Informe de mecánica de suelos sobre el ensayo de sedimentación Pontificia Universidad Javeriana Facultad de ingeniería Departamento de ingeniería civil e industrial

1. ASIGNATURA:
Mecánica de suelos.
GRANULOMETRIA POR SEDIMENTACIÓN
PRESENTA:
Jose Andrade Cerquera
Diego Alejandro Carrillo Moncayo
Gina Alexandra Vega
Juliana Cabrera Hincapié
DOCENTE.
Ing. Manolo Galván Ceballos, Ph.D.
Cali, Colombia. Abril de 2016.

2. INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe con el objetivo de ampliar nuestro conocimiento acerca del
suelo y las numerosas propiedades que este posee, en esta práctica basada en el
principio de sedimentación del suelo en agua, se describirán los métodos o
procedimientos realizados en la práctica de laboratorio para analizar mediante
ciertas mediciones realizadas con determinados instrumentos como el suelo se
asienta en la disolución de Hexametafosfato de sodio a diferentes velocidades a
medida que transcurre el tiempo.1
OBJETIVOS
Objetivo general.
Determinar el porcentaje de suelo más fino dentro de una distribución
granulométrica de suelos en los cuales existe una cantidad apreciable de partículas
inferiores a las que pasan por el tamiz número 200.
Objetivos Específicos.
- Apropiarse del uso de los instrumentos nuevos para nosotros en el avance
de la asignatura como lo es el hidrómetro y su utilidad.
- Analizar el asentamiento del suelo en la disolución del Hexametafosfato de
sodio a medida que avanza el tiempo y su relación con la velocidad en que
ocurre esto.
- Aplicar algunos temas vistos en la clase para un mejor desempeño y
rendimiento en el laboratorio.2
1 NORMA I.N.V. E – 124 – 07
2 Ibíd.

3. EQUIPOS Y MATERIALES.
- Probetas: La probeta o cilindro de sedimentación es un instrumento de vidrio
de base circular graduado que se utiliza para medir volúmenes de manera
aproximada. 3
- Instrumento de agitación: Es un dispositivo de acero inoxidable el cual se
compone de un agitador adecuado bajo un motor eléctrico de accionamiento
mecánico y una tasa de dispersión.
- Hidrómetro: es una varilla flotadora hueca con un lastre en la parte inferior
graduada para la determinación de la densidad de líquidos.4
- Termómetro: Instrumento de vidrio con una columna de mercurio que se
utiliza para medir temperatura en grados Celsius.5
- Cronometro: Instrumento de gran utilidad para la medición del tiempo.
- Balanza: Instrumento de laboratorio que se usa para medir la masa de un
cuerpo, en este caso la balanza posee una precisión de 0,01g.6
- Hexametafosfato de Sodio: Sustancia defloculante que separa las
partículas del suelo.
- Agua Destilada: Se emplea para dar para dar un enjuague final al material
de vidrio después de lavado y también se utiliza en la preparación de
disoluciones.
ABREVIATURAS.
Min: Minutos H: Distancia desde el cuello hasta la
punta inferior del bulbo
g: Gramos A: Área del cilindro graduado
°c: Grados centígrados T: Tiempo
Pa.s: g/cm3 ϒ: Gravedad especifica del agente en
suspensión
cm: Centímetros t’: Lectura del hidrómetro en agua con
defloculante
Mm: Milímetros Cm: Corrección por menisco
Ws: Masa seca Ct: Corrección por temperatura
3 WIKIPEDIA. Probeta. [EN línea]. Disponibleen:https://es.wikipedia.org/wiki/Probeta_(qu%C3%ADmica).
Citado el 2 de Abril de 2016.
4 WIKIPEDIA. Hidrómetro. [EN línea].Disponibleen: https://es.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro.
Citado el 2 de Abril de 2016.
5 WIKIPEDIA. Termómetro. [EN línea]. Disponibleen: https://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro.
Citado el 2 de Abril de 2016.
6 WIKIPEDIA. Balanza.[EN línea]. Disponibleen: https://es.wikipedia.org/wiki/Balanza.Citado el 2 de Abril
de 2016.

4. α: Factor de corrección por gravedad
específica
Η: Coeficiente de viscosidad del agua
Gs: Gravedad específica ϒw : Gravedad especifica del agua
D: Diámetro máximo del grano Cd: Corrección por defloculante
η: Coeficiente de viscosidad R: Lectura del hidrómetro corregidas
por menisco
L: Profundidad efectiva R’: Lectura del hidrómetro sin corregir
HR: Distancia desde el cuello hasta la
marca en el hidrómetro
Tabla No 1: Abreviaturas
PROCEDIMIENTO PARA EL ENSAYO.
Partiendo de la norma INV E-124-07, se seleccionan 50 gr de la muestra que pasó
por el tamiz no. 200 (24 horas antes del ensayo), el material debe dejarse en remojo
en 125ml de Hexametafosfato de sodio el cual sirve para inhabilitar las cargas
positivas y negativas del suelo provocando que estas se separen de los granos de
arenas. Este efecto permite medir de manera más sencilla las partículas que posee
el suelo.
Imagen 1. Muestra de suelo antes de remojarse en Hexametafosfato de sodio.
Después de transcurridas las 24 horas se homogeneiza la muestra con ayuda de
una espátula y se desarman los grumos que se encuentren en el material con el
Hexametafosfato de sodio. Después se vierte el material en un vaso metálico (el

5. que ira después a la mezcladora) y con ayuda del agua destilada se enjuaga lo que
quede para no perder material.
Con la mezcladora se procede a mezclar la muestra durante 10 minutos para lograr
una homogeneización mayor.
Mientras transcurre el proceso de mezclado, se toman dos probetas de 1000ml cada
una, en una se colocan 125ml de Hexametafosfato de sodio y 875ml de agua
destilada. Una vez el proceso de mezclado haya finalizado se procede a verter el
material totalmente homogéneo en la probeta vacía y esta se llena hasta los 1000ml
con agua destilada(es importante que no quede material en el mezclador por lo cual
se utiliza agua destilada para este propósito).
Después se realiza la medición temperatura con el termómetro de la probeta con
Hexametafosfato de sodio y agua destilada. Luego se introduce el hidrómetro en la
probeta con el material y se toma la medida del hidrómetro cuando este se
encuentre estable en la superficie y dentro del fluido. Una vez registrada la medida
se retira el hidrómetro de esta probeta y se sumerge en la probeta con
Hexametafosfato de sodio y agua destilada. Este proceso se repite para tiempos de
0.25, 0.5, 1, 2, 5, 8, 15, 30, 60, 120, 240, 480 y 1440 minutos.
Es importante tener en cuenta que se deben hacer 3 correcciones en este ensayo:
por temperatura, por menisco y por agente dispersante.
CÁLCULOS Y ANALISIS DE RESULTADOS.
DATOS: Referencia con hidrómetro 152 H
L (Mm) 80,950
H (Mm) 140,000
VB (Mm³) 67000,000
A (Mm²) 2780,000
HR (Mm) 23,000
Masa Ws (G) 42,500
Cm (G/Litro) 1,000
T' 4,000
Gs 2,9578
Α 1,025
Densidad a 25°C (g/cm3
) 0,997
Densidad a24°C (g/cm3
) 0,997
Densidad a20°C (g/cm3
) 0,998
Corrección por Temperatura25°C 1,700
Corrección por Temperatura24°C 1,300
Tabla No. 2: Cálculo y análisis de resultados

6. Inicialmente dependiendo del hidrómetro usado se determina la profundidad
efectiva de acuerdo a la siguiente ecuación:
𝐿 = 𝐻 𝑅 +
1
2
(ℎ − (
𝑉𝐵
𝐴
))
Para el hidrómetro 152 H (utilizado en esta práctica):
𝐻 𝑅 = 23𝑚𝑚
𝐻 = 140𝑚𝑚
Posteriormente se realizan las correcciones por defloculante y menisco
𝐶𝑑 = 𝑡′
+ 𝐶𝑚 ± 𝐶𝑡
Para el hidrómetro tipo 152 H la corrección por menisco es de 1,0 g/litro
Y después se corrige la lectura del hidrómetro
𝑅 = 𝑅′
± 𝐶𝑚
La corrección por temperatura para el hidrómetro 152 H a 24°c y 25°c es de 1.3 y
1.7 respectivamente.
La corrección por menisco según la norma para el hidrómetro 152 H es de 1g/litro.
Después de realizar las correcciones respectivas se pueden realizar los cálculos
de determinación del diámetro de las partículas, y porcentaje más fino:
𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 𝐷 = √[
30𝜂
981( 𝐺𝑆 − 1) 𝛾𝑤
𝑥
𝐿
𝑇
Cabe decir que el cálculo de porcentaje más fino se realiza teniendo en cuenta
que estamos utilizando un hidrómetro 152 H:
% 𝑚𝑎𝑠 𝑓𝑖𝑛𝑜 =
𝑅 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 𝑥 𝛼
𝑊𝑠
𝑥100

7. Ahora la tabla de cálculos:
hora
tiempo
transcurri
do (min)
lectura
hidrómetr
o R'
(g/litro)
temperatu
ra (°C)
Correcció
n por
menisco R
(g/litro)
corrección
por
defloculan
te y punto
cero (mm)
Coef.
viscosida
d del
agua
(Pa.s)
diámetr
o
máximo
D (mm)
% más
fino
12:06 0,00 40,00 25,00 41,00 46,70 8,91E-03 - -
12:08 2,00 35,00 25,00 36,00 41,70 8,91E-03
8,60E-
02
64,81
12:11 5,00 34,00 25,00 35,00 40,70 8,91E-03
5,46E-
02
62,96
12:21 15,00 33,00 25,00 34,00 39,70 8,91E-03
3,18E-
02
61,11
12:36 30,00 32,00 25,00 33,00 38,70 8,91E-03
2,27E-
02
59,25
14:06 60,00 30,00 25,00 31,00 36,70 8,91E-03
1,62E-
02
55,55
12:06 1440,00 25,00 24,00 26,00 31,30 9,12E-03
3,86E-
03
46,29
Tabla No. 3: Datos y Cálculos realizados
Gráfica No. 1: Granulometría por sedimentación
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
%pasa
Diametro de la partícula(mm)
Granulometría por sedimentación

8. CONCLUSIÓN:
 Utilizamos la capacidad del hexametafosfato de sodio para separar las
partículas de suelo fino las cuales son limo y arcilla y así permitir realizar las
correspondientes mediciones y cálculos para calcular el diámetro de las
partículas.
 Las posibles pérdidas de material al pasarlo del vaso metálico a la probeta
afectan los resultados obtenidos en la práctica lo que puede variar la
clasificación realizada.
 Aprendimos que para las partículas más pequeñas que pasan del tamiz
número 200 se realiza este proceso y así se pueden determinar cálculos con
partículas más pequeñas.
 Efectivamente el mejor método para clasificar las partículas por sus tamaños
(desde las más gruesas a las más finas) es el tamizado ya que cada tamiz
suele denominarse por números que se refieren a escalas establecidas pero
nos enfrentamos a un problema cuando las partículas pasan del tamiz no.
200 ya que ahí necesitamos otro método el cual aprendimos en esta práctica.
RECOMENDACIONES
 Se recomienda tener una buena agitación de la probeta cada vez que se
registre una lectura, para colocar de nuevo los sedimentos en suspensión.
 Una cantidad excesiva de sólidos en suspensión interfiere en el proceso de
sedimentación.
 Se debe tener en cuenta que la falta de cuidado en la inserción del hidrómetro
en la probeta puede generar turbulencias en la suspensión de las partículas
finas.
 El hidrómetro es un instrumento muy frágil y debe ser tratado como tal,
apretarlo fuerte y dejarlo caer ligeramente sobre una superficie dura puede
dañarlo por lo cual se debe tener cuidado al manejarse.
 Es recomendable tomar las mediciones en el tiempo indicado aunque si no
es posible se debe registrar el tiempo en el que fue tomado y realizar los
cálculos con ese tiempo.

9. BIBLIOGRAFÍA:
1. NORMA I.N.V. E – 124 – 07
2. WIKIPEDIA. Probeta. [EN línea]. Disponible en:
https://es.wikipedia.org/wiki/Probeta_(qu%C3%ADmica). Citado el 2 de Abril
de 2016.
3. WIKIPEDIA. Hidrómetro. [EN línea]. Disponible en:
https://es.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro. Citadoel 2 de Abril de 2016.
4. WIKIPEDIA. Termómetro. [EN línea]. Disponible en:
https://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro. Citado el 2 de Abril de 2016.
5. WIKIPEDIA. Balanza. [EN línea]. Disponible en:
https://es.wikipedia.org/wiki/Balanza. Citado el 2 de Abril de 2016.
6. UNIVERSIDAD JUAN MIGUEL SARACHO. Calibración de picnómetros. EN
línea]. Disponible en:
http://www.yobiplus.com/fondoadaptacion/archivos/CORDOBA/suelos%20cat
olica/geologia%20y%20suelos/INFORMES_DE_MecSuelos.pdf. Citado el 2 de
Abril de 2016.
7. ESCOBAR ZULUAGA, Andrés José. Ensayo de granulometría por hidrómetro.
EN línea]. Disponible en:
http://suelosyestudio.blogspot.com.co/2010/06/ensayo-de-granulometria-por-
hidrometro.html. Citado el 2 de Abril de 2016.