JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx

Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN
NORMA
ANÁLISIS GRANULOMETRICO
POR SEDIMETACIÓN
• ASTM D7928

2
GRANULOMETRICO POR SEDIMETACIÓN ASTM D7828
INDICE:
1. OBJETIVO
2. EQUIPOS /
HERRAMIENTAS /
MATERIAL
3. MUESTRA
4. PROCEDIMIENTO
5. CÁLCULOS
6. CUESTIONARIO

3
1. OBJETIVO:
• Determinar cuantitativamente la distribución
granulométrica de las partículas inferiores a 0,075mm.
Es un procedimiento complementario del
ensayo de granulometría, que nos permite
determinar el tamaño de partículas con
diámetros menores que las aberturas del tamiz
Nº 200 . El procedimiento se basa en la ley
de Stokes, la cual establece una relación
entre el diámetro de las partículas y la
velocidad de sedimentación de estas, en un
medio líquido de viscosidad y peso específico
conocido.

4
2. EQUIPOS – HERRMIENTAS - MATERIALES:
 Hidrómetro: 2 tipos,
graduado para leer, de
acuerdo con la escala
que tenga grabada:
151 H: la escala tiene
valores de peso
especifico de la
suspensión que van
de 0.995 a 1.038 y
estará calibrado para
leer 1.00 en agua
destilada a 20 °C (68
°F).

5
152 H: La escala tiene
valores de gramos de
suelo por litro (g/l) que
van de -5 a +60 de
suspensión. y está
calibrado para el supuesto
que el agua destilada
tiene gravedad específica
de 1.00 a 20 °C (68 °F) y
que el suelo en
suspensión tiene un peso
específico de 2.65.
 Las dimensiones de estos
hidrómetros son las mismas;
sólo varían las escalas

6
 Probeta de vidrio, para sedimentación de unos 457 mm (18") de
alto y 63.5 mm (2.5") de diámetro y marcado para un volumen
de 1000 ml a 20 °C (68 °F). e inmersión, con apreciación de 0.5
°C (0.9 °F).
 Cronómetro o reloj.
 Horno, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes
hasta 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).
Cronómetro o Reloj
Probeta: 1000 ml Horno electrico

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NOTA 2: Los recipientes y sus tapas deben ser herméticos a fin
de evitar pérdida de humedad de las muestras antes de la
pesada inicial y para prevenir la absorción de humedad de la
atmósfera después del secado y antes de la pesada final. Se
usa un recipiente para cada determinación.
 Balanzas, de sensibilidades 0.0 1 g, 0. 1.
 Tamices, de 2.0 mm (N° 10) y de 74 µm (N°
200)
 Aparato agitador, mecánico o neumático
(mezclador) con un vaso.
 Miselanios: Tazones / Recipientes, Cucharones,
Beaker 125 ml, espátula, entre otros
N° 10
N° 200
Beaker - espátula
Cucharon
Recipiente Aparato agitador

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 Agente dispersante. Una solución de
hexametafosfato de sodio; se usará en agua destilada o
desmineralizada en proporción de 40 g de
hexametafosfato de sodio por litro de solución.
Nota: Las soluciones de esta sal deberán ser
preparadas frecuentemente (al menos una vez al mes)
o ajustar su pH de 8 a 9 por medio de carbonato de
sodio. Las botellas que contienen soluciones deberán
tener la fecha de preparación marcada.
 Agua destilada. Toda agua utilizada deberá ser
destilada o desmineralizada. El agua para el ensayo con
hidrómetro deberá llevarse hasta la temperatura que
prevalecerá durante el ensayo; así, si el cilindro de
sedimentación se va a colocar en baño de agua, la
temperatura del agua destilada o desmineralizada que
va a utilizarse se llevará a la temperatura de dicho baño.
Si el cilindro de sedimentación se coloca a la
temperatura ambiente del laboratorio, el agua deberá
tener dicha temperatura. La temperatura normal de
ensayo es la de 20 °C (68 °F). Sin embargo, variaciones
de temperatura pequeñas, no implicarán el uso de las
correcciones previstas.

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3. MUESTRA:
3.1 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Material pasante de la malla N°10
 Suelos arenoso: 75 – 100g
 Limos y arcilla : 50-60g
Secar la muestra en el horno a 60
°C. Dejar enfriar.
3.2 PREPARACIÓN DEL DEFLUCOLANTE
Una solución de hexametafosfato
de sodio; se usará en agua
destilada o desmineralizada en
proporción de 40 g de
hexametafosfato de sodio por litro
de solución.
El peso exacto de la muestra en suspensión puede ser determinado antes o después del ensayo. Sin
embargo el secado al horno de algunas arcillas antes del ensayo puede causar cambios permanentes en
los tamaños de granos aparentes; las muestras de estos suelos deben ser conservadas con su contenido
de humedad natural, y ensayadas sin ser secadas al horno.
El peso se determina mediante la siguiente fórmula:

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3. MUESTRA:
3.3 MEZCLA DE LA SOLUCIÓN CON LA MUESTRA
Mezclar la solución de 125 ml con la
muestra en un baso precipitado de 250
ml. (5 gramos de hexametafosfato en
125 ml de agua destilada)
Dejar reposar para que el defloculante
penetre en la muestra.
 En arenas de deja reposar 2 a 4 horas
 En arcillas mínimo 16 horas.

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4. PROCEDIMIENTO:
ANTES DE PROCEDER ANÓTESE ESTOS DATOS
 Anótese en el formato toda la información existente
para identificar la muestra, como por ejemplo: obra,
número de la muestra y otros datos pertinentes.
 Determínese la corrección por defloculante (cd) y
punto cero, y la corrección por menisco (Cm), a menos
que ya sean conocidas. Anótese toda esta información
en el formato.
 Determínese el peso especifico de los sólidos, Gs

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4. PROCEDIMIENTO – CORRECCIONES DEL HIDRÓMETRO
 Se coloca el hidrómetro en el cilindro
graduado lleno de agua destilada hasta
la marca de 1000ml, y obsérvese la
diferencia de nivel entre la superficie
del agua y el tope del menisco.
 La corrección por menisco es de
aproximadamente 1 unidad.
 Valores corrientes de Cm son:
4.1 CORRECCIÓN POR MENISCO (Cm)

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4.2 CORRECCIÓN POR DEFLOCULANTE (Cd)
 El agente dispersante a usar es el
hexametafosfato de sodio (NaPO3).
 Se determina preparando una solución
de 1000ml en el cilindro graduado con
la cantidad de agente dispersante a ser
usada, luego se inserta el hidrómetro y
se observa la lectura.

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CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM C 566
4.3 CORRECCIÓN POR TEMPERATURA (Ct)
 La viscosidad y el peso específico del
agua destilada y el volumen del
hidrómetro varía con la temperatura. La
corrección por temperatura Ct se
realiza para el cálculo del porcentaje
del suelo en suspensión a las lecturas
del hidrómetro según el cuadro de
corrección.

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4. PROCEDIMIENTO:
4.4 DATOS DE CORRECIONES
Corrección por
menisco (Cm)
Corrección por
defloculante (Cd)
Toma de datos

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4. PROCEDIMIENTO:
Toma de datos
4.4 DATOS DE CORRECIONES
Para Hidrómetro 151H y 152H
L2 = 14.0 cm
VB = 67.0 cm3
A = 14.0 cm2
Para Hidrómetro 151H
L1 = 10,5 cm para una lectura de 1.000
L1 = 2,3 cm para una lectura de 1.031
Para Hidrómetro 152H
L1 = 10,5 cm para una lectura de 0g/litro
L1 = 2,3 cm para una lectura de 50g/litro
 DONDE:
 L = profundidad efectiva
del hidrómetro
 L1 = Distancia a lo largo
del vástago del
hidrómetro desde la parte
superior del bulbo a la
marca para una lectura
del hidrómetro, cm.
 L2 = Longitud general del
bulbo de hidrómetro, cm.
 VB = Volumen de bulbo de
hidrómetro, cm3.
 A = Área de sección
transversal de cilindro de
sedimentación, cm2.
L2
L1

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4. PROCEDIMIENTO:
4.5 BATIR LA MUESTRA
 Luego de reposar, se transfiere la muestra a un baso de
dispersión o batidor.
 Batir la mezcla para:
 Arenas de 3 a 4 minutos
 Arcillas 15 minutos.
Los suelos que contienen altos porcentajes de mica se dispersarán
durante un (1) minuto.

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4. PROCEDIMIENTO:
4.6 COLOCAR EL HIDRÓMETRO
 Se vierte la mezcla en una probeta.
 Se añade agua destilada hasta completar los 1000ml.
 Se agita el cilindro con la mano por un minuto. Se tiene que hacer 90 ciclos.
Se vierte la mezcla Se completa con
agua destilada
Se agita:
90 ciclos / 1min

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4. PROCEDIMIENTO:
4.7 COLOCAR EL HIDRÓMETRO
 Al terminar la agitación, coloque la probeta
con la muestra en un superficie firme, Si hay
espuma presente, remuévala tocándola
ligeramente con un pedazo de papel
absorbente.
 Se Introduce lentamente el hidrómetro en la
suspensión.
Nota: Se debe tener mucho cuidado cuando se
introduce y cuando se extrae, para evitar perturbar la
suspensión.
 Póngase en marcha el cronómetro e inicia la
toma de datos.
 En cada lectura se mide la temperatura.

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CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM C 566
4. PROCEDIMIENTO:
4.7 TOMA DE LECTURA
 Obsérvense y anótense las dos
primeras lecturas de hidrómetro y la
temperatura a los dos minutos
después de haber colocado el cilindro
sobre la mesa
Nota: Todas las lecturas deben realizarse en el
tope del menisco.
Nota: Después de cada Lectura siguiente
Anótese la temperatura en una planilla con una
aproximación de 0.5 °C (0.9 °F).
 Después de realizar la lectura de los 2
minutos, extráigase cuidadosamente el
hidrómetro de la suspensión y
colóquese en un cilindro graduado con
agua limpia.
Nota: Si el hidrómetro se deja mucho tiempo en
la suspensión, parte del material que se esta
asentando se puede adherir al bulbo, causando
errores en las lecturas.
2 min = lectura
hidrómetro +
temperatura
Extrae:
hidrómetro +
temperatura

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4. PROCEDIMIENTO:
4.7 TOMA DE LECTURA
 Luego, introdúzcase nuevamente el hidrómetro
y realícense lecturas a los 5, 15, 30, 60, 120,
250, 1440 y 2880 minutos. Sumergiendo el
hidrómetro 20 segundos antes de cada lectura.
 Todas estas lecturas deben realizarse en el tope
del menisco formado alrededor del vástago.
 Después de cada lectura siguiente, colóquese
un termómetro en la suspensión, mídase la
temperatura.
Nota: Los cambios de temperatura de la suspensión durante el
ensayo afectan los resultados. Las variaciones en la temperatura
deben ser minimizadas colocando el cilindro lejos de fuentes de
calor tales como hornos, rayos de sol o ventanas abiertas.

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5. CÁLCULOS:
Tiempo Temperatura Lectura Lectura % más Lectura Longitud Constante Viscosidad
Corrección
por
Diámetro Porcentaje
(min) (°C) real Rd
corregida
Rc
fino corregida L L/t K del agua temperatura (mm.) del total
t P% por menisco, R Ct 0.075 41.64
2
5
15
30
60
250
1440
2880
 ºC = Temperatura de la mezcla.
 Ct = Corrección de temperatura.
 Rd = Lectura del hidrómetro.
 Rc = Lectura del hidrómetro corregido.
 P% = Porcentaje más fino.
 R = Lectura del hidrómetro corregido por menisco
 L = Calculo de longitud del hidrómetro
 L/t = longitud del hidrómetro/tiempo
 K =constante K
 Diámetro = Diámetro de la partícula

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5. CÁLCULOS:
 ºC = ya está dado mediante toma de datos.
 Ct = se determina por una tabla.

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5. CÁLCULOS:
 Rd = ya está dado mediante toma de datos.
Rc = Rd – Cd + Ct
 Donde:
• Rd = lectura del hidrómetro
• Cd =lectura del hidrómetro en agua mas
defloculante
• Ct = corrección por temperatura
P% = (
Gs
Gs−1
*
100
W𝒐
∗(Rc – Cd ± Ct)
 Donde:
• Rc = lectura del hidrómetro corregido
• a = Factor de corrección por peso
especifica
• Gs = peso especifico de sólidos
• W = Masa de suelos secado al horno
 Valores del coeficiente de corrección para los pesos específicos de las partículas
de suelos.

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5. CÁLCULOS:
R = Rd + Cm
 Donde:
• Rd = lectura del hidrómetro
• Cm = lectura del hidrómetro en el agua
L = se determina por una tabla
1.019 11.3
1.020 11.0
1.021 10.7
1.022 10.5
1.023 10.2
1.024 10.0
1.025 9.7
1.026 9.4
1.027 9.2
1.028 8.9
1.029 8.6
1.030 8.4
1.031 8.1
1.032 7.8
1.033 7.6
1.034 7.3
1.035 7.0
1.036 6.8
1.037 6.5
1.038 6.2
HIDRÓMETRO 151H
Lectura real
de
Hidrómetro
Profundidad
Efectiva, L,
cm.
1.000 16.3
1.001 16.0
1.002 15.8
1.003 15.5
1.004 15.2
1.005 15.0
1.006 14.7
1.007 14.4
1.008 14.2
1.009 13.9
1.010 13.7
1.011 13.4
1.012 13.1
1.013 12.9
1.014 12.6
1.015 12.3
1.016 12.1
1.017 11.8
1.018 11.5
L/t =
L
t
 Donde:
• L = longitud del hidrómetro
• t = tiempos tomados

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5. CÁLCULOS:
 K = Constante
Temperatura
T (ºC)
Gravedad específicas de sólidos
2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80
16 0.0151 0.0148 0.0146 0.0144 0.0141 0.0139 0.0137
17 0.0149 0.0146 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136
18 0.0148 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134
19 0.0145 0.0143 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132
20 0.0143 0.0141 0.0139 0.0137 0.0134 0.0133 0.0131
21 0.0141 0.0139 0.0137 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129
22 0.0140 0.0137 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0128
23 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126
24 0.0137 0.0134 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0125
25 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0123
26 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0124 0.0122
27 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0120
28 0.0130 0.0128 0.0126 0.0125 0.0123 0.0121 0.0119
29 0.0129 0.0127 0.0125 0.0123 0.0121 0.0120 0.0118
30 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0120 0.0118 0.0117
 Diámetro = K
L
t
 Donde:
• K = Constante
• L = longitud del hidrómetro
• t = tiempo tomados.

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5. CÁLCULOS:
Tiempo Temperatura Lectura Lectura % más Lectura Longitud Constante Viscosidad
Corrección
por
Diámetro Porcentaje
(min) (°C) real Rd
corregida
Rc
fino corregida L L/t K del agua temperatura (mm.) del total
por menisco, R Ct 0.075 41.64
2 27.0 28.0 25.00 47.52 29.0 11.5 5.769 0.0117 0.00855 2.00 0.0282 27.73
5 27.0 22.0 19.00 36.11 23.0 12.5 2.505 0.0117 0.00855 2.00 0.0186 21.07
15 27.1 17.5 14.55 27.66 18.5 13.3 0.884 0.0117 0.00853 2.05 0.0110 16.14
30 27.3 15.5 12.65 24.04 16.5 13.6 0.453 0.0117 0.00849 2.15 0.0079 14.03
60 27.4 13.5 10.70 20.34 14.5 13.9 0.232 0.0117 0.00847 2.20 0.0056 11.87
250 28.4 10.0 7.72 14.67 11.0 14.5 0.058 0.0116 0.00829 2.72 0.0028 8.56
1440 28.5 7.5 5.28 10.03 8.5 14.9 0.010 0.0115 0.00827 2.78 0.0012 5.85
2880 28.5 5.5 3.28 6.22 6.5 15.2 0.005 0.0115 0.00827 2.78 0.0008 3.63

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