1. ASTM D 854-02
AASHTO T 100
DETERMINACIÓN DE LA
GRAVEDAD ESPECÍFICA DE
PARTÍCULAS SÓLIDAS
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en Mecánica de Suelos

2. ALCANCE
Este método describe el procedimiento para
determinar la gravedad específica de las partículas
sólidas de un material que pasa el tamiz de 4.75 mm
(N 4), por medio de un picnómetro.
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3. MÉTODOS
• Esta norma describe dos procedimientos para
determinar la gravedad específica:
Procedimiento para determinar la
MÉTODO A
gravedad específica con muestras
húmedas.
Procedimiento para determinar la
MÉTODO B gravedad específica con muestras
secas.
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4. EQUIPO
Picnómetro: Capacidad
mínima de 250 mL
Mezcladora
mecánica
Balanza: Precisión
de 0.01 g. Embudo
PIPETA
Recipientes
para
determinar el
Tamiz de
contenido de
4.75 mm humedad
(N 4).
Termómetro: Divisiones
de 0.1 C

5. EQUIPO
Recipiente aislador. Horno de secado: Temperatura de
110 5 C (230 9 F).
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6. EQUIPO
Papel absorbente Remoción del aire: Bomba de vacío,
mechero bunsen ó un dispositivo adecuado
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7. MUESTRA DE ENSAYO
• La muestra de ensayo puede ser suelo húmedo ó
secado en el horno y debe ser representativa de la
muestra total que pasa por el tamiz N 4.
•La masa mínima Tabla N 1. Masa mínima seca para el ensayo
a utilizarse en el Tipo de suelo Masa de la Masa de la muestra
ensayo se indica muestra seca
(g),
seca (g), picnómetro de
500 mL
en la tabla Nº 1, picnómetro de
250 mL
de acuerdo al SP, SP-SM 60 ± 10 100 ± 10
tipo de suelo y al SP-SC, SM, SC 45 ± 10 75 ± 10
Limo o arcilla 35 ± 5 50 ± 5
tamaño del
picnómetro. Fuente: Norma ASTM D 854-02
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8. MUESTRA DE ENSAYO
• Se deben tomar en cuentas dos factores
importantes con respecto a la cantidad de
muestras que se utilizarán en el ensayo, estos son:
• Primero, la masa de los suelos sólidos dividida por
su gravedad específica se anotará con cuatro cifras
significativas
• Secundariamente, la mezcla de suelos sólidos y
agua no sea una mezcla fluida altamente viscosa
durante el proceso de ebullición.
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9. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
 Determine la masa de un picnómetro limpio y seco, y
registre la masa promedio, MP. de calibración.
 Llene el picnómetro con agua destilada por encima o por
debajo de la marca de calibración.
 Hierva el agua contenida en el picnómetro a baño María,
y agite periódicamente el picnómetro hasta remover
completamente el aire disuelto en el agua destilada.
 Enfríe el picnómetro lleno de agua en un recipiente
aislador junto con el termómetro hasta que alcance una
temperatura entre 15 y 30 C por lo menos tres horas.

10. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
 Ajuste el nivel del agua usando una pipeta, hasta
que el fondo del nivel del menisco coincida con la
marca de calibración.
Seque cualquier
gota de agua que
esté en el exterior del
picnómetro y en el
interior del cuello
usando papel
absorbente. Foto N° 2: Limpieza del picnómetro
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11. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
Introduzca el termómetro
en el agua destilada hasta la
profundidad apropiada de
inmersión y mida y registre
la temperatura del agua con Foto N 3: Temperatura del agua
una precisión de 0.01 C.
Mida y registre la masa del
picnómetro lleno de agua,
Mpw,c, con una precisión de
0.01 g. (Foto N 4)
Foto N 4: Masa del picnómetro lleno de agua
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12. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
 Regrese el picnómetro con el termómetro al
recipiente aislador.
 Para obtener la siguiente calibración ajuste de nuevo
el nivel de agua del picnómetro y repita el
procedimiento descrito hasta obtener cinco medidas
independientes de calibración.
 Calcule el volumen de calibración del picnómetro Vp
para cada uno de los cinco datos, usando la siguiente
ecuación:
Donde:
Mpw,c=Masa del picnómetro lleno de agua
a la temperatura de calibración, g.
( M pw, c  M p ) Mp=Masa promedio del picnómetro seco
Vp  calibrado, g.
 w, c
ρw,c=Densidad del agua a la temperatura
de calibración g/mL, ver tabla N 2.
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13. Tabla N 2. Densidad del agua y factor de
corrección k para varias Temperaturas
Temperatura Densidad del Factor de corrección (K)
Temperatura Densidad del Factor de corrección (K)
°C agua (g/mL)
°C agua (g/mL)
15.0 0.99910 1.00090 23.0 0.99754 0.99933
15.5 0.99902 1.00082 23.5 0.99742 0.99921
16.0 0.99895 1.00074 24.0 0.99730 0.99909
16.5 0.99886 1.00066 24.5 0.99717 0.99897
17.0 0.99878 1.00057 25.0 0.99705 0.99884
17.5 0.99869 1.00048 25.5 0.99692 0.99871
18.0 0.99860 1.00039 26.0 0.99679 0.99858
18.5 0.99850 1.00030 26.5 0.99665 0.99844
19.0 0.99841 1.00020 27.0 0.99652 0.99831
19.5 0.99831 1.00010 27.5 0.99638 0.99817
20.0 0.99821 1.00000 28.0 0.99624 0.99803
20.5 0.99810 0.99990 28.5 0.99609 0.99788
21.0 0.99799 0.99979 29.0 0.99595 0.99774
21.5 0.99789 0.99968 29.5 0.99580 0.99759
22.0 0.99777 0.99957 30.0 0.99565 0.99744
22.5 0.99776 0.99945 30.5 0.99550 0.99729
Fuente: Norma ASTM D 854- 02
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14. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
Con los valores obtenidos grafique la curva volumen de
calibración del picnómetro Vp en el eje vertical, versus
temperatura de equilibrio tc en el eje horizontal.
Fig 1. Volumen de calibración del picnómetro, Vp.
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15. PROCEDIMIENTO
Método A.
Procedimiento para muestras húmedas.
 Determine el contenido de humedad de una porción
de muestra.
Usando este contenido de
humedad, calcule la masa
seca a utilizarse en el ensayo
de acuerdo a las cantidades
descritas en la tabla N 1.
Foto N 5: Peso de la muestra
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16. Método A.
 Ponga aproximadamente 100
mL de agua destilada en la
mezcladora mecánica, agregue
el suelo y mezcle.
Foto N 6: Mezcla del suelo con agua
 Vierta la mezcla en el
picnómetro usando un embudo,
y enjuague cualquier partícula
de suelo sobrante.
Foto N 7: Vertido de la mezcla en el picnómetro
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17. Método A.
 Agregue agua destilada hasta que el nivel esté entre
1/3 y 1/2 de la profundidad del picnómetro.
 Agite el agua hasta que se forme la mezcla, y
enjuague cualquier suelo adherido al cuello del
picnómetro.
 Remueva el aire atrapado en la muestra haciendo
hervir la mezcla suavemente por lo menos durante 2
horas, mientras agita el picnómetro ocasionalmente
para facilitar la remoción del aire.
 Llene el picnómetro con agua destilada por encima o
por debajo de la marca de calibración.
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18. Método A.
 Ajuste el nivel de agua usando
una pipeta hasta que el fondo
del nivel del menisco coincida
con la marca de calibración.
Foto N 8: Enfriamiento de la mezcla
 Seque cualquier gota de agua
que esté en el exterior del
picnómetro y en el interior del
cuello usando papel
absorbente. Foto N 9: Limpieza del picnómetro
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19. Método A.
 Introduzca el termómetro en la
mezcla hasta la profundidad
apropiada de inmersión y mida
y registre la temperatura de la
mezcla con una precisión de
0.01 C. Foto N 10: Medición de la temperatura de la mezcla
 Mida y registre la masa del
picnómetro, suelo y agua
(Mpws,t) con una precisión de
0.01 g.
Foto N 11: Masa del picnómetro más mezcla
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20. Método A.
 Vierta la mezcla del picnómetro en un recipiente y
verifique que toda la mezcla sea transferida.
 Seque la muestra en un horno a 110 5 C (230 9
F), hasta obtener una masa constante y déjela
enfriar.
 Pese la masa del suelo secada al horno (Ms) con una
precisión de 0.01 g.
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21. PROCEDIMIENTO
Método B.
Procedimiento para muestras secadas al
horno.
 Seque la muestra en un horno a 110 5 C (230 9
F), hasta obtener una masa constante y déjela enfriar.
 Disgregue el suelo usando un martillo de caucho.
 Pese la muestra de suelo para el ensayo de acuerdo a
las cantidades descritas en la tabla N 1.
 Vierta el suelo en el picnómetro utilizando un embudo
y enjuague cualquier partícula de suelo sobrante.
 Proceda como lo descrito desde el numeral 6 hasta el
16 de la guía de estudio.
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22. CÁLCULOS
Calcule la masa del picnómetro lleno de agua a la
temperatura del ensayo (tt C), como sigue:
M pw ,t  M p  (V p   w ,t )
Donde:
Mpw,t=Masa del picnómetro lleno de agua a la temperatura del
ensayo tt, (g).
ρw,t=Densidad del agua a la temperatura del ensayo tt, g/ml ó g/cm3,
ver tabla N 2.
Vp=Volumen de calibración del picnómetro a la temperatura del
ensayo tt, tomada de la curva de calibración en cm3, ver Fig. 1.
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23. CÁLCULOS
 Calcule la gravedad específica de las partículas sólidas
a la temperatura del ensayo, Gt como sigue:
s Ms
Gt  
 w,t M pw,t  M pwc ,t  M s 
Donde:
Ρs=Densidad de las partículas sólidas, g/cm3
Ms=Masa de la muestra secada al horno en g.
M pwc,t=Masa del picnómetro, del agua y de la muestra a la
temperatura de ensayo, tt, g.
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24. CÁLCULOS
Calcule la gravedad específica de la muestra a 20 C
como sigue:
G20c  K * Gt
Donde:
K=Coeficiente de temperatura dado en la tabla N 2.
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25. CÁLCULOS
• Calcule la gravedad específica promedio ponderada
para los suelos que contienen partículas tanto mayores
como menores del tamiz de 4.75 mm utilizando la
siguiente ecuación:
1
G prom 
 R   P 

 100G    100G 
  
 1   2 
Donde:
Gprom=Gravedad específica promedio ponderada de los suelos compuestos de
partículas mayores y menores que el tamiz N 4 (4.75 mm).
R=Porcentaje de partículas de suelo retenidas sobre el tamiz N 4 (4.75 mm).
P=Porcentaje de las partículas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm).
G1=Gravedad específica aparente de las partículas de suelo retenidas en el tamiz
N 4 (4.75 mm), de acuerdo a la norma ASTM C 127.
G2=Gravedad específica de las partículas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm).
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