Granulometria por Sedimentación

Expositor: Antioco Quiñones Villanueva
atqv65@yahoo.es
aquinones@uni.edu.pe
aquinonesv@hotmail.com
TALLER BÁSICO DE
MECÁNICA DE SUELOS
Análisis Granulométrico por Sedimentación
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos

Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
Laboratorio de Mecánica de Suelos GRANULOMETRIA POR SEDIMENTACION
Análisis Granulométrico Por Sedimentación
ASTM D422
El análisis hidrométrico se usa para obtener un
estimado de la distribución e basa en la ley de
Stokes. Se asume que la ley de Stokes puede ser
aplicada a una masa de suelo dispersado, con
partículas de varias formas y tamaños.
El hidrómetro se usa para determinar el
porcentaje de partículas de suelos dispersados,
que permanecen en suspensión en un
determinado tiempo.

Laboratorio de Mecánica de Suelos GRANULOMETRIA POR SEDIMENTACION
METODOS DE ENSAYOS:
METODO A:
Se usa si más del 80% del material pasa por la
malla Nº 200. Este método se explicará en detalle
y más adelante se hará alguna explicación del
otro método.
METODO B:
Si menos del 80% de material es retenido por la
malla Nº 200 y/o se encuentre material superior
en tamaño a la malla Nº 10.

Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO
• Tamices Nº 10 y Nº 200.
• Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo.
• Aparato agitador.
• Hidrómetro 152H.
• Cilindro de Sedimentación de 1000 cm3.
• Agente dispersivo (hexametafosfato sodio, NaPO3).
• Termómetro.
• Muestra representativa del suelo.

Balanza digital
Tamiz Nº 10
Cilindro de
Sedimentación
de 1000 cm3.

Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
Agente dispersivo
Aparato agitador.

Hidrómetro 152H y
termómetro
Frasco volumétrico
para preparar la
mezcla.

Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
FASES DEL ENSAYO:
1. Preparar la muestra.
2. Preparar solución agua mas defloculante.
3. Mezclar solución con la muestra. Dejar reposar.
4. Batir la mezcla. Colocar en el cilindro de sedimentación.
5. Colocar el hidrómetro e iniciar la toma de datos.
6. Calcular Gs de la muestra.
7. Realizar la lectura hidrómetro en agua + defloculante.
8. Realizar la lectura hidrómetro en agua.
9. Correcciones y cálculos.

Laboratorio de Mecánica de Suelos 1. Preparación de la Muestra
• Secar la
muestra en el
horno.
• Tamizar por la
malla Nº 10.
• Se toma 50 gr
de muestra.
Cernido por la malla
Nº 10

Laboratorio de Mecánica de Suelos 2. Preparación de la Solución
• Pesar 5.0 gr de
defloculante.
• Medir 125 ml de
agua destilada.
• Mezclar ambos
componentes.
Componentes de la solución.
Agitado de la solución.

Laboratorio de Mecánica de Suelos 3. Mezcla de solución con la muestra
• Mezclar la solución con
la muestra.
• Se deja reposar para el
defloculante penetre en
la muestra.
• En arenas reposa de 2 a
4 horas. En arcillas
reposa 24 horas.
Dejar reposar la mezcla.

Laboratorio de Mecánica de Suelos 4. Batir la mezcla.
• Luego de reposar, se coloca la mezcla
en el cilindro de la batidora.
• Añadir 125 ml de agua destilada.
• Batir la mezcla. Para arenas durante 3 a
4 minutos. Para arcillas, durante 15
minutos.
Se coloca la mezcla en el
cilindro de la batidora.
Batir la mezcla.

Laboratorio de Mecánica de Suelos 5. Colocar el hidrómetro.
• Se vierte la mezcla en el
cilindro de
sedimentación.
• Se añade agua destilada
hasta completar los
1000 ml.
• Se agita el cilindro con
la mano por un minuto.
Se debe hacer 90 ciclos
en ese tiempo.
• Se coloca el hidrómetro
y inicia la toma de
datos.
• En cada lectura se lee la
temperatura.
Se añade agua hasta
completar los 1000 ml.

Se coloca el hidrómetro.
Se agita el cilindro de
sedimentación.

Detalle: hidrómetro y
termómetro
Detalle: Separación de
partículas durante el
ensayo.

Laboratorio de Mecánica de Suelos 6. Calcular Gs.
Hallar Gs.
• Hacer el ensayo del peso especifico relativo de
sólidos (Gs) con el material que pasa por la malla
Nº 10.

Laboratorio de Mecánica de Suelos 7 y 8. Realizar lecturas
• También se
requieren como
datos la lectura del
hidrómetro con:
a) Sólo con agua.
b) Con agua y con
defloculante.

Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENEN

Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENEN
Hora de Inicio : Peso especifico relativo de sólidos (Ss) :
Peso Suelo Seco (gr) : % que pasa la malla N°200 :
% que pasa la malla N°10 : Lectura Hidrómetro en agua (Cm) : 0.5
Coeficiente "a" : Lectura Hidrómetro en agua + defloculante (Cd) : 5.0
13:03:00 p.m. 2.746
25.00
25.00
60.00
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
Constante
K
L
(cm)
L/tiempo
(cm/min)
Diámetro
(mm)
30.00 25.30 32.80
25.00
10.00
15.00
R
39.30
36.40
25.00
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00
52.00
43.60
29.00
22.2026.50
25.00 14.50
50.0
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)

Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULO COLUMNA 3
CORRECCION POR TEMPERATURA (Ct):
(Temp °C) Ct (Temp °C) Ct
15 -1.1 23 0.70
16 -0.9 24 1.00
17 -0.7 25 1.30
18 -0.5 26 1.65
19 -0.3 27 2.00
20 0.00 28 2.50
21 0.20 29 3.05
22 0.40 30 3.80
Se debe corregir por temperatura con la siguiente
Tabla. Note que en 20 ºC, la corrección es cero.

Ahora se presenta la columna Nº 3, ya llenada.
(1) (2) (3) (4)
25.00
25.00
60.00
1.00
5.00
25.30
Ct Rd
240.00
1440.00
30.00 25.30 32.80
25.00
10.00
15.00
1.300
1.300
1.405
39.30
36.40
25.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
43.601.300
29.00
22.20
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00 14.50

Lectura del hidrómetro corregido (Rc):
Rc = Rd – Cd + Ct
Donde:
Rc = Lectura del hidrómetro corregido.
Rd = Lectura del hidrómetro
Cd = Lectura del hidrómetro en agua mas defloculante.
Ct = Corrección por temperatura

14.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
29.00
22.20 19.0250
10.8000
43.60
48.300025.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
1.300
1.300
1.405
39.9000
39.30
36.40
30.00 25.30 32.80
25.00
10.00
15.00
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000
(1) (2) (3) (4) (5)

Cálculo del Porcentaje más fino, P(%):
Donde:
Rc = Lectura del hidrómetro corregido.
a = Corrección por gravedad especifica.
Ws = Peso seco de la muestra.
Gs = Peso especifico de sólidos.
Ws
aRc
P
100**
(%) =
65.2)1(
)65.1(
−
=
Gs
Gs
a

a = 0.9793
37.261
21.15214.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
29.00
22.20 19.0250
49.756
10.8000
64.043
43.60
48.300025.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
1.300
1.300
1.405
94.596
89.308
39.9000 78.144
39.30
36.40
30.00 25.30
69.723
32.80 57.198
25.00
10.00
15.00
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000
(1) (2) (3) (4) (5) (6)

Lectura del hidrómetro corregido sólo por menisco (R) :
Donde:
R = Lectura del hidrómetro corregido por menisco.
Rd = Lectura del hidrómetro.
Cm= Lectura del hidrómetro en agua.
R = Rd + Cm

37.261
21.15214.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
29.00
22.20
33.30
19.0250
49.756
10.8000
29.50
64.043 36.90
43.60
48.3000 52.50
44.10
25.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
R
1.300
1.300
1.405
94.596
89.308
39.9000 78.144
39.30
36.40
30.00 25.30
69.723 39.80
32.80 57.198
25.00
10.00
15.00
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000
49.80
22.70
15.00
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

Cálculo de longitud de hidrómetro (L) :
En función del valor de R, se puede calcular el valor de L (cm)
con la siguiente Tabla:
R L (cm) R L (cm) R L (cm)
0 16.3 21 12.9 42 9.4
1 16.1 22 12.7 43 9.2
2 16.0 23 12.5 44 9.1
3 15.8 24 12.4 45 8.9
4 15.6 25 12.2 46 8.8
5 15.5 26 12.0 47 8.6
6 15.3 27 11.9 48 8.4
7 15.2 28 11.7 49 8.3
8 15.0 29 11.5 50 8.1
9 14.8 30 11.4 51 7.9
10 14.7 31 11.2 52 7.8
11 14.5 32 11.1 53 7.6
12 14.3 33 10.9 54 7.4
13 14.2 34 10.7 55 7.3
14 14.0 35 10.5 56 7.1
15 13.8 36 10.4 57 7.0
16 13.7 37 10.2 58 6.8
17 13.5 38 10.1 59 6.6
18 13.3 39 9.9 60 6.5
19 13.2 40 9.7
20 13.0 41 9.6

Ahora se presenta la columna 8 ya llenada:
37.261
21.15214.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
29.00
22.20
33.30
12.56019.0250
49.756
10.8000
10.220
29.50
64.043 36.90
7.700
43.60
48.3000 52.50
44.10 9.080
25.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
R
1.300
1.300
1.405
94.596
89.308
39.9000 78.144
39.30
36.40
30.00 25.30
69.723
10.840
39.80
32.80 57.198
25.00
10.00
15.00
L
(cm)
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
8.140
11.450
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000
49.80
22.70
15.00 13.800
9.740
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

Cálculo del valor L/t:
La columna 9 es la división de la Columna 8 / Columna 1:
37.261
21.15214.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
29.00
22.20
33.30
12.56019.0250
49.756
10.8000
0.0523
0.0096
10.220 0.6813
29.50
64.043 36.90
7.700
4.0700
7.7000
0.3613
0.1908
43.60 1.8160
48.3000 52.50
44.10 9.080
25.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
R
1.300
1.300
1.405
94.596
89.308
39.9000 78.144
39.30
36.40
30.00 25.30
69.723
10.840
39.80
32.80 57.198
25.00
10.00
15.00
L
(cm)
L/tiempo
(cm/min)
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
8.140
11.450
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000 0.9740
49.80
22.70
15.00 13.800
9.740
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

El valor de K puede hallarse de la siguiente Tabla, en
función de la temperatura y el peso especifico de
sólidos.
Temperatura
T (ºC) 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 2.75 2.80 2.85
16 0.0151 0.0148 0.0146 0.0144 0.0141 0.0139 0.0137 0.0136
17 0.0149 0.0146 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134
18 0.0148 0.0144 0.0142 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132
19 0.0145 0.0143 0.0140 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132 0.0131
20 0.0143 0.0141 0.0139 0.0137 0.0134 0.0133 0.0131 0.0129
21 0.0141 0.0139 0.0137 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127
22 0.0140 0.0137 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0128 0.0126
23 0.0138 0.0136 0.0134 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0124
24 0.0137 0.0134 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0125 0.0123
25 0.0135 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0123 0.0122
26 0.0133 0.0131 0.0129 0.0127 0.0125 0.0124 0.0122 0.0120
27 0.0132 0.0130 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0120 0.0119
28 0.0130 0.0128 0.0126 0.0126 0.0123 0.0121 0.0119 0.0117
29 0.0129 0.0127 0.0125 0.0123 0.0121 0.0120 0.0118 0.0116
30 0.0128 0.0126 0.0124 0.0122 0.0120 0.0118 0.0117 0.0115
Gravedad Especifica de Sólidos

37.261
21.152
0.012312
14.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
29.00
22.20
33.30
12.56019.0250
49.756
10.8000 0.012516
0.0523
0.0096
10.220 0.6813
29.50
64.043 36.90
7.700 0.012516
4.0700
7.7000
0.012516
0.3613
0.1908
0.012516
43.60 1.8160
48.3000 52.50
44.10 0.0125169.080
25.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
R
1.300
1.300
1.405
94.596
89.308
39.9000 78.144
39.30
36.40
30.00 25.30
69.723
10.840
39.80
32.80 57.198
25.00
10.00
15.00
Constante
K
L
(cm)
L/tiempo
(cm/min)
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
8.140
11.450
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000 0.012516
0.012484
0.012484
0.9740
49.80
22.70
15.00 13.800
9.740
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)

Ahora ya podemos encontrar el diámetro equivalente:
t
L
KD =
En nuestra Tabla, es el producto de la columna 10 por
la raíz cuadrada de la columna 9.

37.261
21.152
0.012312
14.50
1.405
1.825
1.300
26.50
25.00
1.300
0.0124
29.00
22.20
33.30
12.56019.0250
49.756
10.8000 0.012516
0.0523
0.0096
10.220 0.6813
29.50
64.043 36.90
7.700 0.012516
4.0700
7.7000
0.012516
0.3613
0.1908
0.0028
0.0012
0.012516
43.60 1.8160
48.3000
0.0253
0.0169
0.034752.50
44.10 0.0125169.080
25.00 1.300
49.30
Tiempo
ºC
(min)
2.00 25.00 1.300
52.00
R
1.300
1.300
1.405
94.596
89.308
39.9000 78.144
39.30
36.40
30.00 25.30
69.723
10.840
39.80
32.80 57.198
25.00
10.00
15.00
Constante
K
L
(cm)
L/tiempo
(cm/min)
Diámetro
(mm)
P(%)
1.00
5.00
25.30
Ct Rd Rc
240.00
1440.00
25.00
25.00
60.00
8.140
11.450
45.6000
25.4050
29.2050
32.7000
35.6000 0.012516
0.012484
0.0103
0.0055
0.0075
0.012484
0.9740
49.80
22.70
15.00 13.800
9.740
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)

Laboratorio de Mecánica de Suelos GRAFICO P(%) vs D (mm)
Con la columna 6 y la columna 11 se puede preparar una
gráfica de P(%) vs. Diámetro (mm), el cual vendría a ser
la curva granulométrica del material que pasa por la
malla Nº 200.
Curva Granulometrica
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
0.00100.01000.10001.0000
Diámetro (mm)
Porcentajequepasa(%)

Granulometria por Sedimentación

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a Granulometria por Sedimentación

Más de Alexander Ticona

Último

Granulometria por Sedimentación