos

impermeabilizado la muestra con la parafina caliente la volvemos a pesar y la diferencia

de peso dividida por la densidad será el volumen que hemos añadido. Después tomamos

la muestra parafinada y la pesamos con una balanza hidrostática lo que nos dará el

volumen total de la muestra. Para conocer la densidad aparente dividimos el peso

calculado al inicio por su volumen.

ENSAYO BASE DEL MARCO TEÓRICO:

RESUMEN:

Las actividades de este trabajo tienen como principal objetivo, el determinar la densidad aparente de las muestras de suelo mediante el metodo del terron parifinado así como la información necesaria con respecto a la procedencia de la muestra al estimarse el grado de relación de la densidad del agua con la temperatura ,esto con el fin de determinar los posibles contaminantes o factores que alteren la densidad de los suelos asi como los efectos que pueden tener sobre el ambiente y los organismos que en el habitan

OBJETIVO:

Determinar la densidad de las muestras de suelo asi como la información necesaria con respecto a la procedencia de la muestra al estimarse el grado de relación entre la densidad y temperatura, esto con el fin de determinar los posibles contaminantes o factores que alteren el ph de los suelos asi como los efectos que pueden tener sobre el ambiente y los organismos que en el habitan.



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INTRODUCCION:

La densidad aparente del suelo como parámetro basado en la masa y el volumen total del suelo esto Desde el punto de vista de la física, el suelo es un sistema de gran complejidad, heterogéneo, disperso y puede ser petrofísico (sólido, líquido, gaseoso y coloidal, dependiendo de la proporción y la composición de sus constituyentes), que muestra gran dinamismo determinado por los efectos que provocan agentes como la luz solar, la presión, el agua, los componentes solubles y los organismos. Para fines prácticos, se considera que en un buen suelo el 50% corresponde a la fase sólida, del 15 al 35% a la fase líquida y del 15 al 35% a la fase gaseosa. Las variaciones de la composición en las fases líquida y gaseosa dependen de la cantidad de agua presente.

La fase sólida es la predominante en el suelo y está constituida por los productos del proceso

de intemperización de la roca madre, contiene minerales (principalmente óxidos de silicio, aluminio y fierro) y materia orgánica (organismos vivos en gran actividad química y biológica, y organismos muertos en diferente etapa de descomposición). La parte mineral está formada por partículas de diferentes tamaños, formas y composiciones químicas.

PRINCIPIO Y APLICACIÓN:

Método del terrón parafinado para la determinación de la densidad aparente de los suelos. La densidad aparente de una muestra de suelo es calculada a partir del conocimiento de dos parámetros: la masa del suelo y el volumen total, es decir el volumen de los sólidos y el volumen ocupado por el espacio poroso. En el caso de la masa, esta se conoce pesando la muestra (terrón) y en el caso del volumen, este es determinado de manera indirecta recubriendo el terrón con una capa de parafina y pesándolo sumergido en un liquido. (Agua).

MATERIALES Y EQUIPO:

1.- Terrones de suelo con un diámetro máximo de 2 cm.

2.- Hilo de algodón para cocer ropa.

3.-Parafina a punto de fusión (56-60ºc)

4.-Vaso de precipitado de 500ml.

5.-Termometro

6.-Estufa

7.-Balanza analítica.



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Procedimiento

1.-Secar dos o tres terrones de aproximadamente dos cm a la estufa a 105ºc hasta peso constante.

2.-A una de estos terrones atarle un hilo procurando que quede bien sujeto y en el otro extremo del hilo hacer una lazada para sujetarla al brazo del platillo de la balanza.

3.-Pesar el terrón sujetando la lazada al brazo del platillo de la balanza, este será el peso del terrón al aire (Pt) a.

4.-Sumergir el terrón rápidamente en la parafina derretida a 60ºc cuidando que quede totalmente cubierto por una capa delgada y uniforme.

5.- Pesar el terrón parafinado al aire será: (Ptp)a.

6.-Pesar el terrón parafinado sumergido en el agua adecuando al interior de la balanza para que se registre únicamente el peso del terrón sumergido en el agua, que será: (Ptp) w.

INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS:

Tipos de suelos | g/cm3|

Orgánicos y volcánicos | Menor de 1.00|

Minerales Arcillosos Francosos Arenosos | 1.0 1.19 1.20 1.32 Mayor a 1.32|

RESULTADOS:

En la siguiente tabla se muestran los pesos registrados de los terrono en las diferentes condiciones sometidas en este experimento.

Muestra 1

Terrón | 12.5 g|

Terrón parafinado | 11.4 g|

Terrón parafinado en agua (vaso de precipitado) | 59.3 g|

Muestra 2



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Terrón | 195 g|

Terrón parafinado | 0.4 g |

Terrón parafinado en agua (vaso de precipitado) | 48 g |

Muestra 3

Terrón | 4.5 g |

Terrón parafinado | 4 g |

Terrón parafinado en agua (vaso de precipitado) | 51.1 g|

CALCULOS:

1.- Volumen de h20 desplazada por el terrón.

(

7.-CALCULOS Y RESULTADOS


(Ptp) a – (ptp) w = considerando una ###=1 g7cm3 que es igual (Vt+VP)

2.-(Ptp) a- (pt) a = peso de la parafina (Pp)

3.-Pp = Vp = volumen de la parafina (Vp).

4.- (Vt + Vp) – Vp = volumen del (Pr)a/Vt = densidad aparente.

###w = densidad de h20

###p = densidad de la parafina (0.90 g/ cm3)


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DATOS DEL ENSAYO:

Muestra: “ARCILLA” Procedencia: “SANTO DOMINGO”

Datos tomados:

ENSAYO DE DENSIDAD CON EL MÉTODO DE LA PARAFINA

Método del Ensayo: PARAFINA

Medidas del cubo tallado de la muestra de suelo (ARCILLA)

Medidas (cm) x y z1 4.5 4.6 4.42 4.5 4.5 4.43 4.5 4.5 4.64 4.5 4.5 4.5

Medidas Promedio 4.5 4.525 4.475

Volumen = V1

V1 = (4.5 cm) * (4.525 cm) * (4.475 cm)

V1 = 91.122 cm3

W muestra húmeda = 146.56 g

Densidad # 1:

δ 1=W muestrahúmedaV 1

δ 1= 146.56 g

91.122c m3

δ 1=1.608g

c m3

Densidad # 2:



8

W muestra húmeda + parafina = 148.92 g

(W muestra húmeda + parafina) – (W muestra húmeda) = W parafina

W parafina = 148.92 g – 146.36g

W parafina = 2.36 g

V2 = 100 ml o 100 cm3

δparafina=0.87cm3

δparafina=W parafinaVparafina

Vparafina=W parafinaδparafina

Vparafina= 2.36 g

0.87g

c m3

Vparafina=2.713cm3

V muestra = V2 – Vparafina

V muestra = 97.287 c m3

δ 2=W muestrahúmedaV muestra

δ 2= 146.56 g

97.287cm3

δ 2=1.506g

cm3

Densidad # 3:

W sumergido muestra + parafina = 50.74 g

W sumergido muestra = (W sumergido muestra + parafina) – (W parafina)

W sumergido muestra = 50.74 g – 2.36 gW sumergido muestra = 48.38 g



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V3 = W muestra húmeda – W sumergido muestra

V3 = 146.56 g – 48.38 g

V3 = 98.180 cm3

δ 3=WmuestrahúmedaV 3

δ 3= 146.56 g

98.180cm3

δ 3=1.493g

cm3

NOTA:

HAY QUE TOMAR EN CUENTA QUE LAS TRES DENSIDADES QUE HEMOS OBTENIDO CON LOS CÁCULOS SON DENSIDADES HÚMEDAS DE LA MUESTRA DE SUELO PARA HALLAR LA DENSIDAD SECA ES NECESARIO OBTENER EL PESO SECO DEL SUELO.

Contenido de humedad:

W muestra húmeda = 146.56 g

W muestra seca = 136.76 g

W agua = W muestra húmeda – W muestra seca

W agua = 146.56 g – 136.76 g

W agua = 9.8 g

Cont. Humedad = (W agua / W muestra seca) *100%

Cont. Humedad = (9.8 g / 136.76 g)*100%

Cont. Humedad = 7.17 %

Densidad seca:

δseca=W muestra secaV 3



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δseca= 136.76 g

98.180cm3

δseca=1.392g

c m3

Densidad seca máxima:

δsecamax .=Wmuestra secaV muestra

δsecamax .= 136.76 g

97,287cm3

δsecamax .=1.406c m3



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HOJA DE CALCULOS DEL LABORATORIO:

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

Fecha Proceso No.

MUESTRA No.

NÚMERO DEL ENSAYO

PESO DEL SUELO (g)

PESO DEL SUELO + PARAFINA (g)

VOLUMEN DEL SUELO + PARAFINA (cm³)

PESO DE LA PARAFINA (g)

VOLUMEN DE LA PARAFINA (cm³)

VOLUMEN DE LA MUESTRA (cm³)

DENSIDAD HÚMEDA (g/cm³)

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)

DENSIDAD SECA (g/cm³)

DENSIDAD SECA MÁXIMA (g/cm³)

GRADO DE COMPACTACIÓN

OBSERVACIONES:

ENSAYÓ: CALCULÓ: VERIFICÓ:

7,170

1,392

TENER MUCHO CUIDADO AL MOMENTO DE PESAR LA MUESTRA EN LA BALANZA HIDROSTÁTICA

SUMERGUIR LA MUESTRA EN LA PARAFINA PARA QUE ESTA SEA IMPERMEABILIZADA TOTALMENTE

1,406

148,92

100,00

2,36

2,71

98,180

1,493

GUSTAVO YÁNEZ PÁEZ ING. HUGO BONIFAZ GUSTAVO YÁNEZ PÁEZ

06/05/2011

PROCEDENCIA DE LA MUESTRA :

SANTO DOMINGO 1

1

1

146,56



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8.-CONCLUSIONES:

En esta práctica realizada para la determinación de la densidad aparente del suelo basada en el método del terrón parafinado se puedo observar el comportamiento del suelo en presencia del agua aun está a una temperatura dada con el fin de obtener una medida aproximada a la densidad del terrón.

La densidad del suelo es un indicativo de la relación peso por volumen del suelo, y está en relación a la porosidad. Un suelo muy poroso será menos denso; un suelo poco poroso será más denso. A mayor contenido de materia orgánica, más poroso y menos denso será el suelo.

La importancia es en el aspecto biológico radica en el grado de compactación de las partículas que lo forman, como se ha mencionado la porosidad es importante para el desarrollo de las plantas al establecerse las raíces, también por la cantidad de materia orgánica necesaria para el crecimiento de las plantas.

9.-RECOMENDACIONES:

Tener mucho cuidado al momento de tallar nuestro cubo ya que el material es un tanto débil.

Tratar en lo posible de obtener un cubo de medidas perfectas ya que ayudara a que los datos tengan mas precisión.

No dejar que la parafina se caliente demasiado ya que esta se quema y la sustancia que emana puede ser perjudicial para la salud de las personas que están en el laboratorio.

Sumergir la muestra de suelo en la parafina las veces que sean necesarias para que la muestra se cubra totalmente de la parafina y se impermeabilice bien.

Al momento de colocar la muestra en la balanza hidrostática tomar el primer valor en el cual se pare la balanza ya que esta es muy sensible y vamos a tener datos incorrectos.

Cerciorarse de que la piola sujete bien la muestra de parafina para que esta no se suelte o se rompa al momento de introducirla en el recipiente con parafina caliente.



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10.-Bibliografía:

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica Braja M Das Apuntes de Clase. Juárez Badillo y Rico Rodríguez Buols, W., Hole, F. D., McCracken, R. J. (1986), Génesis y clasificación de suelos,

Trillas, México. Millar, C. E., Turk, L. M. y Foth, H. D. (1981), Fundamentos de la ciencia del

suelo, CECSA, México.

11.-Firma:

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