AASHTO T100-70

ASTM  D854-58

OBJETIVO:

El objetivo de esta experiencia es de determinar el peso específico absoluto del suelo,  de

cualquier material compuesto por partículas pequeñas cuyo gravedad específica sea mayor

que 1. Esta práctica es aplicable específicamente a suelos y agregados finos (o arenas) como

los utilizados en mezclas de concreto y asfalto.

La gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo. Si

en desarrollo de una discusión no se aclara adecuadamente a que gravedad específica se

refieren algunos valores numéricos dados, la magnitud de dichos valores pueden indicar el uso

correcto, pues la gravedad específica de los suelos es siempre bastante mayor a la gravedad

específica volumétrica determinada incluyendo los vacíos de los suelos en le cálculo.

El valor de la gravedad específica es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo,

se utiliza también en el análisis del hidrómetra y es útil para predecir el peso unitario del suelo.

Ocasionalmente el valor de la gravedad específica puede utilizarse en la clasificación de los

minerales del suelo, algunos minerales de hierro tienen un valor de gravedad específica mayor

que los provenientes de sílica.

La gravedad específica de cualquier sustancia se

define como el peso unitario del material en cuestión

dividido por el peso unitario del agua destilada a 4

Así, si se consideran solamente los granos del suelo

se obtiene la gravedad específica (Gs) como:

La misma forma de ecuación se utiliza para definir la gravedad específica  del conjunto, la

única diferencia en esa definición es el peso específico del material. La gravedad específica del

material puede también calcularse utilizando cualquier relación de peso de la sustancia al peso

del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y sustancia:

 

Es evidente que en la ecuación (2), que esto es cierto ya que los términos de volúmenes se

cancelan. Nótese, sin embargo, que si no se cancela V en la ecuación (2), se obtiene la

ecuación (1).

El problema consiste en obtener el volumen de un peso conocido de granos de suelos y

dividirlos por el peso del mismo volumen de agua, es decir aplicar la ecuación la ecuación (2),

pues de esta forma es mas difícil de captar como también de evaluar en el laboratorio. El

volumen de peso conocido de partículas de suelo puede obtenerse utilizando un recipiente de

volumen conocido y el principio de Arquímedes, según el cual un cuerpo sumergido dentro de

una masa de agua desplaza un volumen de agua igual al del cuerpo sumergido.

El reciente de volumen conocido es el frasco volumétrico el cual mide un volumen patrón de

agua destilada a 20?C. A temperaturas mayores, el volumen será ligeramente mayor; a

temperaturas menores de 20?C el volumen será ligeramente menor. Como el cambio sufrido

en el volumen es pequeño para desviaciones de temperaturas pequeñas en el fluido, y además

es relativamente fácil mantener la temperatura de ensayo cercana a los 20?C, es posible

aplicar una corrección aproximada de la temperatura para desviaciones pequeñas de

temperatura en los cálculos del ensayo, que permita una aproximación satisfactoria sin

necesidad de recurrir a determinar experimentalmente el cambio en el contenido volumétrico

del frasco con la temperatura. Alternativamente, se puede desarrollar una curva de calibración

para cualquier frasco volumétrico dado de la siguiente forma:

1. Limpiar cuidadosamente el frasco

2. mLlenar con agua destilada desmineralizada o común el frasco a  temperaturas conocidas.

3. Hacer una gráfica del peso (Wbw) contra T?C (usar mínimo 4 puntos a,por ejemplo, 16,20 y

28?C).

A menudo para este experimento se utiliza agua común en lugar de agua destilada, el error,

también en este caso, es bastante pequeño. Es posible determinar el error introducido al usar

agua común, de la siguiente forma: se llena  el frasco volumétrico hasta la marca, y se obtiene

la temperatura y el peso si se resta de este dato el peso del frasco volumétrico vacío, es

posible determinar la densidad del agua común y compararla con la densidad del agua

destilada a la temperatura adecuada en tablas. Nótese que si la temperatura no es

exactamente 20?C es necesario para determinar el volumen del frasco recurrir a una

calibración como la que se ha sugerido. Generalmente, si el error de densidad es menor que

0.001, puede ser despreciado.

DEFINICIÓN DEL PESO ESPECIFICO ABSOLUTO:

Es la relación entre peso, al aire, de sus partículas minerales y el peso, al aire del agua

cosiderando un mismo volumen y una misma temperatura.

En el caso de los suelos, la densidad se da en relación al agua destilada a una temperatura

de 4 grados centígrado. Tratándose de gravas o piedras, la densidad se da en relación al

agua limpia  a la temperatura ambiente, con el material en el estado de saturación

El valor de la densidad,(el cuál expresado en un número),además de servir para fines de

clasificación, juega un papel muy importante en la mayor parte de las pruebas y cálculos de

la mecánica de suelos.

Para su determinación, se hace uso de recipientes aforados llamados picnómetros, los cuales

son generalmente matraces calibrados a distintas temperaturas como se indica en la figura:

La densidad de los suelos por lo general varia entre los siguientes valores:

Cenizas Volcánicas.........................................................................2.30 a 2.50

Suelos orgánicos.............................................................................2.40 a 2.65

Arenas y gravas...............................................................................2.65 a 2.67

Limos orgánicos y guijarros arcillosos...........................................2.67 a 2.72

Arcillas poco plásticas y medianamente

plásticas..........................................................................................2.72 a 2.78

Arcillas medianamente plásticas y muy

plásticas..........................................................................................2.78 a 2.84

Arcillas Bentoníticas......................................................................2.48 a 2.80

DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO ABSOLUTO:

Para la determinación de peso específico absoluto, empleamos un recipiente aforado llamado

picnómetro, que son matraces calibrados a distintas temperaturas.

- Picnómetro. Es un frasco volumétrico, con una capacidad de 50 cc. La tapa deberá ser del

mismo material del picnómetro y deberá entrar con facilidad hasta la profundidad indicada.

Además deberá tener un hueco en el centro para permitir la salida del  aire y del agua en

exceso.

Calibración del picnómetro. El picnómetro 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 siguiente:

 

Donde:

Wa = Peso  del picnómetro con agua hasta la marca calibración en gramos.

Wf = Peso del picnómetro en gramos.

Ti = Temperatura del agua en grados centígrados.

Tx = Cualquier otra temperatura en grados centígrados.

TABLA DE DENSIDADES RELATIVAS DEL AGUA Y FACTORES DE CONVERSIÓN k,

PARA VARIAR TEMPERATURAS.

http://apuntesingenierocivil.blogspot.pe/2011/03/i-gravedad-especifica-determinacion-del.html