ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
SUELOS Y ROCAS 1
TEMA:
"Contenido de humedad de un suelo "
FECHA:
30 de abril de 2014
ESTUDIANTE:
Roberth Leodan Sarango Jaramillo
DOCENTE:
Ing. Ángel Guillermo Tapia Chávez
LOJA-ECUADOR
Abril 2014-Septiembre 2014
1. RESUMEN
El proceso de desintegración de las rocas y las propiedades resultantes de los materiales, dan origen a diferentes tamaños de partículas y compuestos litológicos que conforman un suelo. En toda obra civil: este tipo de materiales o en si el suelo mismo debe ser estudiado cuidadosamente, ya que la mayoría de fallas en la obras civiles se presenta en base a estos materiales; dependiendo de su composición y al medio al que están sometidos.
2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
El presente modo operativo establece el método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo
OBJETIVO ESPECIFICO
Determinar la cantidad de agua de suelo, y cuantificar en porcentajes con el mínimo error, sus equivalencias
Adquirir competencias teórico – prácticas, dentro y fuera del aula aplicadas en la obra civil
3. INTRODUCCIÓN
La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación, expresada como porcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas sólidas. Las muestras serán preservadas y transportadas de acuerdo a la Norma AASTHO, Grupos de suelos B, C o D. Las muestras que se almacenen antes de ser ensayadas se mantendrán en contenedores herméticos no corrosibles a una temperatura entre aproximadamente 3 °C y 30 °C y en un área que prevenga el contacto directo con la luz solar. Las muestras alteradas se almacenarán en recipientes de tal manera que se prevenga o minimice la condensación de humedad en el interior del contenedor.
La determinación del contenido de humedad se realizará tan pronto como sea posible después del muestreo, especialmente si se utilizan contenedores corrosibles (tales como tubos de acero de pared
Delgada, latas de pintura, bolsas plásticas etc.)
4. MARCO TEORICO
Suelo: es la composición de rocas desintegradas en diferentes tamaños, granulometría y características físicas, las cuales pueden ser descritas por medio de un estudio de suelo que nos desglose su propiedad en la forma más específica posible. En lo referente al tipo de suelo, Das (2001) afirma que "su distribución granulométrica, la forma de los granos del suelo, la densidad de sólidos del suelo y la cantidad y tipo de materiales arcillosos presentes, tiene una gran influencia en peso específico seco máximo y el contenido de agua óptimo.
Espécimen de ensayo
Para los contenidos de humedad que se determinen en conjunción con algún otro método AASTHO, se empleará la cantidad mínima de espécimen especificada en dicho método si alguna fuera proporcionada. La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como representativo de la muestra total, si no se toma la muestra total, será de acuerdo a lo siguiente:
Tamiz que retiene más del 10% de la muestra
Peso recomendado de la muestra húmeda (g)
2.00 mm (No. 10)
4.75 mm (No. 4)
19.00 mm (¾")
37.50 mm (1 ½")
75.00 mm (3")
100 a 200
300 a 500
500 a 1000
1500 a 3000
5000 a 10000
Cuando se trabaje con una muestra pequeña (menos de 200 g) que contenga partículas de grava relativamente grandes, no es apropiado incluirlas en la muestra de ensayo. Sin embargo en el reporte de resultados se mencionará y anotará el material descartado.
Para aquellas muestras que consistan íntegramente de roca intacta, el espécimen mínimo tendrá un peso de 500 g. Porciones de muestra representativas pueden partirse en partículas más pequeñas, dependiendo del tamaño de la muestra, del contenedor y la balanza utilizada y para facilitar el secado a peso constante.
5. MÉTODO USADO
Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo hasta un peso constante en un horno controlado a 110 ± 5 °C*. El peso del suelo que permanece del secado en horno es usado como el peso de las partículas sólidas. La pérdida de peso debido al secado es considerado como el peso del agua.
Nota.- (*) El secado en horno siguiendo este método (a 110 ± 5 °C) no da resultados confiables cuando el suelo contiene yeso u otros minerales que contienen gran cantidad de agua de hidratación o cuando el suelo contiene cantidades significativas de material orgánico. Se pueden obtener valores confiables del contenido de humedad para estos suelos, secándolos en un horno a una temperatura de 60 °C o en un desecador a temperatura ambiente.
6. MATERIALES Y EQUIPO
Horno de secado controlado termostáticamente, de preferencia uno forzado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9°F)
Fig. N° 1. Horno de secado.
Origen: Laboratorio de suelos (U: C: G: UTPL 2014)
Balanzas, que tengan una precisión de ± 0.01 g para muestras que tengan un peso de 200 g o menos; ± 0.1 g para muestras que tengan un peso entre 200 y 1000 g, y ± 1 g para muestras que tengan un peso mayor a 1000 g.
Fig. N° 2. Balanza
Origen: Laboratorio de suelos (U: C: G: UTPL 2014)
Recipientes. Vasijas apropiadas hechas de un material resistente a la corrosión y a cambios en su peso al ser sometidas a repetidos calentamientos y enfriamientos, y a operaciones de limpieza.
Fig. N° 3. Recipientes
Origen: Laboratorio de suelos (U: C: G: UTPL 2014)
También es muy necesario tener al alcance otros tipos utensilios, para una mejor manipulación de los materiales como guantes, espátulas, tenazas etc.
7. PROCEDIMIENTO
Determinar y registrar la masa de un contenedor limpio y seco (y su tapa si es usada).
Seleccionar especímenes de ensayo representativos de acuerdo lo indicado anteriormente.
Colocar el espécimen de ensayo húmedo en el contenedor y, si se usa, colocar la tapa asegurada en su posición.
Determinar el peso del contenedor y material húmedo usando una balanza seleccionada de acuerdo al peso del espécimen y registrar este valor.
Remover la tapa (si se usó) y colocar el contenedor con material húmedo en el horno. Secar el material hasta alcanzar una masa constante. Mantener el secado en el horno a 110 ± 5 °C a menos que se especifique otra temperatura. El tiempo requerido para obtener peso constante variará dependiendo del tipo de material, tamaño de espécimen, tipo de horno y capacidad, y otros factores. La influencia de estos factores generalmente puede ser establecida por un buen juicio, y experiencia con los materiales que sean ensayados y los aparatos que sean empleados.
Luego que el material se haya secado a peso constante, se removerá el contenedor del horno (y se le colocará la tapa (*) si se usó). Se permitirá el enfriamiento del material y del contenedor a temperatura ambiente o hasta que el contenedor pueda ser manipulado cómodamente con las manos y la operación del balance no se afecte por corrientes de convección y/o esté siendo calentado. Determinar el peso del contenedor y el material secado al homo usando la misma balanza usada con anterioridad y registrar este valor.
Nota.- (*) Las tapas de los contenedores se usarán si se presume que el espécimen está absorbiendo humedad del aire antes de la determinación de su peso seco.
8. CALCULOS Y RESULTADOS
El contenido de humedad CH será calculado con la siguiente formula:
CH= W1 -W2 (W2-WC)*100
Dónde:
CH = Contenido de agua %
W1= Peso del recipiente y del espécimen húmedo, g.
W2= Peso del recipiente y del espécimen seco, g.
Wc= Peso del recipiente, g.
Ww= Peso del agua, g, y
Ws= Peso de las partículas sólidas, g.
CH=WwWs*100
CH de A1
CH= 264.60 -216.12 (216.12-60)*100
CH= 48.48(156.12)*100
CH=31.05
CH de B2
CH= 240.89-195.70 (195.70-52)*100
CH= 45.19 (143.70)*100
CH=31.45
Tabla de datos y resultados
N° recipiente
W1 (g)
W2(g)
Wc (g)
Ww (g)
Ws
CH (%)
A1
264.60
216.12
60
48.48
156.12
31.05
B2
240.89
195.70
52
45.19
143.70
31.45
S2
304.69
249.30
70.50
55.39
178.80
30.98
CH (%)
31.02 %
Promediando los valores más cercanos que son 31.05 y 30.98
CH = 31.02 %
Como podemos observar en la tabla los cálculos están dentro de los parámetros de aceptación que nos dice que el margen de error debe ser de ± 1.
9. CONCLUSIONES
En caso de que el marguen de error sea mayor o menor que 1, el ensayo deberá repetirse en óptimas condiciones.
No se debe colocar la muestra con las manos en el recipiente porque las manos absorben humedad.
Las muestras al ser pesadas, se debe tomar la primera lectura que nos muestre la balanza.
10. BIBLIOGRAFÍA
HOBBS, B., MEANS, W. & WILLIAMS, P. (1981): Geología Estructural. 518p., Ediciones Omega Barcelona.
Carl Dumbar, Geología Histórica. Ed. Limusa, 1996
T.W.Lambe, R.V. Whitman. Mecánica de suelos, (La formación de suelos). 1997.
