Densidad Por El Método de La Parafina

Universidad Católica de Santa María Facultad de Arquitectura e Ing Civil y del Ambiente Escuela Profesional de Ingeniería Civil

UCSM

Prácticas de Mecánica de Suelos I

JEFE DE PRÁCTICAS: 

Boris Bustamante Mora

ALUMNO: 

Willi Johao Velarde Galindo

SEMESTRE PAR 2017

UCSM



reconocer los métodos para poder realizar un ensayo de peso específico natural del suelo.



aprender a realizar un ensayo de peso específico usando el método de la parafina



Determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo, mediante el método de secado al horno.

Un suelo está constituido por tres fases: la sólida, la líquida y la gaseosa. Lo anterior se traduce a que la parte sólida de un suelo lo conforman partículas minerales y el agua adsorbida, la parte líquida la conforma el agua y finalmente la parte gaseosa que está constituida por aire o algún otro gas. Las fases anteriormente descritas pueden representarse esquemáticamente en papel mediante un diagrama que en Mecánica de Suelos es denominado diagrama trifásico. Cuando un suelo está constituido por las tres fases mencionadas en los párrafos anteriores, se dice que es un suelo parcialmente saturado, si es que sus oquedades están ocupadas por aire y agua. Cuando las oquedades de un suelo están completamente ocupadas por el agua entonces se dice que se trata con un suelo saturado Con todo lo anterior se puede observar que el determinar el peso de cada uno de los elementos constituyentes de un suelo, así como los volúmenes de los mismos en un laboratorio es relativamente fácil, además de que esta información permitirá obtener relaciones importantes cuyo cálculo es necesario, como la humedad y el peso específico de la muestra, que conjuntamente con el peso específico relativo de los sólidos ( permiten calcular otras relaciones de importancia que nos ayudarán a caracterizar el suelo de forma preliminar y que proporcionará una guía para dirigir el estudio e identificar las dificultades más probables con las que se pueda enfrentar. Estas relaciones están consideradas dentro del grupo de propiedades índice, mediante las cuales se puede inferir de manera preliminar el comportamiento del suelo.

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CONTENIDO DE HUMEDAD El contenido de humedad del suelo se lo define como la relación porcentual (%h) del peso de agua contenida en la muestra y el peso de la muestra seca o peso de los sólidos. Para encontrar el contenido de humedad de un suelo aplicamos la siguiente fórmula:



%h = Contenido de humedad



Pa = Peso del agua que contiene una muestra.



Ps = Peso del suelo seco



Ph = Peso del suelo húmedo

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras: 

El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.



La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

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PORCIÓN DE FLUIDO EN EQUILIBRIO CON EL RESTO DEL FLUIDO. Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p·dS, donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie. Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje. 23 De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple Empuje=peso=pf. ·gV El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido p f por la aceleración de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V.

Método del terrón parafinado para la determinación de la densidad aparente de los suelos. La den sidad 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).

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Standard Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock. Estados Unidos, 1992 

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Standard Test Methods for Bulk Density of Peat and Peat Products. Estados Unidos, 1992 

Mecánica de Suelos. Tomo 1. Fundamentos de Mecánica de Suelos.

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Muestra de suelo (ARCILLA)

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Balanza



Un horno



Bandeja metálica



Parafina líquida



Cocineta Electrica



Recipiente metálico



Balanza hidrostática



Horno de secado



Cápsulas metálicas.





Espátulas.

Tomar 3 cápsulas metálicas, las cuales deben estar completamente limpias, secas y numeradas.



Anotar el número y peso de las cápsulas donde se colocará la muestra.



Colocar la muestra en la cápsula y determinar el peso de la misma



Colocar la muestra de suelo en el horno a un temperatura de 105° C ± 5° C hasta obtener la condición de peso constante, es decir hasta que pierda la humedad que posee en un lapso de tiempo aproximado de 18 a 24 horas.



Una vez transcurrido el tiempo necesario, se procede a retirar la muestra del horno .



Pesar la muestra de suelo seco más la cápsula.

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

Se organiza y limpia el área de trabajo, se extraen las muestras de suelo de los recipientes herméticos; en los cuales fueron transportadas dichas muestras desde campo para evitar que sean alterada por las condiciones del ambiente.



Con ayuda de una espátula se homogeniza la superficie de las muestras, para evitar tener poros o deformidades; facilitando así el desarrollo y permitiendo la correcta realización del ensayo.



Una vez homogeneizadas las muestras; las llevamos a la balanza electrónica para obtener y tomar apunte de su peso como húmedo



Con ayuda de la cocineta eléctrica, procedemos a derretir la parafina en una oll a apoyándonos con un cucharon



Cuando la parafina ya se encuentra disuelta, retiramos el recipiente de la estufa hasta que esta alcance la temperatura deseada.



Se lleva la muestra al recipiente con parafina y se sumerge, con ayuda del cucharon se cubre toda la superficie del terrón haciéndola impermeable, del mismo modo para las dos muestras restantes



Habiendo impermeabilizado todas las muestras, estas son llevadas a la balanza para realizar la toma del peso de muestra más parafina



Nos dirigimos 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 y cálculo de resultados.



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

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Método de la parafina

PESO DE LA MUESTRA 

Muestra 1 =

234.1 gr



Muestra 2 =

172.1 gr



Muestra 3 =

238.5 gr

Peso de la muestra más parafina 

Muestra 1 =

255 gr



Muestra 2 =

185 gr



Muestra 3 =

260 gr

Peso sumergido de la muestra más parafina 

Muestra 1 =

905 gr



Muestra 2 =

880 gr



Muestra 3 =

915 gr

Peso de la canastilla 

Sumergida

= 815 gr



Sin sumergir = 950 gr

Determinar el peso de la parafina



Muestra 1 =

20.9



Muestra 2 = 12.9



Muestra 3 =

21.5

Calcular el volumen de parafina por muestra

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

Muestra 1 =

20.9/0.87 = 24.023



Muestra 2 =

12.9/0.87 = 14.828



Muestra 3 =

21.5/0.87 = 24.713

Calcular volumen de muestra Muestra 1  =

255 − (905 − 815) 1

−

20.9 0.87

  = 140.977

Muestra 2

 =

185 − (880 − 815) 1

−

12.9 0.87

  = 105.172

Muestra 3  =

260 − (915 − 815) 1

−

21.5 0.87

  = 135.287

Pesos específicos 

Muestra 1 =

1.661



Muestra 2 =

1.636



Muestra 3 =

1.763

Contenido de humedad:

Muestra 1  =

77.8 − 77.5 77.5

∗ 100%

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 = 0.39 %

Muestra 2  =

96 − 95.5 95.5

∗ 100%

 = 0.52 %

Muestra 3  =

77 − 76.5 76.5

∗ 100%

 = 0.65 %

: En esta práctica realizada para la determinación del peso específico 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 l peso específico 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.

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: 

Tener mucho cuidado al momento de homogeneizar ya que el material es un tanto débil.



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.



Fundamentos de Ingeniería Geotécnica Braja M Das

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Juárez Badillo y Rico Rodríguez

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Buols, W., Hole, F. D., McCracken, R. J. (1986), Génesis y clasificación de suelos, Trillas, México.

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

PANEL FOTOGRAFICO

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