DETERMINACION DE POROSIDAD Y DENSIDAD 1.-INTRODUCCION POROSIDAD La porosidad se da por consecuencia de la textura y estructura del suelo, la porosidad son poros o espacios vacíos que controlan el balance de agua, crecimiento de raíces y difusión de gases. Los podemos distinguir entre macroscópicos y microscópicos los cuales podemos diferenciar por la diferentes dimensiones que tiene cada uno. Un suelo ideal debe tener entre 50% de porosidad, con un tercio de puro grano y dos tercio de puro mediano, la porosidad mínima que un suelo debe tener para permitir un buen desarrollo la planta es de 35% en los suelos ligeros y 45% en suelos pesados.
DENSIDAD El suelo al ser un cuerpo poroso tiene dos densidades la real y la aparente la real es la relación entre la masa del suelo seco y el volumen ocupado por partícula sólida. La densidad aparente es el cociente entre la masa de suelo seco y el volumen total del suelo
2.-OBJETIVO DE LA PRÁCTICA 2.1.-OBJETIVO GENERAL
El objetivo de la presente práctica consiste en aplicar los conceptos vistos en clases respecto de los ensayos para la obtención de la densidad y la porosidad de una muestra o un producto solido poroso (arena seca). Calcular si el agregado limo (arena seca), se encuentran dentro de los límites para hacer un buen diseño de mezcla. Conocer el procedimiento procedimiento para la escogencia de un agregado fino fino en el diseño de mezcla, para elaborar un concreto de buena calidad. Determinar su módulo de porosidad de la arena.
2.2.-OBJETIVO ESPECIFICO
Determinar los parámetros de la muestra en estudio, en base a diferentes métodos de cálculo para poder determinar la densidad de la muestra. Adquirir la capacidad de calcular la porosidad de una muestra partiendo de los datos necesarios. Apreciar las variaciones de la densidad teniendo en cuenta la estructura y textura de la muestra ya que estos depende la porosidad de la muestra (arena). Calcular la densidad aparente suelta de la arena para verificar si están dentro del rango establecido para la elaboración del diseño de la mezcla. Determina la absorción de la arena para saber si esta puede ser utilizado para la elaboración de la mezcla.
3.-MARCO TEORICO
DENSIDAD Es una propiedad general de las sustancias. No obstante su valor es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras. Es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y la presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen. Densidad = masa/volumen
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Generalmente se expresa la densidad de líquidos y sólidos en gr/ml o gr/cm3 y la densidad de gases en gr/L. POROSIDAD Es un indicador del espacio disponible para almacenar fluidos, siendo esta una propiedad muy importante, ya que para que un yacimiento sea comercialmente productivo debe tener una porosidad suficiente en la cual pueda ocurrir un almacenamiento de hidrocarburo apreciable Es la relación entre el volumen ocupado por las propiedades (Vp) en la roca y el volumen total de ella (Vt) los valores de la porosidad se pueden expresar en forma decimal o porcentual, puesto que es una magnitud adimensional. Porosidad=Vp/Vt Las porosidades de las rocas desde el punto de vista estructural, se puede dividir: porosidad absoluta y porosidad efectiva. a) la porosidad absoluta.- es la fracción del volumen ocupado por los poros entre el volumen total de la roca. b) la porosidad efectiva.- es la que está constituida únicamente por los comunicados y no comunicados. De acuerdo al origen de los poros de la roca, la porosidad puede clasificarse en porosidad primeria y secundaria. Porosidad primaria.- se forma a partir de los espacios vacíos entre los fragmentos o partículas durante el proceso de deposición este tipo de porosidad será afectado por los siguientes factores: empaquetamiento, selección, cementación, grado de redondez de los granos, y compactación. Porosidad secundaria.- es la que se origina después de los procesos de formación de la roca y es consecuencia de proceso geológico tales como la disolución de minerales, fracturamiento, dolomitizacion, re cristalización y diastrofismo entre otros.
4.-MATERIALES
Probeta de 100 ml Balanza eléctrica 2 vasos precipitados Piceta 1 hoja papel
5.-COMPUESTOS
Arena seca (fino) 90 ml de agua pura
6.-PROCEDIMIENTO En la presente práctica se llevara a cabo de medición porosidad y densidad de la muestra, sobre las siguientes obtenciones:
6.1-DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LA ARENA SECA
Se preparan las muestras (arena), en este caso se trabajara con probeta que cumplan las normas de medición.
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a) Se seca la muestra en el horno
b) Se procede a pesar la probeta vacía
c) Agregar arena a la probeta y pesar en la balanza eléctrica
d) Densidad de agua 1 gr/cm3
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e) Pesar la probeta cubierta en arena sumergida en agua de 90 ml.
Densidad=MASA muestra/VOLUMEN fluido
6.2.-DETERMINACION DE LA POROSIDAD DE LA ARENA SECA
Se sumerge la probeta en agua hasta alcanzar la saturación
Se pesa las probeta saturada obteniendo el peso en el aire de la probeta
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Se obtiene el peso suspendido en agua de la probeta.
Para determinar la porosidad de la arena intacta se calcula la diferencia entre el volúmenes de la muestra cuando se encuentra seca y totalmente saturada por algún liquido en este caso el agua, y la diferencia entre el peso de la muestra satura y suspendida en agua a través de la siguiente formula se obtiene la porosidad.
Porosidad= Vp/Vt 6.3 DETERMINACION DEL VOLUMEN TOTAL
El volumen total puede ser calculado por medición directa de las dimensiones de la muestra utilizando un vernier. Este procedimiento es útil cuando las muestras presentan formas regulares debido a su rapidez. Para muestras de volúmenes irregulares el procedimiento utilizado usualmente consiste en la determinación del volumen de fluido desplazado por la muestra. Algunos de los métodos utilizados para determinar el volumen del fluido desplazado se presentan a continuación: 6.4. DETERMINACION DE VOLUMEN DE LOS GRANOS
En estos métodos se utilizan muestras consolidadas y se le extraen los fluidos con un solvente que posteriormente se evapora. Los principales métodos utilizados son:
–Método de Melcher –Nuting. –Método del porosímetro de Stevens. – Densidad promedio de los granos. El método de Melcher – Nuting-. consiste en determinar el volumen total de la muestra y posteriormente triturarla para eliminar el volumen de espacios vacíos y determinar el volumen de los granos.
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El método de Stevens-. es un medidor del volumen efectivo de los granos. El porosímetro consta de una cámara de muestra que puede ser aislada de la presión atmosférica y cuyo volumen se conoce con precisión. El núcleo se coloca en la cámara, se hace un vacío parcial por la manipulación del recipiente de mercurio, con esto se logra que el aire salga de la muestra y es expandido en el sistema y medido a la presión atmosférica. La diferencia entre el volumen de la cámara y el aire extraído es el volumen efectivo de los granos.
6.5. NOTA.-UTILIZANDO EL METODO DE DESPLAZAMIENTO Y EL METODO DE DENSIDAD MEDIANTE DETERMINACION DE VOLUMEN DE LA MATRIZ
7. RESULTADOS DATOS: Masa de la probeta vacía = 96.5 gr Masa de probeta + arena seca (fino) = 216.6 gr Masa de probeta + arena seca (fino) + agua = 264.4 gr Volumen total = 90 ml H2O
CALCULANDO LA MASA DEL AGUA Masa H2O = (Masa de probeta + arena seca (fino) + agua) – (Masa de probeta + arena seca (fino))
Masa H20 = (264.4 gr- 216.6 gr) = 47.8 gr
CALCULANDO EL VOLUMEN DEL AGUA Volumen H2O= Masa H 2O/Densidad H2O Volumen H2O= 47.8 gr /1 gr/cm3
Volumen H2O= 47.8 cm3
CALCULANDO LA MASA DE LA ARENA (FINA) Masa de arena = (Masa de probeta + arena seca (fino))- (Masa de la probeta vacía)
Masa de arena = (216.6 gr - 96.5 gr) = 120.1 gr
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Densidad aparente =masa de arena/Volumen
Densidad aparente = 120.1gr/ 90 cm3 = 1.33gr/cm3
CALCULANDO LA POROSIDAD Porosidad =Vporo / V T Porosidad = 47.8 cm3/90 cm3 = 0.53*100
Porosidad = 53%
CALCULANDO LA DENSIDAD DE SOLIDO VT = 90cm3 Vporo = 47.8 cm3 Volumen de solido = VT-Vporo
Volumen de solido = 90 cm3 - 47.8cm3
Volumen de solido = 42.2 cm3 Done la densidad de solido: Densidad de solido = Masa de arena / Vsólido
Densidad de solido = 120.1 gr/42.2 cm3
Densidad de solido = 2.8gr/ cm3
8. CONCLUSION
Los resultados que se obtuvieron en la práctica fueron los suficientes para determinar la calidad de la arena seca, su porosidad y densidad.
El módulo de finura no fue inferior a 1.2gr/cm3 ni superiora 3.1 gr/cm3
Esto quiere decir que la arena se encuentra en buenas condiciones para utilizarla como materia prima para diseñar una buena mezcla para un concreto.
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Se obtuvo la porosidad de la muestra (arena seca) de manera satisfactoria de 53%.
La densidad de la arena fue de 1.33 gr/cm3 y de densidad de solido 2.3 gr/cm3, este valor se encuentra dentro del rango establecido, lo que indica que la arena es de buena calidad.
Se utilizó el método de desplazamiento y de densidad mediante determinación de volumen de matriz.
9. BIBLIOGRAFIA
https://es.scribd.com/doc/126531485/POROSIDAD
. Práctica recomendada para el proporcionamiento de mezclas de concreto ACI 613-54. Traducción del IMCYC.
https://www.lacomunidadpetrolera.com/2012/09/procedimientos-para-medir-laporosidad.html
Módulo de capacitación dirigido a maestros perforistas y obreros de saneamiento básico. Escuela Móvil Aguas y Saneamiento Básico. Wolgfang Buchner. 3ª edición, 1998.
10. ANEXOS
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