PRÁCTICA # 1

CONTENIDO DE HUMEDAD

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Estudiar el concepto de humedad en los suelos y calcular el porcentaje del contenido de humedad.

1.2 OBJETIVO ESPECÍFICO

Que el estudiante que cursa laboratorio de mecánica de suelos I, pueda calcular el porcentaje del contenido de humedad, en este caso la práctica será con la arcilla inorgánica.

2. INTRODUCCIÓN

El concepto de humedades en los suelos, se define como la cantidad de agua que se encuentra dentro de una muestra de suelo y se lo expresa en porcentaje

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

W = Contenido de humedad, en por ciento.

Pa = Peso del agua presente en el suelo.

Pss = Peso del suelo después de secado a altas temperaturas.

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Dentro del suelo, el agua se presenta en dos formas: libre y retenida.

El agua libre:o Es el agua que circula a través del suelo sin dificultad alguna y por la acción

de la gravedad puede ser drenada El agua retenida

o Se encuentra retenida dentro del suelo y la causa de su formación se define:

Agua Higroscópica Es la que absorbe un suelo de la humedad del aire.

Agua Capilar Es la retenida por efecto de la tensión superficial.

La muestra que se tome para la determinación de la humedad deberá ser representativa del suelo cuya humedad se desea conocer. Si dicha muestra de humedad va a ser tomada en el campo y transportada al laboratorio para hacer la determinación correspondiente, deberá colocarse en un recipiente que tenga una tapa metálica o en otro que tenga la capacidad de poder conservar la humedad.

PROCEDIMIENTO

Es necesario entender que a un suelo húmedo se le debe aplicar calor a temperaturas que superen los 100ºC, para que se garantice que el agua que se encuentra dentro del suelo, se evapore secándolo.

Actualmente se utilizan varios métodos para calcular el contenido de humedad, teniendo resultados variados; pero es necesario definir que el primero de los métodos que mencionaremos es el estandarizado, por lo que los demás deberían considerar al mismo como base de una posible calibración o corrección.

MÉTODOS ESTANDARIZADOS

Método hornoo Se pesan las cápsulas (Peso de la cápsula). Registrando dichos datos en la

planilla de contenido de humedad, cabe hacer notar que deben identificarse las cápsulas ya sea con números o letras.

o Se llena las cápsulas con el suelo (Psh + Pcap)o Se introduce las cápsulas con suelo al horno durante 24 horas; a una

temperatura de 105ºC ó 110ºC.

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o Se extrae del horno y se los pesa; tomando en cuenta que las cápsulas estén cubiertas de manera que no absorba humedad de la atmósfera dentro del laboratorio.

Método Speedyo Pesar en la balanza acondicionada del mismo equipo, el material necesario

para equilibrar el nivel de la misma, luego este material debe ser introducido dentro del recipiente del Speedy.

o Si el material analizado es arcilloso, con presencia de terrones, se debe introducir dos bolas de acero para la desintegración total; ocasionando una reacción mejor entre el carburo y la humedad del suelo. Si el material es granular no es necesario al accionar de las bolas de acero.

o En la tapa del equipo, se debe introducir dos medidas rasas o más de Carburo Técnico en polvo, inmediatamente volcar la tapa sobre el recipiente para cerrar herméticamente la misma. La tapa con el carburo se debe ajustar al Speedy, verificando que el mismo quede asegurado para no ocasionar pérdidas.

o Se agarra al Speedy con movimientos verticales y horizontales, comprobando que la aguja del medidor o manómetro comience a subir indicando que existe una reacción de la humedad con el carburo, la agitación debe detenerse cuando la aguja no muestre ningún movimiento y el vapor debe ser constante.

o La lectura constante Debe registrarse como el contenido de humedad en porcentaje.

MÉTODOS NO ESTANDARIZADOS

Método de hornallao Método rápido y sencillo aconsejablemente con una corrección respecto

del método estándar.o Se sigue el mismo procedimiento del estandarizado, con la excepción de

que el calor es generado por un calentador de laboratorio o una hornalla de llama abierta en un lapso mínimo de 30 minutos.

o La cápsula con el suelo húmedo se coloca sobre el calentador, esperando que se sobrecaliente, estimando que el material está seco cuando se instala

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un vidrio de reloj sobre la cápsula y este no forma vapor de humedad, si no se cuenta con el vidrio esperar los 30 minutos o más.

o Luego se procede al peso de la muestra seca más la cápsula.

Método de alcoholo Se pesan las cápsulas o recipientes más el suelo húmedo.o Se agrega alcohol blanco en una cantidad necesaria para saturar

completamente el suelo.o Luego se prende fuego hasta que el alcohol termine de combustionarse.o Por lo menos repetir 2 veces esta prueba.o Finalmente se pesará el suelo seco más la el peso de la cápsula; para

registrar el dato.

4. MATERIALES DE TRABAJO

Muestras de arcilla inorgánica. Recipientes para humedad (taras de lata con tapa) Balanza de precisión de 0,01 gr. Horno con regulador de temperatura (105 a 110ºC) Calentador eléctrico o de llama abierta. Alcohol Blanco. Platos. Espátulas.

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ARCILLA INORGÁNICA

BALANZA DE PRECISIÓN

ESPÁTULAS

5. METODOLOGÍA Y MEMORIA

El procedimiento que se siguió en el desarrollo de esta práctica fue el siguiente:Antes de realizar esta práctica procedimos a preguntar a la docente algunas dudas en cuanto a la realización de la práctica, si es que dicha práctica se la debía realizar por los métodos que indica la guía.Una vez aclarada la duda, procedimos de la siguiente manera:1. Método estándar

1.1. Una vez recogidas las taras usadas, que fueron 5, se procedió a señalar cada una de las taras, para su posterior identificación.

1.2. Señaladas ya las taras procedimos a pesar y a registrar el peso de cada una de las mismas.

1.3. Una vez pesadas todas las taras, procedimos a pesar cada tara con una determinada cantidad de arcilla inorgánica y a apuntar el peso húmedo respectivo en cada tara.

1.4. Completado el pesaje, colocamos las taras dentro del horno alrededor de las 17:20 del día12/03/2013 para volver a pesarlas pasadas 24 horas.

1.5. Después de haber estado 24 horas en el horno se retiraron las taras y se procedió a registrar el peso del suelo seco.

1.6. Concluidos estos pasos se obtuvieron los datos necesarios para determinar el porcentaje de humedad por este método.

2. Método de hornalla2.1. Se tomaron 3 platos, los cuales fueron señalados para poder registrar los datos

necesarios de cada uno de ellos.2.2. Se procedió a pesar los platos señalados estando vacíos.2.3. Luego se determinó el peso de los platos más una muestra de suelo húmedo.2.4. Concluidos los anteriores pasos se colocaron los platos en la hornalla, procurando

mover la muestra de arcilla inorgánica constantemente, utilizando una espátula.2.5. Para controlar la exposición necesaria al calor de los platos se utilizó un vidrio que

fue colocado sobre la muestra de arcilla inorgánica el cual se empañaba debido a la evaporación del agua.

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5 TARAS 3 PLATOS DE PRUEBA

2.6. Una vez que el vidrio ya no se empañaba fue de entender que ya se había evaporado el agua presente en la muestra de suelo, esto tomo de unos 11 a 13 minutos variando de acuerdo a la cantidad de muestra y la ubicación del plato en la hornalla.

2.7. Ya sin humedad los platos se retiraron con ayuda de unos guantes proporcionados por el laboratorio para pesarlos y así poder obtener el peso del suelo seco y proceder a realizar los cálculos pertinentes.

3. Método de alcohol3.1. Se tomaron tres platos marcados previamente y fueron pesados cada uno.3.2. Una vez pesados estando vacíos, procedimos a pesarlos y a registrar nuevamente

los datos pero estando con una determinada muestra de suelo húmedo.3.3. Hecho el paso anterior, empezamos a saturar la muestra de arcilla inorgánica

(disgregada) con alcohol.3.4. Saturado cada plato incineramos en cada plato la muestra respectiva

removiéndola constantemente con ayuda de espátulas.3.5. La incineración tuvo lugar entre unos 12 a 15 minutos, dependiendo esto de la

cantidad de muestra y la cantidad de alcohol vertido en la muestra.3.6. Acabado de quemarse el alcohol de cada plato se determinó el peso del suelo

seco de cada plato.3.7. Registrando todos estos datos ya se podían realizar los cálculos correspondientes

a la práctica.

6. REPRESENTACIÓN GRÁFICA

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DESPUES DE ESTAR 24 HORAS EN EL HORNO

7. CÁLCULOS Y RESULTADOS

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TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

8. CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIÓN

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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Características de compactación

Los contenidos de humedad óptimos de los diferentes tipos de suelos son los siguientes:

Tabla de datos aleatorios (Compactación - Artículos de Wikipedia)

Suelo Contenido óptimo de humedadpara la compactación

(variación en %)Arenas arcillosas mezcla

arena-arcilla11 - 10

Mezcla arena-limo-arcilla con plástico, limo + fracción arcilla

15 - 11

Limo inorgánico, limo arcilloso

24 - 12

Arcilla inorgánica 24 - 12Limo orgánico 33 - 21

ArciIla inorgánica altamente plástica

36 - 19

Arcilla orgánica 45 - 21

Nota: el contenido de humedad óptimo suele ser de 2 a 3% menor que el límite plástico del suelo.

En nuestra práctica el promedio general está entre el 5% y el 6% del porcentaje de humedad, por lo que se observa de acuerdo a la tabla; la arcilla inorgánica del trabajo desde su extracción mostró un contenido bajo de humedad; por lo tanto estaría en la clasificación de suelo firme (si el suelo se desmenuza bajo una presión moderada, pero se nota resistencia), dentro de lo que es concepto de la determinación de la consistencia del suelo húmedo.

La recomendación que se daría, sería comprobar los mismos experimentos con muestras de arcilla inorgánica húmeda y poco húmeda, luego ver los resultados y comparar con los valores de las tablas generales del contenido de humedad en los suelos.

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