SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 22
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR MEDIO DEL
HIDRÓMETRO
El método más usado para hacer la determinación indirecta de los porcentajes de
partículas que pasan el tamiz No. 200, es el del hidrómetro, basado en la sedimentación de
un material en suspensión en un líquido. El hidrómetro sirve para determinar la variación de
la densidad de la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de caída del
grano de tamaño más grande correspondiente a la densidad media.
Si se distribuye un gran número de granos de suelo en un líquido y se sumerge un
hidrómetro, el empuje hidrostático en el bulbo, es igual al peso de la suspensión desalojada
por el bulbo.
El hidrómetro mide el promedio de la densidad de la suspensión desalojada por el
bulbo. De la lectura del hidrómetro puede determinarse directamente el porcentaje de
granos de suelo por peso con relación a la concentración original, calibrando la escala del
hidrómetro en granos por litro.
El tamaño de los granos obtenidos con el hidrómetro es el equivalente de una esfera
cuya velocidad de caída sea igual a la del grano del suelo. El diámetro equivalente de los
granos para una lectura dada se obtiene por medio de la ley de Stokes, considerando como
altura de caída la distancia entre la superficie del líquido y el centro de flotación del bulbo.
El centro de flotación es variable y no se comete un error grave si en el lugar de la
distancia al centro de flotación se usa la distancia al centro del volumen del bulbo. La
obtención de los diámetros equivalentes se facilita grandemente usando el monograma
calculado por A. Casagrande.
INTRODUCCIÓN
II. OBJETIVOS
Objetivo General:
 El objetivo de este ensayo es el determinar el porcentaje de limos y arcillas, en suelos
que pasan el tamiz Nº 200.
Objetivos secundarios:
 Reconocer el funcionamiento básico de un hidrómetro y su aplicación en la
granulometría para fracciones finas, así como analizar el principio de la Ley de
Stokes.
 Representar la distribución de los tamaños de la fracción en una curva
granulométrica para su fácil interpretación.
 Representar la distribución de los tamaños de la fracción en una curva
granulométrica para su fácil interpretación
III. MARCO TEÓRICO
NORMA: ASTM D422- 63
Este método cubre la determinación cuantitativa de la
distribución del tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. La distribución
de las partículas mayores que 0.075mm (retenido tamiz Nº 200) es determinada por
tamizado, y la más fina es determinada por procesos de sedimentación usando un
hidrómetro. La muestra es separada por un proceso de cuarteo o por cualquier otro método
que permita una adecuada selección de la fracción representativa de la muestra a estudiar.
La fracción seleccionada se divide en dos porciones: una contiene sólo las partículas
retenidas en el tamiz Nº 10y la otra porción contiene las que pasan el tamiz Nº 10, la
cantidad seleccionada debe ser tal que compense el peso de las fracciones más finas o
más gruesas de la muestra a estudiar. A continuación se dan unos valores que pueden
servir de orientación de la cantidad de muestra a tomar en función del tamaño máximo de
la partícula de suelo para el material retenido en la malla No, 10: Diámetro nominal de la
partícula más grande Cantidad mínima demuestra que debe quedar retenida en el tamiz
Nº10.
El tamaño de la fracción que pasa la malla No.10 debe ser de aproximadamente 115g para
arenas y 65 g. para limos y arcillas. La muestra seleccionada debe estar seca o someterla
a proceso de secado al horno por 110+/- 5°C por 24 horas o hasta lograr peso constante.
NORMA AASHTO T- 88
Este método describe un procedimiento para la determinación cuantitativa de la distribución
de tamaños de partículas en los suelos. Lo siguiente se aplica a todos los límites
especificados en esta norma: A los efectos de determinarla conformidad con estas
especificaciones, un valor observado o un valor calculado se redondeará "a la unidad más
cercana" en el último lugar de la derecha de las cifras utilizadas en la expresión del valor
límite, de acuerdo con ASTME29.
NORMA: ASTM D422- 63
Esta norma nos explica que es y cómo es el proceso para calcular El límite plástico de un
suelo, es el contenido más bajo de agua, determinado por este procedimiento, en el cual el
suelo permanece en estado plástico. El índice de plasticidad de un suelo es el tamaño del
intervalo de contenido de agua, expresado como un porcentaje de la masa seca de suelo,
dentro del cual el material está en un estado plástico. Este índice corresponde a la diferencia
numérica entre el límite líquido y el límite plástico del suelo. Es de anotar el equipo y material
que es necesario para realizar la evaluación son:
-Espátula: De hoja flexible, de unos 76.2 mm (3") de longitud por 20 mm (3/4") de ancho,
-Cápsula para evaporación: De porcelana, o similar, de 115 mm (4 1/2”) de diámetro,
-Balanza: De 100 g de capacidad con aproximación a 0.01 gr y
-Aparato de enrollamiento: Para determinar el límite plástico, (opcional).
Conceptos
Cuando los suelos no son grueso granulares, sino que los suelos tienen tamaños de grano
pequeños no se podrá hacer análisis granulométrico por mallas (tamices), para determinar
el porcentaje de peso de los diferentes tamaños de los granos de suelo. Lo apropiado es
aplicar el método del hidrómetro (densímetro), hoy en día para suelos finos quizá es el
ensayo de mayor uso, el hecho se basa en que las partículas tienen una velocidad de
sedimentación que se relaciona con el tamaño de las partículas.
La ley fundamental para realizar análisis granulométrico por hidrómetro es formulada por
Stokes, en esta ley se enuncia que si una partícula esférica cae dentro del agua adquiere
pronto una velocidad uniforme que depende del diámetro de la partícula, de su densidad y
de la viscosidad del agua.
Para la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta de agua y suelo,
porque se precipitaría, en muy poco tiempo casi todo el suelo, debido a la formación de
flóculos originados por la presencia de diferentes cargas eléctricas en las partículas del
suelo. Se utiliza un agente defloculante que neutralice las cargas eléctricas, permitiendo
que las partículas se precipiten de forma individual.
TIPOS DE DISPERSANTES USADOS COMÚNMENTE:
Silicato de Sodio (vidrio líquido). Es una solución de silicato de sodio. Una vez preparada la
solución se toman 20 cm3.
Hexametafosfato de sodio (NaPO3). Comercialmente se conoce como Calgon. Ya que la
solución es ácida se puede considerar mayor eficacia como agente defloculante en suelos
alcalinos.
Para el ensayo de hidrómetro existe corrección dependiendo del tipo de hidrómetro
empleado, la corrección se hará con la diferencia de la lectura del hidrómetro y un
coeficiente que depende del tipo de hidrómetro.
Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del líquido. Al formarse
el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, ya que las
suspensiones de suelo son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el
menisco y corregir la lectura sumando la altura del menisco. Esta corrección se hace
sumergiendo el hidrómetro en agua destilada y haciendo dos lecturas en la escala; una en
la parte superior del menisco (para que el menisco se forme completo, el cuello debe
limpiarse con alcohol para eliminar la grasa) y otra siguiendo la superficie horizontal del
agua. La diferencia de las dos lecturas nos da la corrección que debe sumarse a las lecturas
hechas al estar operando.
2. CALCULOS Y METODO OPERATIVO
2.1 Materiales
 Balanza, de sensibilidad 0.1 g
 Tamices, de 2.0 mm (N° 10) y de 74 µ m (N°200)
 Aparato agitador, mecánico o neumático, con su vaso.
 Hidrómetro. Graduado para leer, de acuerdo con la escala que tenga grabada, el
peso específico de la suspensión o los gramos por litro de suspensión. En el primer
caso, la escala tiene valores de peso específico que van de 0.995 a 1.038 y estará
calibrado para leer 1.00 en agua destilada a 20 °C (68 °F). Este Hidrómetro se
identifica como 151 H. En el otro caso la escala tiene valores de gramos de suelo por
litro (gr/l) que van de -5 a +60. Se identifica como 152 H 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.
 Cilindro 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).
 Termómetro de 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).
 Utensilios de uso general. Envases apropiados para el manejo y secado de las
muestras y un par de guantes de asbesto o caucho.
 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.
 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. 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.
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
El tamaño aproximado de la muestra que se debe usar para el análisis por el
hidrómetro varía con el tipo de suelo que va a ser ensayado. La cantidad requerida
para suelos arenosos es de 75 a 100 g y para limos y arcillas de 50 a 60 g (peso
seco). 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:
Donde la humedad (w) se determinará usando una porciónde muestra que no vaya
a ser ensayada.
PROCEDIMIENTO
El procedimiento consistirá de los siguientes pasos:
 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 y punto cero, Cd, y la corrección
por menisco, Cm, a menos que ya sean conocidas.
 Anótese toda esta información en el formato.
 Determínese el peso específico de los sólidos, Gs
 Si el peso secado al horno se va a obtener al principio del ensayo, séquese la
muestra al horno, déjese enfriar y pésese con una aproximación de 0.1 g.
Anótese en el formato el valor obtenido. Colóquese la muestra en una cápsula
de 250 ml previamente identificada con un número, agréguese agua destilada o
desmineralizada hasta que la muestra quede totalmente sumergida. Colóquese
el agente dispersante en este momento: 125 ml de solución de
hexametafosfato de sodio (40 gr/l).
 Déjese la muestra en remojo por una noche hasta que los terrones de suelo
se hayan desintegrado. Suelos altamente orgánicos requieren un tratamiento
especial, y puede ser necesario oxidar la materia orgánica antes del ensayo. La
oxidación puede ser llevada a cabo mezclando la muestra con una solución, al 30%,
de peróxido de hidrógeno; esta solución oxidará toda la materia orgánica. Si el suelo
contiene poca cantidad de materia orgánica, el tratamiento con peróxido de
hidrógeno no es necesario.
 transfiérase la muestra con agua, de la cápsula a un vaso de dispersión (foto 2),
lavando cualquier residuo que quede en la cápsula con agua destilada o
desmineralizada. Agréguese agua al vaso de dispersión si es necesario, hasta que
la superficie de ésta quede de 50 a 80 mm por debajo de la boca del vaso; si el vaso
contiene demasiada agua, ésta se derramará durante el mezclado. Colóquese el
vaso de dispersión en el aparato agitador durante un minuto.
 Para lograr la dispersión se puede emplear también aire a presión en lugar del
método mecánico del agitador. En este caso, se coloca un manómetro entre el vaso
y la válvula de control, la cual se abre inicialmente para obtener una presión de 0.07
kg/cm2 (1 psi). Se transfiere la lechada de suelo-agua de la cazuela al vaso de
dispersión, lavando con agua destilada el remanente de la cazuela, y rellenando si
es necesario, con más agua destilada hasta el volumen de 250 ml. Se tapa el vaso
y se abre la válvula de control hasta obtener una presión de 1.4 kg/cm 2 (20 psi). La
dispersión se hará de acuerdo con la siguiente tabla:
 Índice de plasticidad
del suelo
 Período de
dispersión min.
Menor del 5% 5
Del 6% a 20% 10
Mayor del 20% 15
 Los suelos que contienen altos porcentajes de mica se dispersarán durante un (1)
minuto.
 Se transfiere la suspensión a un cilindro de sedimentación de 1000 ml. La suspensión
debe ser llevada a la temperatura que se espera prevalecerá en el laboratorio durante
el ensayo.
 Un minuto antes de comenzar el ensayo, tómese el cilindro de sedimentación y
tapándolo con la mano o con un tapón adecuado, agítese la suspensión
vigorosamente durante varios segundos, con el objeto de remover los
sedimentos del fondo y lograr una suspensión uniforme. Continúese agitando
hasta completar un minuto volteando el cilindro hacia arriba y hacia abajo
alternativamente. Algunas veces es necesario aflojar los sedimentos del fondo del
cilindro, mediante un agitador de vidrio antes de proceder a agitar la lechada. Se
deben ejecutar sesenta (60) giros durante ese minuto.
 Alternativamente, la suspensión puede ser agitada antes de proceder al ensayo
mediante un agitador manual, semejante al que se muestra en el esquema de la
Figura 3. Moviendo dicho agitador hacia arriba y hacia abajo, a través de la
suspensión, se consigue una distribución uniforme de las partículas de suelo. Este
proceso evita también la acumulación de sedimentos en la base y en las paredes del
cilindro graduado.
 Al terminar el minuto de agitación, colóquese el cilindro sobre una mesa.
 Póngase en marcha el cronómetro. Si hay espuma presente, remuévala tocándola
ligeramente con un pedazo de papel absorbente. Introdúzcase lentamente el
hidrómetro en la suspensión. Se debe tener mucho cuidado cuando se introduce y
cuando se extrae, para evitar perturbar la suspensión.
 Obsérvense y anótense las dos primeras lecturas de hidrómetro, al minuto, y a los
dos minutos después de haber colocado el cilindro sobre la mesa. Estas lecturas
deben realizarse en el tope del menisco. Inmediatamente 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. Si el hidrómetro se deja mucho tiempo en la suspensión, parte del
material que se está asentando se puede adherir al bulbo, causando errores en las
lecturas. Luego, introdúzcase nuevamente el hidrómetro y realícense lecturas a los
5, 15, 30, 60, 120, 250 y 1.440 minutos. Todas estas lecturas deben realizarse en el
tope del menisco formado alrededor del vástago. Inmediatamente después de
cada una de estas lecturas, extráigase el hidrómetro cuidadosamente de la
suspensión y colóquese en el cilindro graduado con agua limpia.
 •Después de realizar la lectura de hidrómetro de los 2 minutos y después de cada
lectura siguiente, colóquese un termómetro en la suspensión, mídase la temperatura
y anótese en la planilla con una aproximación de 0.5 °C (0.9 °F). 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. Una forma
conveniente de controlar los efectos de la temperatura, es colocar el cilindro
graduado que contiene la suspensión en un baño de agua.
 •Si el peso de la muestra se va a determinar al final del ensayo, lávese
cuidadosamente toda la suspensión transfiriéndola a una cápsula de evaporación.
Séquese el material al horno, déjese enfriar y determínese el peso de la muestra. El
peso seco de la muestra de suelo empleada se obtendrá restándole a este valor el
peso seco del agente defloculante empleado.
 Antes de proceder con los cálculos, las lecturas de hidrómetro deberán ser
corregidas por menisco, por temperatura, por defloculante y punto cero.
 Corrección por menisco (Cm). Los hidrómetros se calibran para leer correctamente
a la altura de la superficie del líquido. La suspensión de suelo no es transparente y
no es posible leer directamente a la superficie del líquido; por lo tanto, la lectura del
hidrómetro se debe realizar en la parte superior del menisco. La corrección por
menisco es constante para un hidrómetro dado, y se determina introduciendo el
hidrómetro en agua destilada o desmineralizada y observando la altura a la cual el
menisco se levanta por encima de la superficie del agua. Valores corrientes de Cm
son:
o Hidrómetro tipo 151 H: Cm = 0,6 x 10-3 gr/cm3
o Hidrómetro tipo 152 H: Cm = 1,0 gr/litro.
o Corrección por temperatura (Ct). A cada una de las lecturas de hidrómetro se
debe aplicar también un factor de corrección por temperatura, el cual debe
sumarse algebraicamente a cada lectura. Este factor puede ser positivo o
negativo, dependiendo de la temperatura de la suspensión en el momento
de realizar cada lectura. Obténgase el valor del factor de corrección por
temperatura para cada lectura de hidrómetro empleando la Tabla 2 y anótense
estos valores en su planilla.
 •Corrección por agente de dispersión y por desplazamiento del punto cero (Cd).
 •Los granos de suelos muy finos en suspensión tienden normalmente a flocular y se
adhieren de tal forma que suelen precipitarse juntos. Por lo tanto, es necesario añadir
a las muestras un agente de disgregaciónpara evitar la floculación durante el ensayo.
Los agentes defloculantes siguientes han sido utilizados satisfactoriamente para la
mayoría de los suelos:
Tabla 2 Valores de Ct para la corrección por temperatura de las lecturas del hidrómetro
Temp. C
Ct
 Hidrómetro
graduado en Densidad (gr/cm3 ) x
103
 Concentración (gr/litro)*
10 -1,3 -2,0
11 -1,2 -1,9
12 -1,1 -1,8
13 -1,0 -1,6
14 -0,9 -1,4
15 -0,8 -1,2
16 -0,6 -1,0
17 -0,5 -0,8
18 -0,3 -0,5
19 -0,2 -0,3
20 0,0 0,0
21 0,2 0,3
22 0,4 0,6
23 0,6 0,9
24 0,8 1,3
25 1,0 1,7
26 1,3 2,0
27 1,5 2,4
28 1,8 2,9
29 2,0 3,3
30 2,3 3,7
 Peso específico del sólido en suspensión: G = 2.55
 Para hidrómetro tipo 1 52-H busque Ct en la columna de la derecha (gr/litro). Para
hidrómetro tipo 1 51-H busque Ct en la columna de la izquierda {(gr / cm) x 103}
 Los valores tabulados fueron calculados por la expresión:
 T = Temperatura de la suspensión en OC
w20 = Peso unitario del agua a 20 °C
wt = Peso unitario del agua a T °C
= Coeficiente de dilatación volumétrica del hidrómetro ( = 2,5 x 10 -5 /°C)
 Agente
defloculante
 Fórmula
 Hexametafosfat
o de sodio
 NaPO3 ó
(NaP03)6
La adición de un agente defloculante produce aumento en la densidad del líquido y
obliga a realizar una corrección a la lectura del hidrómetro observado. Así mismo,
como la escala de cada hidrómetro ha sido graduada para registrar una lectura
cero o lectura inicial a una temperatura base, que generalmente es 20 °C (68
°F), existirá un desplazamiento del punto cero, y las lecturas de hidrómetro observadas
también deberán corregirse por este factor.
La corrección por defloculante se determina generalmente en conjunto con la
corrección por punto cero; por ello se les denomina "corrección por defloculante y
punto cero".
El procedimiento para determinar la corrección por defloculante y punto cero
consistirá en los pasos siguientes:
Se selecciona un cilindro graduado de 1000 ml de capacidad y se llena
con agua destilada o desmineralizada con una cantidad de defloculante igual a la
que se empleará en el ensayo. Si en el ensayo no se va a utilizar defloculante,
llénese el cilindro sólo con agua destilada o desmineralizada.
En este caso la corrección será solamente por punto cero. Realícese, en la parte
superior del menisco, la lectura del hidrómetro e introdúzcase a continuación un
termómetro para medir la temperatura de la solución. Calcúlese la corrección por
defloculante y punto cero (Cd) mediante la fórmula:
Cd = ’ + Cm ±
Ct
Donde:
’ = Lectura del hidrómetro, en agua con defloculante únicamente
Cm = Corrección por menisco
Ct = Corrección por temperatura, sumada algebraicamente.
CALCULOS
Lectura de hidrómetro corregida. Calcúlense las lecturas de hidrómetro corregidas por
menisco (R)
sumándole a cada lectura de hidrómetro no corregida (R’), la corrección por menisco Cm,
o sea: R = R’ + Cm
Anótense en la planilla los valores de R obtenidos.
Cálculo del diámetro de las partículas (D). Determínese el diámetro de las partículas
correspondientes a cada lectura de hidrómetro empleando el nomograma de la Figura 6.
En este nomograma, la escala (R) correspondiente a las profundidades efectivas (L) (véase
Tabla 1), se elaborará empleando la curva de calibración correspondiente al hidrómetro que
se va a emplear en el ensayo (Figura 5). La secuencia de los pasos a seguir para calcular
el diámetro de las partículas (ID) mediante el nomograma de la Figura 6, se indica
esquemáticamente en la parte inferior derecha de dicha figura.
El diámetro de las partículas de suelo en suspensión en el momento de realizar cada lectura
de hidrómetro se puede calcular también con la fórmula siguiente:
Donde:
L = Profundidad efectiva en cm
t = Tiempo transcurrido en min.
D(mm) = K
L
t
30*
µ
Donde
:
K = g
τs − τw
g = Aceleración gravitacional = 980.7 cm/s2
µ = Coeficiente de viscosidad del agua en Poises
s = Peso unitario de los sólidos del suelo en gr/cm3
w = Peso unitario del agua destilada, a la temperatura T, en gr/cm3 .
Los valores de K están tabulados en la Tabla 3, en función del peso específico y la
temperatura.
Cálculo del porcentaje más fino. Para calcular el porcentaje de partículas de diámetro
más fino que el correspondiente a una lectura de hidrómetro dada, utilice las fórmulas
siguientes:
Para hidrómetros 151 H
Para hidrómetros 152 H
Donde:
Gs = Peso especifico de los sólidos (modo operativo MTC E 205)
Wo = Peso de la muestra de suelo secado al horno que se empleó para el análisis del
hidrómetro.
(R - Cd + Ct) = Lectura de hidrómetro corregida por menisco menos corrección por
defloculante y punto cero, más (sumada algebraicamente) corrección por temperatura.
a = Factor de corrección por peso específico
Anótense todos los valores obtenidos en su planilla. El factor Ct puede ser positivo o
negativo dependiendo de la temperatura de la suspensión en el momento de realizar la
lectura. Úsese la fórmula (R - Cd + Ct) dependiendo si Ct es positivo o negativo
OBSERVACIONES
Los siguientes errores posibles causarían determinaciones imprecisas en un análisis
granulométrico por hidrómetro.
Suelo secado al horno antes del ensayo. Excepto para el caso de suelos inorgánicos de
resistencia seca baja, el secado al horno puede causar cambios permanentes en el
tamaño de las partículas.
Agente dispersante no satisfactorio o en cantidad insuficiente. Siempre y cuando se
vayan a ensayar suelos nuevos o no usuales, es necesario realizar tanteos para
Tabla 3
Valores de K para el cálculo del diámetro de partículas en el análisis hidrométrico
Determinar el tipo y la cantidad de compuesto químico que producirá la dispersión y de
floculación más efectivas.
Dispersión incompleta del suelo en la suspensión. Agitación insuficiente de la
suspensión en el cilindro al comienzo del ensayo.
Demasiado suelo en suspensión. Los resultados del análisis hidrométrico serán
afectados si el tamaño de la muestra excede las cantidades recomendadas.
Los valores tabulados fueron calculados por la expresión:
µ = viscosidad dinámica del agua en Poises.
G = peso específico de las partículas de suelo yw = peso unitario del agua (gr/cm3)
Tabla 4 Valores del coeficiente de corrección para los pesos específicos de las partículas
del suelo
Peso
especifico
coeficiente
“a” Peso especifico
coeficiente
“a” Peso
especifico
coeficiente
“a”
2.45º 1.05 2.60 1.01 2.75 0.98
2.50 1.03 2.65 1.00 2.80 0.97
2.55 1.02 2.70 0.99 2.85 0.96
Perturbación de la suspensión cuando se introduce o se remueve el hidrómetro. Tal
perturbación es muy corriente que ocurra cuando el hidrómetro se extrae rápido después
de una lectura.
El hidrómetro no está suficientemente limpio. La presencia de polvo o grasa en el vástago
del Hidrómetro puede impedir el desarrollo de un menisco uniforme.
Calentamiento no uniforme de la suspensión. Variación excesiva de la temperatura de la
suspensión durante el ensayo.
Pérdida de material después del ensayo. Si el peso del suelo secado al horno se obtiene
después del ensayo, toda la suspensión debe ser lavada cuidadosamente del cilindro.
MECÁNICA DE SUELOS I
ANALISIS GRANULOMETRICO POR
SEDIMENTACION
SOLICITADO
PROYECTO
PROCEDENCIA
POZO MUESTRA Prof.(m)
Tiempo
(min)
°C R Mm Ct R' P(%) F P'(%)
Diametro
Equiv.
Kl Kj Kn
Diametro
Corr(mm)
mat.
Sedim.
0.25
0.5
1
2
5
10
15
30
60
240 (4h)
1440 (24)
Hora de inicio : Peso especifico relativo de solidos (Ss) :
Peso Suelo Seco (gr) : % que pasa la malla 200 :
% que pasa la malla N°10: Lectura Hidrómetro en agua :
Coeficiente a : Lectura Hidrometro en agua + defloculante
MECÁNICA DE SUELOS I
CONCLUSIONES
 Las arcillas son agregados de partículas pequeñísimas derivadas de la
descomposición química de las rocas, son plásticas y el tamaño de sus
partículas es menor a 0.005mm.
 Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del
líquido. Al formarse el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no
puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo son transparentes, por lo
que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura sumando
la altura del menisco.
 El ensayo de Hidrómetro se basa en la sedimentación de un material en
suspensión en un líquido; sirve para la determinación de la variación de la
densidad de la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de
caída del gramo de tamaño más grande correspondiente a la densidad
media.
 El método del hidrómetro nos permite obtener el diámetro promedio de los
gránulos finos de un material como el arcilloso en el que su curva de
distribución es consecuente a su porcentaje de finidez.
 El método del hidrómetro nos permite determinar en un material fino el
coeficiente de uniformidad que no son posibles hallar mediante el método
mecánico.
MECÁNICA DE SUELOS I
RECOMENDACIONES
 Para evitar la segregación en la mezclas se debe realizar un adecuado diseño de
mezclas.
 Se recomienda que los procesos de mezclado, transporte, colocación y vibrado del
concreto se reducirá la segregación de la mezcla de concreto, se desarrollen
correctamente.
MECÁNICA DE SUELOS I
BIBLIOGRAFÍA
LIBROS Y FOLLETOS:
 TERZAGHI & PECK. “Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica”.Ed. “El
Ateneo”. Bs.As. Segunda Edición 1978.
 Guías de laboratorio
 Normas ASTM D422-63
PAGINAS WEB:
 http://www.slideshare.net
 http://apuntesingenierocivil.blogspot.pe/2011/03/i-ensayo-del-hidrometro-
determinacion.html
MECÁNICA DE SUELOS I

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Informe del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campo
Informe del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campoInforme del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campo
Informe del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campo
Anghelo Salazar Tello
 

La actualidad más candente (20)

Informe De Contenido De Humedad De Un Suelo
Informe De Contenido De Humedad De Un SueloInforme De Contenido De Humedad De Un Suelo
Informe De Contenido De Humedad De Un Suelo
 
Capitulo 4. clasificacion. granulometría
Capitulo 4. clasificacion. granulometríaCapitulo 4. clasificacion. granulometría
Capitulo 4. clasificacion. granulometría
 
Permeabilidad carga constante
Permeabilidad carga constantePermeabilidad carga constante
Permeabilidad carga constante
 
Contenido de humedad suelos
Contenido de humedad suelosContenido de humedad suelos
Contenido de humedad suelos
 
Ensayo de Limite Liquido y Plastico
Ensayo de Limite Liquido y PlasticoEnsayo de Limite Liquido y Plastico
Ensayo de Limite Liquido y Plastico
 
SUELOS 1
SUELOS 1SUELOS 1
SUELOS 1
 
Libro de ejercicios resueltos de mecánica de suelos i
Libro de ejercicios resueltos de mecánica de suelos iLibro de ejercicios resueltos de mecánica de suelos i
Libro de ejercicios resueltos de mecánica de suelos i
 
Trabajo final hidrometro
Trabajo final hidrometroTrabajo final hidrometro
Trabajo final hidrometro
 
DENSIDAD IN SITU-MÉTODO DEL CONO DE ARENA
DENSIDAD IN SITU-MÉTODO DEL CONO DE ARENADENSIDAD IN SITU-MÉTODO DEL CONO DE ARENA
DENSIDAD IN SITU-MÉTODO DEL CONO DE ARENA
 
Relaciones volumetricas y gravimetricas
Relaciones volumetricas y gravimetricasRelaciones volumetricas y gravimetricas
Relaciones volumetricas y gravimetricas
 
Ensayo de granulométria
Ensayo de granulométriaEnsayo de granulométria
Ensayo de granulométria
 
Determinacion de la fluidez consistencia normal
Determinacion de la fluidez consistencia normal Determinacion de la fluidez consistencia normal
Determinacion de la fluidez consistencia normal
 
Orificios
OrificiosOrificios
Orificios
 
Resalto Hidráulico - Mecánica de Fluidos
Resalto Hidráulico - Mecánica de FluidosResalto Hidráulico - Mecánica de Fluidos
Resalto Hidráulico - Mecánica de Fluidos
 
Informe del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campo
Informe del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campoInforme del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campo
Informe del-ensayo-del-cono-de-arena-densidad-en-campo
 
Solucionario de los exámenes de mecánica de suelos II
Solucionario de los exámenes de mecánica de suelos IISolucionario de los exámenes de mecánica de suelos II
Solucionario de los exámenes de mecánica de suelos II
 
Mecanica de suelos_(problemas_resueltos)
Mecanica de suelos_(problemas_resueltos)Mecanica de suelos_(problemas_resueltos)
Mecanica de suelos_(problemas_resueltos)
 
Informe # 3 granulometría
Informe # 3 granulometríaInforme # 3 granulometría
Informe # 3 granulometría
 
Solucionario -mecanica_de_fluidos_e_hidraulica sotelo
Solucionario  -mecanica_de_fluidos_e_hidraulica soteloSolucionario  -mecanica_de_fluidos_e_hidraulica sotelo
Solucionario -mecanica_de_fluidos_e_hidraulica sotelo
 
Granulometria informe-de-suelos-1-4
Granulometria informe-de-suelos-1-4Granulometria informe-de-suelos-1-4
Granulometria informe-de-suelos-1-4
 

Similar a analisis granumetrico por medio del hidrometro

Laboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdf
Laboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdfLaboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdf
Laboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdf
RichardEdwin9
 
JP - SESION 5.pptx
JP - SESION 5.pptxJP - SESION 5.pptx
JP - SESION 5.pptx
geo49
 
JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx
JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptxJP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx
JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx
geo49
 

Similar a analisis granumetrico por medio del hidrometro (20)

Laboratorio de analisis hidrometrico
Laboratorio de analisis hidrometricoLaboratorio de analisis hidrometrico
Laboratorio de analisis hidrometrico
 
Informe Mécanica de Suelos (Sedimentación)
Informe Mécanica de Suelos (Sedimentación)Informe Mécanica de Suelos (Sedimentación)
Informe Mécanica de Suelos (Sedimentación)
 
Suelos labo 5 info gravedad especifica
Suelos labo 5 info gravedad especificaSuelos labo 5 info gravedad especifica
Suelos labo 5 info gravedad especifica
 
Laboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdf
Laboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdfLaboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdf
Laboratorio de Suelos Conceptos y prácticas.pdf
 
JP - SESION 5.pptx
JP - SESION 5.pptxJP - SESION 5.pptx
JP - SESION 5.pptx
 
Lab. nº5 granulometria por sedimentacion
Lab. nº5 granulometria por sedimentacionLab. nº5 granulometria por sedimentacion
Lab. nº5 granulometria por sedimentacion
 
Diap.suelos
Diap.suelosDiap.suelos
Diap.suelos
 
Mtc 109 gran x hidrometro
Mtc 109 gran x hidrometroMtc 109 gran x hidrometro
Mtc 109 gran x hidrometro
 
Laboratorio suelos
Laboratorio suelosLaboratorio suelos
Laboratorio suelos
 
Laboratorio suelos
Laboratorio suelosLaboratorio suelos
Laboratorio suelos
 
LABORATORIO MECANICA DE SUELOS UTP .docx
LABORATORIO MECANICA DE SUELOS UTP .docxLABORATORIO MECANICA DE SUELOS UTP .docx
LABORATORIO MECANICA DE SUELOS UTP .docx
 
Mec suelos 19 feb
Mec suelos 19 febMec suelos 19 feb
Mec suelos 19 feb
 
Conta 2
Conta 2Conta 2
Conta 2
 
1. CAP. V.- GRANULOMETRÍA.pdf
1. CAP. V.- GRANULOMETRÍA.pdf1. CAP. V.- GRANULOMETRÍA.pdf
1. CAP. V.- GRANULOMETRÍA.pdf
 
JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx
JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptxJP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx
JP - SESION 5 - LABORATORIO 4.pptx
 
TRABAJO ESCALONADO.pptx
TRABAJO ESCALONADO.pptxTRABAJO ESCALONADO.pptx
TRABAJO ESCALONADO.pptx
 
Hidrometria
HidrometriaHidrometria
Hidrometria
 
Cap iv distr granum_gm suelos_2020_ii
Cap iv distr granum_gm suelos_2020_iiCap iv distr granum_gm suelos_2020_ii
Cap iv distr granum_gm suelos_2020_ii
 
V1 analisi granulometrico analisi por medio del hidrómetro
V1 analisi granulometrico analisi por medio del hidrómetroV1 analisi granulometrico analisi por medio del hidrómetro
V1 analisi granulometrico analisi por medio del hidrómetro
 
norma-inv-e-124-07.pdf
norma-inv-e-124-07.pdfnorma-inv-e-124-07.pdf
norma-inv-e-124-07.pdf
 

Más de Thelmo Rafael Bustamante (7)

metodos de contrataciones
metodos de contratacionesmetodos de contrataciones
metodos de contrataciones
 
Desarrollo de una aplicación de inteligencia de negocio
Desarrollo de una aplicación de inteligencia de negocioDesarrollo de una aplicación de inteligencia de negocio
Desarrollo de una aplicación de inteligencia de negocio
 
Caso practico 1_terrenos_urbanos
Caso practico 1_terrenos_urbanosCaso practico 1_terrenos_urbanos
Caso practico 1_terrenos_urbanos
 
Etapas de un proyecto de ing civil
Etapas de un proyecto de ing civilEtapas de un proyecto de ing civil
Etapas de un proyecto de ing civil
 
Tasaciones
TasacionesTasaciones
Tasaciones
 
Propiedades del concreto fresco
Propiedades del concreto frescoPropiedades del concreto fresco
Propiedades del concreto fresco
 
Practica de-suelos-chiclayo
Practica de-suelos-chiclayoPractica de-suelos-chiclayo
Practica de-suelos-chiclayo
 

Último

Tema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfse
Tema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfseTema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfse
Tema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfse
yohepirell
 
Capacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptx
Capacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptxCapacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptx
Capacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptx
ErickAbrahamChavezBe
 

Último (20)

guia-diseno-instalaciones-electricas.pdf
guia-diseno-instalaciones-electricas.pdfguia-diseno-instalaciones-electricas.pdf
guia-diseno-instalaciones-electricas.pdf
 
Embriologia-2 en ganado bovino lechero .ppt
Embriologia-2 en ganado bovino lechero .pptEmbriologia-2 en ganado bovino lechero .ppt
Embriologia-2 en ganado bovino lechero .ppt
 
sin respuestas Mecánica y m.a.s julio 4.pdf
sin respuestas Mecánica y m.a.s julio 4.pdfsin respuestas Mecánica y m.a.s julio 4.pdf
sin respuestas Mecánica y m.a.s julio 4.pdf
 
Presentación de proyecto y resumen de conceptos (3).pdf
Presentación de proyecto y resumen de conceptos (3).pdfPresentación de proyecto y resumen de conceptos (3).pdf
Presentación de proyecto y resumen de conceptos (3).pdf
 
REGLA DE PROBABILIDADES Y REGLA DE BAYES.pptx
REGLA DE PROBABILIDADES  Y REGLA DE BAYES.pptxREGLA DE PROBABILIDADES  Y REGLA DE BAYES.pptx
REGLA DE PROBABILIDADES Y REGLA DE BAYES.pptx
 
ESFUERZO EN VIGAS SESIÓN 5 PROBLEMA RESUELTOS.pdf
ESFUERZO EN VIGAS SESIÓN 5 PROBLEMA RESUELTOS.pdfESFUERZO EN VIGAS SESIÓN 5 PROBLEMA RESUELTOS.pdf
ESFUERZO EN VIGAS SESIÓN 5 PROBLEMA RESUELTOS.pdf
 
Circuitos_basicos_de_neumatica miquel carulla .pdf
Circuitos_basicos_de_neumatica  miquel carulla .pdfCircuitos_basicos_de_neumatica  miquel carulla .pdf
Circuitos_basicos_de_neumatica miquel carulla .pdf
 
EXPOSICION TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA.pptx
EXPOSICION TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA.pptxEXPOSICION TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA.pptx
EXPOSICION TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA.pptx
 
Mecanismo de cuatro barras articuladas!!
Mecanismo de cuatro barras articuladas!!Mecanismo de cuatro barras articuladas!!
Mecanismo de cuatro barras articuladas!!
 
TERRENO DE FUNDACION - CURSO DE PAVIMENTOS
TERRENO DE FUNDACION - CURSO DE PAVIMENTOSTERRENO DE FUNDACION - CURSO DE PAVIMENTOS
TERRENO DE FUNDACION - CURSO DE PAVIMENTOS
 
Tema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfse
Tema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfseTema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfse
Tema 1 ECONOMIA del MECANIZADO.pptx.mfse
 
Ciclo de Refrigeracion aplicado a ToniCorp.pptx
Ciclo de Refrigeracion aplicado a ToniCorp.pptxCiclo de Refrigeracion aplicado a ToniCorp.pptx
Ciclo de Refrigeracion aplicado a ToniCorp.pptx
 
Presentación PISC Préstamos ISC Final.pdf
Presentación PISC Préstamos ISC Final.pdfPresentación PISC Préstamos ISC Final.pdf
Presentación PISC Préstamos ISC Final.pdf
 
368165951-Procedimiento-de-Gruas-e-Izaje.doc
368165951-Procedimiento-de-Gruas-e-Izaje.doc368165951-Procedimiento-de-Gruas-e-Izaje.doc
368165951-Procedimiento-de-Gruas-e-Izaje.doc
 
Trabajo de cristalografia. año 2024 mes de mayo
Trabajo de cristalografia. año 2024 mes de mayoTrabajo de cristalografia. año 2024 mes de mayo
Trabajo de cristalografia. año 2024 mes de mayo
 
Diagramas de Tiempo.pptpara electronica aplicada
Diagramas de Tiempo.pptpara electronica aplicadaDiagramas de Tiempo.pptpara electronica aplicada
Diagramas de Tiempo.pptpara electronica aplicada
 
CICLO OTTO PARA MOTORES DE DOS Y CUATRO TIEMPOS CON EJEMPLOS.pptx
CICLO OTTO PARA MOTORES DE DOS Y CUATRO TIEMPOS CON EJEMPLOS.pptxCICLO OTTO PARA MOTORES DE DOS Y CUATRO TIEMPOS CON EJEMPLOS.pptx
CICLO OTTO PARA MOTORES DE DOS Y CUATRO TIEMPOS CON EJEMPLOS.pptx
 
Capacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptx
Capacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptxCapacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptx
Capacitación virtual_Hcampos_Asistencia Tecnica_Cajamarca.pptx
 
Deusto Ingeniería 24 (Año 2023) - Universidad de Deusto
Deusto Ingeniería 24 (Año 2023) - Universidad de DeustoDeusto Ingeniería 24 (Año 2023) - Universidad de Deusto
Deusto Ingeniería 24 (Año 2023) - Universidad de Deusto
 
vectores,rectas y plano en bidimensional(r2) y tridimensional (r3)
vectores,rectas y plano en bidimensional(r2) y tridimensional (r3)vectores,rectas y plano en bidimensional(r2) y tridimensional (r3)
vectores,rectas y plano en bidimensional(r2) y tridimensional (r3)
 

analisis granumetrico por medio del hidrometro

  • 1. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR MEDIO DEL HIDRÓMETRO
  • 2. El método más usado para hacer la determinación indirecta de los porcentajes de partículas que pasan el tamiz No. 200, es el del hidrómetro, basado en la sedimentación de un material en suspensión en un líquido. El hidrómetro sirve para determinar la variación de la densidad de la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de caída del grano de tamaño más grande correspondiente a la densidad media. Si se distribuye un gran número de granos de suelo en un líquido y se sumerge un hidrómetro, el empuje hidrostático en el bulbo, es igual al peso de la suspensión desalojada por el bulbo. El hidrómetro mide el promedio de la densidad de la suspensión desalojada por el bulbo. De la lectura del hidrómetro puede determinarse directamente el porcentaje de granos de suelo por peso con relación a la concentración original, calibrando la escala del hidrómetro en granos por litro. El tamaño de los granos obtenidos con el hidrómetro es el equivalente de una esfera cuya velocidad de caída sea igual a la del grano del suelo. El diámetro equivalente de los granos para una lectura dada se obtiene por medio de la ley de Stokes, considerando como altura de caída la distancia entre la superficie del líquido y el centro de flotación del bulbo. El centro de flotación es variable y no se comete un error grave si en el lugar de la distancia al centro de flotación se usa la distancia al centro del volumen del bulbo. La obtención de los diámetros equivalentes se facilita grandemente usando el monograma calculado por A. Casagrande. INTRODUCCIÓN
  • 3. II. OBJETIVOS Objetivo General:  El objetivo de este ensayo es el determinar el porcentaje de limos y arcillas, en suelos que pasan el tamiz Nº 200. Objetivos secundarios:  Reconocer el funcionamiento básico de un hidrómetro y su aplicación en la granulometría para fracciones finas, así como analizar el principio de la Ley de Stokes.  Representar la distribución de los tamaños de la fracción en una curva granulométrica para su fácil interpretación.  Representar la distribución de los tamaños de la fracción en una curva granulométrica para su fácil interpretación
  • 4. III. MARCO TEÓRICO NORMA: ASTM D422- 63 Este método cubre la determinación cuantitativa de la distribución del tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. La distribución de las partículas mayores que 0.075mm (retenido tamiz Nº 200) es determinada por tamizado, y la más fina es determinada por procesos de sedimentación usando un hidrómetro. La muestra es separada por un proceso de cuarteo o por cualquier otro método que permita una adecuada selección de la fracción representativa de la muestra a estudiar. La fracción seleccionada se divide en dos porciones: una contiene sólo las partículas retenidas en el tamiz Nº 10y la otra porción contiene las que pasan el tamiz Nº 10, la cantidad seleccionada debe ser tal que compense el peso de las fracciones más finas o más gruesas de la muestra a estudiar. A continuación se dan unos valores que pueden servir de orientación de la cantidad de muestra a tomar en función del tamaño máximo de la partícula de suelo para el material retenido en la malla No, 10: Diámetro nominal de la partícula más grande Cantidad mínima demuestra que debe quedar retenida en el tamiz Nº10. El tamaño de la fracción que pasa la malla No.10 debe ser de aproximadamente 115g para arenas y 65 g. para limos y arcillas. La muestra seleccionada debe estar seca o someterla a proceso de secado al horno por 110+/- 5°C por 24 horas o hasta lograr peso constante. NORMA AASHTO T- 88 Este método describe un procedimiento para la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas en los suelos. Lo siguiente se aplica a todos los límites especificados en esta norma: A los efectos de determinarla conformidad con estas especificaciones, un valor observado o un valor calculado se redondeará "a la unidad más cercana" en el último lugar de la derecha de las cifras utilizadas en la expresión del valor límite, de acuerdo con ASTME29. NORMA: ASTM D422- 63
  • 5. Esta norma nos explica que es y cómo es el proceso para calcular El límite plástico de un suelo, es el contenido más bajo de agua, determinado por este procedimiento, en el cual el suelo permanece en estado plástico. El índice de plasticidad de un suelo es el tamaño del intervalo de contenido de agua, expresado como un porcentaje de la masa seca de suelo, dentro del cual el material está en un estado plástico. Este índice corresponde a la diferencia numérica entre el límite líquido y el límite plástico del suelo. Es de anotar el equipo y material que es necesario para realizar la evaluación son: -Espátula: De hoja flexible, de unos 76.2 mm (3") de longitud por 20 mm (3/4") de ancho, -Cápsula para evaporación: De porcelana, o similar, de 115 mm (4 1/2”) de diámetro, -Balanza: De 100 g de capacidad con aproximación a 0.01 gr y -Aparato de enrollamiento: Para determinar el límite plástico, (opcional). Conceptos Cuando los suelos no son grueso granulares, sino que los suelos tienen tamaños de grano pequeños no se podrá hacer análisis granulométrico por mallas (tamices), para determinar el porcentaje de peso de los diferentes tamaños de los granos de suelo. Lo apropiado es aplicar el método del hidrómetro (densímetro), hoy en día para suelos finos quizá es el ensayo de mayor uso, el hecho se basa en que las partículas tienen una velocidad de sedimentación que se relaciona con el tamaño de las partículas. La ley fundamental para realizar análisis granulométrico por hidrómetro es formulada por Stokes, en esta ley se enuncia que si una partícula esférica cae dentro del agua adquiere pronto una velocidad uniforme que depende del diámetro de la partícula, de su densidad y de la viscosidad del agua. Para la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta de agua y suelo, porque se precipitaría, en muy poco tiempo casi todo el suelo, debido a la formación de flóculos originados por la presencia de diferentes cargas eléctricas en las partículas del suelo. Se utiliza un agente defloculante que neutralice las cargas eléctricas, permitiendo que las partículas se precipiten de forma individual. TIPOS DE DISPERSANTES USADOS COMÚNMENTE: Silicato de Sodio (vidrio líquido). Es una solución de silicato de sodio. Una vez preparada la solución se toman 20 cm3.
  • 6. Hexametafosfato de sodio (NaPO3). Comercialmente se conoce como Calgon. Ya que la solución es ácida se puede considerar mayor eficacia como agente defloculante en suelos alcalinos. Para el ensayo de hidrómetro existe corrección dependiendo del tipo de hidrómetro empleado, la corrección se hará con la diferencia de la lectura del hidrómetro y un coeficiente que depende del tipo de hidrómetro. Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del líquido. Al formarse el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura sumando la altura del menisco. Esta corrección se hace sumergiendo el hidrómetro en agua destilada y haciendo dos lecturas en la escala; una en la parte superior del menisco (para que el menisco se forme completo, el cuello debe limpiarse con alcohol para eliminar la grasa) y otra siguiendo la superficie horizontal del agua. La diferencia de las dos lecturas nos da la corrección que debe sumarse a las lecturas hechas al estar operando. 2. CALCULOS Y METODO OPERATIVO 2.1 Materiales  Balanza, de sensibilidad 0.1 g  Tamices, de 2.0 mm (N° 10) y de 74 µ m (N°200)  Aparato agitador, mecánico o neumático, con su vaso.  Hidrómetro. Graduado para leer, de acuerdo con la escala que tenga grabada, el peso específico de la suspensión o los gramos por litro de suspensión. En el primer caso, la escala tiene valores de peso específico que van de 0.995 a 1.038 y estará calibrado para leer 1.00 en agua destilada a 20 °C (68 °F). Este Hidrómetro se identifica como 151 H. En el otro caso la escala tiene valores de gramos de suelo por litro (gr/l) que van de -5 a +60. Se identifica como 152 H 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.  Cilindro 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).
  • 7.  Termómetro de 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).  Utensilios de uso general. Envases apropiados para el manejo y secado de las muestras y un par de guantes de asbesto o caucho.  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.  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. 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. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA El tamaño aproximado de la muestra que se debe usar para el análisis por el
  • 8. hidrómetro varía con el tipo de suelo que va a ser ensayado. La cantidad requerida para suelos arenosos es de 75 a 100 g y para limos y arcillas de 50 a 60 g (peso seco). 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: Donde la humedad (w) se determinará usando una porciónde muestra que no vaya a ser ensayada. PROCEDIMIENTO El procedimiento consistirá de los siguientes pasos:  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 y punto cero, Cd, y la corrección por menisco, Cm, a menos que ya sean conocidas.  Anótese toda esta información en el formato.  Determínese el peso específico de los sólidos, Gs  Si el peso secado al horno se va a obtener al principio del ensayo, séquese la muestra al horno, déjese enfriar y pésese con una aproximación de 0.1 g. Anótese en el formato el valor obtenido. Colóquese la muestra en una cápsula de 250 ml previamente identificada con un número, agréguese agua destilada o desmineralizada hasta que la muestra quede totalmente sumergida. Colóquese el agente dispersante en este momento: 125 ml de solución de hexametafosfato de sodio (40 gr/l).  Déjese la muestra en remojo por una noche hasta que los terrones de suelo se hayan desintegrado. Suelos altamente orgánicos requieren un tratamiento especial, y puede ser necesario oxidar la materia orgánica antes del ensayo. La oxidación puede ser llevada a cabo mezclando la muestra con una solución, al 30%,
  • 9. de peróxido de hidrógeno; esta solución oxidará toda la materia orgánica. Si el suelo contiene poca cantidad de materia orgánica, el tratamiento con peróxido de hidrógeno no es necesario.  transfiérase la muestra con agua, de la cápsula a un vaso de dispersión (foto 2), lavando cualquier residuo que quede en la cápsula con agua destilada o desmineralizada. Agréguese agua al vaso de dispersión si es necesario, hasta que la superficie de ésta quede de 50 a 80 mm por debajo de la boca del vaso; si el vaso contiene demasiada agua, ésta se derramará durante el mezclado. Colóquese el vaso de dispersión en el aparato agitador durante un minuto.  Para lograr la dispersión se puede emplear también aire a presión en lugar del método mecánico del agitador. En este caso, se coloca un manómetro entre el vaso y la válvula de control, la cual se abre inicialmente para obtener una presión de 0.07 kg/cm2 (1 psi). Se transfiere la lechada de suelo-agua de la cazuela al vaso de dispersión, lavando con agua destilada el remanente de la cazuela, y rellenando si es necesario, con más agua destilada hasta el volumen de 250 ml. Se tapa el vaso y se abre la válvula de control hasta obtener una presión de 1.4 kg/cm 2 (20 psi). La dispersión se hará de acuerdo con la siguiente tabla:  Índice de plasticidad del suelo  Período de dispersión min. Menor del 5% 5 Del 6% a 20% 10 Mayor del 20% 15  Los suelos que contienen altos porcentajes de mica se dispersarán durante un (1) minuto.  Se transfiere la suspensión a un cilindro de sedimentación de 1000 ml. La suspensión debe ser llevada a la temperatura que se espera prevalecerá en el laboratorio durante el ensayo.  Un minuto antes de comenzar el ensayo, tómese el cilindro de sedimentación y tapándolo con la mano o con un tapón adecuado, agítese la suspensión vigorosamente durante varios segundos, con el objeto de remover los sedimentos del fondo y lograr una suspensión uniforme. Continúese agitando hasta completar un minuto volteando el cilindro hacia arriba y hacia abajo alternativamente. Algunas veces es necesario aflojar los sedimentos del fondo del cilindro, mediante un agitador de vidrio antes de proceder a agitar la lechada. Se deben ejecutar sesenta (60) giros durante ese minuto.  Alternativamente, la suspensión puede ser agitada antes de proceder al ensayo
  • 10. mediante un agitador manual, semejante al que se muestra en el esquema de la Figura 3. Moviendo dicho agitador hacia arriba y hacia abajo, a través de la suspensión, se consigue una distribución uniforme de las partículas de suelo. Este proceso evita también la acumulación de sedimentos en la base y en las paredes del cilindro graduado.  Al terminar el minuto de agitación, colóquese el cilindro sobre una mesa.  Póngase en marcha el cronómetro. Si hay espuma presente, remuévala tocándola ligeramente con un pedazo de papel absorbente. Introdúzcase lentamente el hidrómetro en la suspensión. Se debe tener mucho cuidado cuando se introduce y cuando se extrae, para evitar perturbar la suspensión.  Obsérvense y anótense las dos primeras lecturas de hidrómetro, al minuto, y a los dos minutos después de haber colocado el cilindro sobre la mesa. Estas lecturas deben realizarse en el tope del menisco. Inmediatamente 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. Si el hidrómetro se deja mucho tiempo en la suspensión, parte del material que se está asentando se puede adherir al bulbo, causando errores en las lecturas. Luego, introdúzcase nuevamente el hidrómetro y realícense lecturas a los 5, 15, 30, 60, 120, 250 y 1.440 minutos. Todas estas lecturas deben realizarse en el tope del menisco formado alrededor del vástago. Inmediatamente después de cada una de estas lecturas, extráigase el hidrómetro cuidadosamente de la suspensión y colóquese en el cilindro graduado con agua limpia.  •Después de realizar la lectura de hidrómetro de los 2 minutos y después de cada lectura siguiente, colóquese un termómetro en la suspensión, mídase la temperatura y anótese en la planilla con una aproximación de 0.5 °C (0.9 °F). 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. Una forma conveniente de controlar los efectos de la temperatura, es colocar el cilindro graduado que contiene la suspensión en un baño de agua.  •Si el peso de la muestra se va a determinar al final del ensayo, lávese cuidadosamente toda la suspensión transfiriéndola a una cápsula de evaporación. Séquese el material al horno, déjese enfriar y determínese el peso de la muestra. El peso seco de la muestra de suelo empleada se obtendrá restándole a este valor el peso seco del agente defloculante empleado.  Antes de proceder con los cálculos, las lecturas de hidrómetro deberán ser
  • 11. corregidas por menisco, por temperatura, por defloculante y punto cero.  Corrección por menisco (Cm). Los hidrómetros se calibran para leer correctamente a la altura de la superficie del líquido. La suspensión de suelo no es transparente y no es posible leer directamente a la superficie del líquido; por lo tanto, la lectura del hidrómetro se debe realizar en la parte superior del menisco. La corrección por menisco es constante para un hidrómetro dado, y se determina introduciendo el hidrómetro en agua destilada o desmineralizada y observando la altura a la cual el menisco se levanta por encima de la superficie del agua. Valores corrientes de Cm son: o Hidrómetro tipo 151 H: Cm = 0,6 x 10-3 gr/cm3 o Hidrómetro tipo 152 H: Cm = 1,0 gr/litro. o Corrección por temperatura (Ct). A cada una de las lecturas de hidrómetro se debe aplicar también un factor de corrección por temperatura, el cual debe sumarse algebraicamente a cada lectura. Este factor puede ser positivo o negativo, dependiendo de la temperatura de la suspensión en el momento de realizar cada lectura. Obténgase el valor del factor de corrección por temperatura para cada lectura de hidrómetro empleando la Tabla 2 y anótense estos valores en su planilla.  •Corrección por agente de dispersión y por desplazamiento del punto cero (Cd).  •Los granos de suelos muy finos en suspensión tienden normalmente a flocular y se adhieren de tal forma que suelen precipitarse juntos. Por lo tanto, es necesario añadir a las muestras un agente de disgregaciónpara evitar la floculación durante el ensayo. Los agentes defloculantes siguientes han sido utilizados satisfactoriamente para la mayoría de los suelos:
  • 12. Tabla 2 Valores de Ct para la corrección por temperatura de las lecturas del hidrómetro Temp. C Ct  Hidrómetro graduado en Densidad (gr/cm3 ) x 103  Concentración (gr/litro)* 10 -1,3 -2,0 11 -1,2 -1,9 12 -1,1 -1,8 13 -1,0 -1,6 14 -0,9 -1,4 15 -0,8 -1,2 16 -0,6 -1,0 17 -0,5 -0,8 18 -0,3 -0,5 19 -0,2 -0,3 20 0,0 0,0 21 0,2 0,3 22 0,4 0,6 23 0,6 0,9 24 0,8 1,3 25 1,0 1,7 26 1,3 2,0 27 1,5 2,4 28 1,8 2,9 29 2,0 3,3 30 2,3 3,7  Peso específico del sólido en suspensión: G = 2.55  Para hidrómetro tipo 1 52-H busque Ct en la columna de la derecha (gr/litro). Para hidrómetro tipo 1 51-H busque Ct en la columna de la izquierda {(gr / cm) x 103}  Los valores tabulados fueron calculados por la expresión:  T = Temperatura de la suspensión en OC w20 = Peso unitario del agua a 20 °C wt = Peso unitario del agua a T °C = Coeficiente de dilatación volumétrica del hidrómetro ( = 2,5 x 10 -5 /°C)
  • 13.  Agente defloculante  Fórmula  Hexametafosfat o de sodio  NaPO3 ó (NaP03)6 La adición de un agente defloculante produce aumento en la densidad del líquido y obliga a realizar una corrección a la lectura del hidrómetro observado. Así mismo, como la escala de cada hidrómetro ha sido graduada para registrar una lectura cero o lectura inicial a una temperatura base, que generalmente es 20 °C (68 °F), existirá un desplazamiento del punto cero, y las lecturas de hidrómetro observadas también deberán corregirse por este factor. La corrección por defloculante se determina generalmente en conjunto con la corrección por punto cero; por ello se les denomina "corrección por defloculante y punto cero". El procedimiento para determinar la corrección por defloculante y punto cero consistirá en los pasos siguientes: Se selecciona un cilindro graduado de 1000 ml de capacidad y se llena con agua destilada o desmineralizada con una cantidad de defloculante igual a la que se empleará en el ensayo. Si en el ensayo no se va a utilizar defloculante, llénese el cilindro sólo con agua destilada o desmineralizada. En este caso la corrección será solamente por punto cero. Realícese, en la parte superior del menisco, la lectura del hidrómetro e introdúzcase a continuación un termómetro para medir la temperatura de la solución. Calcúlese la corrección por defloculante y punto cero (Cd) mediante la fórmula: Cd = ’ + Cm ± Ct Donde: ’ = Lectura del hidrómetro, en agua con defloculante únicamente Cm = Corrección por menisco Ct = Corrección por temperatura, sumada algebraicamente. CALCULOS Lectura de hidrómetro corregida. Calcúlense las lecturas de hidrómetro corregidas por menisco (R)
  • 14. sumándole a cada lectura de hidrómetro no corregida (R’), la corrección por menisco Cm, o sea: R = R’ + Cm Anótense en la planilla los valores de R obtenidos. Cálculo del diámetro de las partículas (D). Determínese el diámetro de las partículas correspondientes a cada lectura de hidrómetro empleando el nomograma de la Figura 6. En este nomograma, la escala (R) correspondiente a las profundidades efectivas (L) (véase Tabla 1), se elaborará empleando la curva de calibración correspondiente al hidrómetro que se va a emplear en el ensayo (Figura 5). La secuencia de los pasos a seguir para calcular el diámetro de las partículas (ID) mediante el nomograma de la Figura 6, se indica esquemáticamente en la parte inferior derecha de dicha figura. El diámetro de las partículas de suelo en suspensión en el momento de realizar cada lectura de hidrómetro se puede calcular también con la fórmula siguiente: Donde: L = Profundidad efectiva en cm t = Tiempo transcurrido en min. D(mm) = K L t 30* µ Donde : K = g τs − τw
  • 15. g = Aceleración gravitacional = 980.7 cm/s2 µ = Coeficiente de viscosidad del agua en Poises s = Peso unitario de los sólidos del suelo en gr/cm3 w = Peso unitario del agua destilada, a la temperatura T, en gr/cm3 . Los valores de K están tabulados en la Tabla 3, en función del peso específico y la temperatura. Cálculo del porcentaje más fino. Para calcular el porcentaje de partículas de diámetro más fino que el correspondiente a una lectura de hidrómetro dada, utilice las fórmulas siguientes: Para hidrómetros 151 H Para hidrómetros 152 H Donde: Gs = Peso especifico de los sólidos (modo operativo MTC E 205) Wo = Peso de la muestra de suelo secado al horno que se empleó para el análisis del hidrómetro. (R - Cd + Ct) = Lectura de hidrómetro corregida por menisco menos corrección por defloculante y punto cero, más (sumada algebraicamente) corrección por temperatura. a = Factor de corrección por peso específico Anótense todos los valores obtenidos en su planilla. El factor Ct puede ser positivo o negativo dependiendo de la temperatura de la suspensión en el momento de realizar la lectura. Úsese la fórmula (R - Cd + Ct) dependiendo si Ct es positivo o negativo
  • 16. OBSERVACIONES Los siguientes errores posibles causarían determinaciones imprecisas en un análisis granulométrico por hidrómetro. Suelo secado al horno antes del ensayo. Excepto para el caso de suelos inorgánicos de resistencia seca baja, el secado al horno puede causar cambios permanentes en el tamaño de las partículas. Agente dispersante no satisfactorio o en cantidad insuficiente. Siempre y cuando se vayan a ensayar suelos nuevos o no usuales, es necesario realizar tanteos para Tabla 3 Valores de K para el cálculo del diámetro de partículas en el análisis hidrométrico Determinar el tipo y la cantidad de compuesto químico que producirá la dispersión y de floculación más efectivas. Dispersión incompleta del suelo en la suspensión. Agitación insuficiente de la suspensión en el cilindro al comienzo del ensayo. Demasiado suelo en suspensión. Los resultados del análisis hidrométrico serán afectados si el tamaño de la muestra excede las cantidades recomendadas. Los valores tabulados fueron calculados por la expresión: µ = viscosidad dinámica del agua en Poises. G = peso específico de las partículas de suelo yw = peso unitario del agua (gr/cm3)
  • 17. Tabla 4 Valores del coeficiente de corrección para los pesos específicos de las partículas del suelo Peso especifico coeficiente “a” Peso especifico coeficiente “a” Peso especifico coeficiente “a” 2.45º 1.05 2.60 1.01 2.75 0.98 2.50 1.03 2.65 1.00 2.80 0.97 2.55 1.02 2.70 0.99 2.85 0.96 Perturbación de la suspensión cuando se introduce o se remueve el hidrómetro. Tal perturbación es muy corriente que ocurra cuando el hidrómetro se extrae rápido después de una lectura. El hidrómetro no está suficientemente limpio. La presencia de polvo o grasa en el vástago del Hidrómetro puede impedir el desarrollo de un menisco uniforme. Calentamiento no uniforme de la suspensión. Variación excesiva de la temperatura de la suspensión durante el ensayo. Pérdida de material después del ensayo. Si el peso del suelo secado al horno se obtiene después del ensayo, toda la suspensión debe ser lavada cuidadosamente del cilindro.
  • 18. MECÁNICA DE SUELOS I ANALISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMENTACION SOLICITADO PROYECTO PROCEDENCIA POZO MUESTRA Prof.(m) Tiempo (min) °C R Mm Ct R' P(%) F P'(%) Diametro Equiv. Kl Kj Kn Diametro Corr(mm) mat. Sedim. 0.25 0.5 1 2 5 10 15 30 60 240 (4h) 1440 (24) Hora de inicio : Peso especifico relativo de solidos (Ss) : Peso Suelo Seco (gr) : % que pasa la malla 200 : % que pasa la malla N°10: Lectura Hidrómetro en agua : Coeficiente a : Lectura Hidrometro en agua + defloculante
  • 19. MECÁNICA DE SUELOS I CONCLUSIONES  Las arcillas son agregados de partículas pequeñísimas derivadas de la descomposición química de las rocas, son plásticas y el tamaño de sus partículas es menor a 0.005mm.  Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del líquido. Al formarse el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura sumando la altura del menisco.  El ensayo de Hidrómetro se basa en la sedimentación de un material en suspensión en un líquido; sirve para la determinación de la variación de la densidad de la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de caída del gramo de tamaño más grande correspondiente a la densidad media.  El método del hidrómetro nos permite obtener el diámetro promedio de los gránulos finos de un material como el arcilloso en el que su curva de distribución es consecuente a su porcentaje de finidez.  El método del hidrómetro nos permite determinar en un material fino el coeficiente de uniformidad que no son posibles hallar mediante el método mecánico.
  • 20. MECÁNICA DE SUELOS I RECOMENDACIONES  Para evitar la segregación en la mezclas se debe realizar un adecuado diseño de mezclas.  Se recomienda que los procesos de mezclado, transporte, colocación y vibrado del concreto se reducirá la segregación de la mezcla de concreto, se desarrollen correctamente.
  • 21. MECÁNICA DE SUELOS I BIBLIOGRAFÍA LIBROS Y FOLLETOS:  TERZAGHI & PECK. “Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica”.Ed. “El Ateneo”. Bs.As. Segunda Edición 1978.  Guías de laboratorio  Normas ASTM D422-63 PAGINAS WEB:  http://www.slideshare.net  http://apuntesingenierocivil.blogspot.pe/2011/03/i-ensayo-del-hidrometro- determinacion.html