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Hidrometria
- 1. ENSAYO DE HIDROMETRÍA INTEGRANTES: BERDEJA GUTIERREZ ISLA WEYSON RODRIGUEZ MAMANI RODRIGO RUETA RAMOS ABEL JHIMMY
- 2. ANÁLISIS HIDROMÉTRICO • El análisis hidrométrico se basa en la Ley de Stokes, la cual relaciona la velocidad de una esfera, cayendo libremente a través de un fluido, con el diámetro de la esfera. • Se asume que la ley de Stokes puede ser aplicada a una masa de suelo dispersado, con partículas de varias formas y tamaños. El hidrómetro se usa para determinar el porcentaje de partículas de suelos dispersados, que permanecen en suspensión en un determinado tiempo. Para ensayos de rutina con fines de clasificación, el análisis con hidrómetro se aplica a partículas de suelos que pasan el tamiz de 2.00 mm (No.10). Cuando se quiere más precisión, el análisis con hidrómetro se debe realizar a la
- 3. CORRECCIONES Corrección por menisco (Cm) • Colocar el hidrómetro en el cilindro de sedimentación lleno de agua destilada y observar la diferencia de nivel entre la superficie del agua y el tope del menisco formado alrededor del vástago. Anotar esta diferencia expresada en lecturas del hidrómetro. Este valor será la corrección por meniscos (Cm). • El valor corriente de Cm, para un hidrómetro 152-H es de 1 g/l y para un hidrómetro 151- H es de 0,6 X10-3 g/cm
- 4. • CORRECCION POR TEMPERATURA La corrección por temperatura se hace necesaria porque la viscosidad, el peso unitario del agua y volumen del hidrómetro varían con la temperatura. Aplicar la corrección por temperatura, correspondiente a cada lectura del hidrómetro (ver tabla de corrección por temperatura). • CORRECCION POR DEFLOCULANTE (Cd) -Seleccionar un cilindro graduado de 1000 ml de capacidad, llenarlo con agua destilada más la cantidad de defloculante igual a la utilizada en el ensayo. -Introducir el hidrómetro en el cilindro, realizar la lectura del hidrómetro en la parte superior del menisco. -Introducir un termómetro y medir la temperatura de la solución. Calcular la corrección por defloculante y punto cero mediante la fórmula: Cd = r1 + Cm + Ct (3)
- 5. • CÁLCULO PARA EL FACTOR K El factor “K” debe corregirse utilizando la siguiente formula: K = {(30 x µ / G) / (Ys – Yw)} ½ (4) G es la aceleración de gravedad (980.7 cm/s2) µ es el coeficiente de viscosidad del agua en poises Ys es el peso unitario de los sólidos del suelo en gr. / cm3 Yw es el peso unitario del agua destilada a la temperatura (T), en g/cm3. La adición del agente defloculante produce un aumento en la densidad del líquido y Obliga a realizar una corrección a la lectura del hidrómetro observada. Así mismo, como la escala de cada hidrómetro ha sido graduada para registrar una lectura cero (0) o lectura inicial (i).
- 6. EQUIPO REQUERIDO • Tres (3) Balanzas, de sensibilidades 0.01 g, 0.1 g y 1 g. • Tamices, de 2.0 mm (No.10) y de 75 µm (No.200) • Tamizador mecánico. • Aparato agitador, mecánico o neumático, con su vaso. • Hidrómetro Graduado • Cilindro de vidrio para sedimentación • Utensilios de uso general • Agente Dispersante • Agua destilada
- 7. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO • Preparación de la muestra: • Para ensayo de rutina con fines de clasificación, el análisis hidrométrico se aplica a partículas de suelos que pasan el tamiz N° 10 (2.00 mm). Cuando se requiere mas precisión se utiliza material que pase el tamiz N° 200 (0.074 mm). Luego a continuación en una balanza con apreciación de 0.01 g. se pesan 50 g. para suelos con alto contenido de arcilla; y 70 g. para suelos arenosos, todos estos materiales previamente secados al horno. • Después se adiciona al suelo 200 ml. de agua destilada y 125 ml del agente defloculante y se satura por un período no menor a 18 horas. • Agente defloculante es un agente dispersador de los grumos que tienden formar entre si las partículas finas al estar en suspensión. El agente defloculante usado para el ensayo es “HEXAMETAFOSFATO DE SODIO” (NaPO6) al 4%.
- 8. • PROCEDIMIENTO • Pasado el tiempo de saturación se remueve la muestra y se transfiere al vaso de agitación, lavando cualquier residuo con agua destilada.
- 9. • Se agrega más agua destilada si es necesario hasta unos 5 cm a 8 cm, por debajo de la boca del vaso. • Se coloca el vaso en el agitador eléctrico, como se muestra en la figura 3 y se dispersa la mezcla por un tiempo de 5 min a 10 min. Mientras más bajo es el índice de plasticidad del suelo, menor será el periodo de agitación.
- 10. • Se vierte la suspensión dispersada en el cilindro graduado de 1000 ml., lavando cualquier residuo con la pipeta de agua destilada. • Se agrega agua destilada en el cilindro graduado hasta completar 900 ml
- 11. • Con el disco perforado acoplado a la varilla, se vuelve a dispersar la muestra, bajando y subiendo el disco con movimiento rotacional, como se aprecia en la figura este proceso se sigue por un tiempo de 1 min. • Efectuada la operación anterior; con la pipeta de agua destilada se limpia el disco perforado dentro del cilindro graduado y se lleva hasta completar 1000 ml
- 12. • Se pone en marcha el cronómetro y lentamente se sumerge el hidrómetro hasta que comience a flotar. • Se hacen las lecturas del hidrómetro a 1 y 2 minutos, luego se saca el hidrómetro y se sumerge en otro cilindro graduado lleno de agua destilada, como se aprecia en la figura 9, se toma la lectura de suspensión, y se mide la temperatura del ensayo.
- 13. • Se reinicia el ensayo sumergiendo nuevamente el hidrómetro para realizar las lecturas de: 5, 15, 30 minutos, 1, 2, 4 y 24 horas (véase figura 9). El hidrómetro se sumerge en suspensión, aproximadamente 20 segundos antes de hacer cada una de las lecturas y se mide la temperatura de está después de cada operación. Todos estos datos se anotan en la hoja de registro. • NOTA : El hidrómetro debe permanecer en el cilindro con agua destilada, el cual estará junto al de sedimentación, esto con el fin de que el hidrómetro se encuentre a la misma temperatura
- 14. • Después de la última lectura, se vierte la suspensión y el suelo sedimentado sobre el tamiz N° 200, teniendo cuidado de no perder material, luego se procede a lavarlo hasta que agua salga clara. • El material retenido en el tamiz se recoge en una escudilla y se seca al horno a una temperatura de 105 ºC ± 5 °C., por un tiempo mínimo de 18 horas y hasta peso constante.
- 15. • Secada la muestra se deja enfriar, luego se separa en una serie de fracciones utilizando los tamices N° 20, 40, 60, 100 y 200. La fracción retenida en cada tamiz se pesa en la balanza de 0.01 g y se anota en la hoja de registro.
- 16. CONCLUSIONES • Ser cuidadoso con la muestra ya que esta puede llegar a alterarse con facilidad. • Tener el equipo necesario para hacer el ensayo de lo contrario sería muy difícil de hacer y en otros aspectos no tan exacto el resultado que se obtendrá.