análisis granulométrico por hidrometría nch 3236/2010

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1 Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil Laboratorio de Geomateriales. Concepción, Miercoles 6 de noviembre de 2013. INFORME 2 MECÁNICA DE SUELOS EXPERIMENTAL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR HIDROMETRÍA Alumnos: Cesar Cerda y Matías Cuitiño. Profesor: Mauro Poblete F. Introducción. En el presente informe se mostrarán los procedimientos y resultados para la determinación granulométrica de suelos. El ensayo estará enfocado en la clasificación de un suelo mediante la practica del hidrómetro (ASTM D422), que en simples palabras nos ayudará a medir la suspensión de partículas muy finas por el proceso sedimentación (rango de partículas 2 – 60 ) en un medio (Agua), sabiendo que teniendo la masa seca de los finos ensayados es posible establecer su granulometría en forma al diámetro equivalente (Ley Stoke). El método fue propuesto independientemente por Goldschmidt (1926) en Noruega y por Bouyoucos (1927) en los Estados Unidos. Para efectos de la mejor realización de este ensayo nos basaremos en los procedimientos y cálculos que indica la Norma Chilena NCh 3236 – 2010. El ensayo lo dividiremos en 2 pruebas, la primera utilizaremos un suelo de procedencia de la Parcela Cabrera camino 18, muestra 2, Cabrero Región del Bío- Bío, donde pondremos en practica la teoría y aprenderemos como realizar el procedimiento por nuestra propia cuenta, determinando puntos críticos dentro de la toma de mediciones para no cometer errores en la segunda prueba que será la definitiva. La segunda prueba corresponde a 3 muestras extraídas en la Ruta Inter portuaria, ubicada en la Región del Bío-Bío. Prueba 1 Se ensayará una porción de suelo seca que proviene de un bloque de suelo, recibido en el laboratorio “Muestra 2, camino 18 parcela Cabrera”. Se cuenta con la información que el suelo tiene una gravedad especifica Gs = 2,674 [-] Exclusivamente para esta fase se realizará el proceso completo, eso quiere decir que se obtendrá la granulometría completa por el ensayo que permite determinar cuantitativamente la distribución de tamaños de partículas de suelo. La distribución de tamaños de partículas más grandes de 75 (ASTM N° 200) se determina por tamizado, mientras que la distribución de tamaños de partículas menor a 75 , está determinada por un proceso de sedimentación, utilizando un hidrómetro 152 que entregará mediciones en g/litro de la gravedad especifica en suspensión o gramos por litro de suspensión (NCh 3236). Procedimientos. a) Se recibe una porción de suelo de 286,7 g de la cual tendremos que realizar los ensayos de tamizado e hidrometría, es por eso que se decide dividir esta porción en 2 partes iguales. Es importante que para el ensayo de hidrometría aseguremos una masa de 100g que pase por el tamiz Nº10. (NCh 3236) b) Para la granulometría por tamizado, se lavara la porción de suelo separada para este fin (Punto a) para poder extraer todo el contenido de finos. (Utilizar malla ASTM 200) Se lleva al horno ASTM para evacuar toda el agua o humedad que puedan quedar entre partículas, este proceso se realiza a 60°C por 24 horas para evitar que la humedad natural que se encuentran dentro de las partículas se pierda (F. Villalobos). c) Se utilizaron tamices de malla Nº 8, 16, 20, 38, 40, 60 y 200. Dispuestos verticalmente unos sobre otro en un orden de arriba hacia a bajo de mayor a menor diámetro. La norma NCh 3236 establece en el punto 3.9 de su Apartado una distribución uniforme de tamices, pero esta no se toma en consideración debido al reducido tamaño del agitador mecánico y la gran demanda que existe en el laboratorio por la utilización de estos equipos. d) Una vez que se introduce el suelo dentro de los tamices, estos se llevan a un agitador operado mecánicamente, permitiendo un movimiento sobre el eje vertical a una velocidad no menor que 10.000 rpm sin carga, por un lapsus de tiempo no inferior a 10 minutos (NCh 3236).

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Page 1: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

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     Facultad  de  Ingeniería                                                          

     Departamento  de  Ingeniería  Civil        Laboratorio  de  Geomateriales.        Concepción,  Miercoles  6  de  noviembre  de  2013.  

   

I  N  F  O  R  M  E      2  MECÁNICA  DE  SUELOS  EXPERIMENTAL  

 ANÁLISIS  GRANULOMÉTRICO  POR  HIDROMETRÍA  

 Alumnos:  Cesar  Cerda  y  Matías  Cuitiño.  

 

Profesor:  Mauro  Poblete  F.      

Introducción.    

En  el  presente  informe  se  mostrarán  los  procedimientos  y  

resultados   para   la   determinación   granulométrica   de  

suelos.  El  ensayo  estará  enfocado  en  la  clasificación  de  un  

suelo  mediante   la  practica  del  hidrómetro  (ASTM  D422),  

que   en   simples   palabras   nos   ayudará   a   medir   la  

suspensión   de   partículas   muy   finas   por   el   proceso  

sedimentación   (rango   de   partículas   2   –   60  𝜇𝑚  )   en   un  

medio  (Agua),  sabiendo  que  teniendo  la  masa  seca  de  los  

finos  ensayados  es  posible  establecer  su  granulometría  en  

forma  al  diámetro  equivalente  (Ley  Stoke).  El  método  fue  

propuesto   independientemente   por   Goldschmidt   (1926)  

en   Noruega   y   por   Bouyoucos   (1927)   en   los   Estados  

Unidos.  

 

Para   efectos   de   la   mejor   realización   de   este   ensayo   nos  

basaremos  en  los  procedimientos  y  cálculos  que  indica  la  

Norma  Chilena  NCh  3236  –  2010.  

 

El   ensayo   lo   dividiremos   en   2   pruebas,   la   primera  

utilizaremos   un   suelo   de   procedencia   de   la   Parcela  

Cabrera     camino  18,  muestra   2,   Cabrero  Región  del   Bío-­‐

Bío,     donde   pondremos   en   practica   la   teoría   y  

aprenderemos   como   realizar   el   procedimiento   por  

nuestra   propia   cuenta,   determinando   puntos   críticos  

dentro  de  la  toma  de  mediciones  para  no    cometer  errores  

en   la   segunda   prueba   que   será   la   definitiva.   La   segunda  

prueba   corresponde   a   3   muestras   extraídas   en   la   Ruta  

Inter  portuaria,  ubicada  en  la  Región  del  Bío-­‐Bío.  

 

Prueba  1    

Se  ensayará  una  porción  de  suelo  seca  que  proviene  de  un  

bloque   de   suelo,   recibido   en   el   laboratorio   “Muestra   2,  

camino  18  parcela  Cabrera”.  Se  cuenta  con  la  información  

que  el  suelo  tiene  una  gravedad  especifica  Gs  =  2,674  [-­‐]  

 

Exclusivamente   para   esta   fase   se   realizará   el   proceso  

completo,   eso   quiere   decir   que   se   obtendrá   la  

granulometría   completa   por   el   ensayo   que   permite  

determinar  cuantitativamente  la  distribución  de  tamaños  

de   partículas   de   suelo.   La   distribución   de   tamaños   de  

partículas   más   grandes   de   75  𝜇𝑚  (ASTM   N°   200)   se  

determina  por   tamizado,  mientras  que   la  distribución  de  

tamaños  de  partículas  menor  a  75  𝜇𝑚,   está  determinada  

por   un   proceso   de   sedimentación,   utilizando   un  

hidrómetro   152  que   entregará  mediciones   en     g/litro  de  

la   gravedad   especifica   en   suspensión   o   gramos   por   litro  

de  suspensión  (NCh  3236).  

 

Procedimientos.    

a) Se  recibe  una  porción  de  suelo  de  286,7  g  de  la  cual  

tendremos   que   realizar   los   ensayos   de   tamizado   e  

hidrometría,   es   por   eso   que   se   decide   dividir   esta  

porción  en  2  partes  iguales.  Es  importante  que  para  

el   ensayo  de  hidrometría   aseguremos  una  masa  de  

100g  que  pase  por  el  tamiz  Nº10.  (NCh  3236)  

 

b) Para   la   granulometría   por   tamizado,   se   lavara   la  

porción   de   suelo   separada   para   este   fin   (Punto   a)  

para   poder   extraer   todo   el   contenido   de   finos.  

(Utilizar  malla  ASTM  200)  

 

Se  lleva  al  horno  ASTM  para  evacuar  toda  el  agua  o  

humedad  que  puedan  quedar  entre  partículas,  este  

proceso  se  realiza  a  60°C  por  24  horas  para  evitar  

que  la  humedad  natural  que  se  encuentran  dentro  

de  las  partículas  se  pierda  (F.  Villalobos).  

 

c) Se  utilizaron   tamices  de  malla  Nº  8,   16,   20,   38,   40,  

60  y  200.  Dispuestos  verticalmente  unos  sobre  otro  

en   un   orden   de   arriba   hacia   a   bajo   de   mayor   a  

menor  diámetro.  La  norma  NCh  3236  establece  en  el  

punto  3.9  de  su  Apartado  una  distribución  uniforme  

de   tamices,   pero   esta   no   se   toma   en   consideración  

debido  al  reducido  tamaño  del  agitador  mecánico  y  

la  gran  demanda  que  existe  en  el   laboratorio  por  la  

utilización  de  estos  equipos.  

 

d) Una   vez   que   se   introduce   el   suelo   dentro   de   los  

tamices,   estos   se   llevan   a   un   agitador   operado  

mecánicamente,   permitiendo   un  movimiento   sobre  

el  eje  vertical  a  una  velocidad  no  menor  que  10.000  

rpm  sin  carga,  por  un  lapsus  de  tiempo  no  inferior  a  

10  minutos  (NCh  3236).  

 

Page 2: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

2

e) Una   vez   realizado   el   proceso   de   agitación,   con   la  

ayuda  de  una  balanza  (ASTM  N°  4)  con  sensibilidad  

de  0,01  g  se  realiza  la  medición  de  las  porciones  de  

suelo   retenidas   en   cada  una  de   las   y  mallas  más   el  

fondo.  

 

A   continuación   se   muestra   en   la   tabla   1   los   datos  

obtenidos  de  este  proceso.  

 

Tabla  1:  Datos  granulometría  por  tamizado.  

 

 

En   la   figura  1  se  puede  apreciar   la  curva  granulométrica  

obtenida   con   los   datos   de   la   tabla   1,   en   la   cual   solo   se  

podrá  ver  el  grafico  con  la  parte  mas  gruesa  (Sobre  ASTM  

200).    

 

Uno  de  los  objetivos  de  esta  primera  parte  del  trabajo  es  

poder   conectar   las   2   curvas   granulométricas   de   los   2  

ensayos  (por  tamizado  y  utilizando  hidrómetro).    

 

 

Figura  1:  Curva  Granulométrica  

 

 Hidrometría.  

 Se   procede   a   realizar   el   ensayo   con   la   otra   mitad   de   la  

muestra,   la   cual   para   poder   ejecutar   el   ensayo   es  

necesario  seguir  los  siguientes  puntos:  

 

1. La   muestra   no   debe   contener   partículas   con   un  

diámetro  mayor  a  2  mm,  es  por  ello  que  el  material  

se  pasó  por  la  malla  n°10  

2. Se  tomaron  100  gr  del  material  (que  pasaron  por  la  

malla)  para  ser  mezclado  con    una  solución  de  sodio  

Hexametalfosfato  en  agua  destilada.  La  idea  de  este  

químico   es   revertir   o   hidrolizar   a   la   forma   de  

ortofosfato   con   la   consiguiente   disminución   de   la  

acción  de  dispersión.    

 

La  solución  se  hace  con  250  ml  de  agua  destilada  y  

40  gr  del  químico.  Ya  disuelto  se  cubre  la  muestra  de  

100  gr  con  125  ml  del  hexametalfosfato  diluido.  

 

Nota:  La  solución  química  debe  ser  bien  diluida  

en   agua   destilada,   de   manera   que   no   quede  

partícula  alguna  flotando  o  en  el  fondo  del  baso  

precipitado.  

 

La  mezcla   se   deja   reposando     por   lo  menos   16  

horas  para  que  el  químico  cumpla  su  función  

 

 

 

 

                                 Foto  A  

 

 

                                                                                                           Foto  B    

 

3. Cuando  el    material  ya  

está   hidrolizado,   se  

dispersó   en   un  

agitador   metálico  

(Foto   C)   durante   un  

minuto   y   luego   se  

transfirió  al  cilindro  de  

sedimentación   sin  

dejar   partícula   alguna  

en   la   mezcladora.   Las  

partículas   se  

transfirieron   con   agua  

destilada.  

 

 

 

                                                                                                                   Foto  C  

 

4. Inmediatamente   se   llenó   el   cilindro   con   agua  

destilada  hasta  los  1000  ml  

 

5. Para  la  ejecución  el  ensayo,  la  solución  debe  estar  a  

temperatura    constante  de  20°C,  para  ello  el  cilindro  

estuvo  en    un  ambiente  controlado  tal  como  se  en  la  

imagen  N°1,  esto  es  conocido  como  el  baño  de  agua  

en   que   se   controla   la   temperatura   mediante   un  

medidor.  

 

6. Con   la   temperatura  

deseada,   se   coloca   un  

tapón   o   papel   aluza,  

invertir  el  cilindro  y  luego  

dejar   en   su   posición  

original,   esto   repetirlo  60  

veces.  Lo  ideal  es  que  esto  

se   realice   en   1  minuto     a  

una   frecuencia   el   que   el  

material   se   disgregue  

completamente  

                                                                                                       Foto  D  

Tamiz d'(mm)Peso'

retenido'gr

Retenido'

parcial'%

Retenido'

acumulado'

%

%'que'pasa

1/4in 6,30 @ @ @ 100,00

4 4,75 @ @ @ 100,00

8 2,36 20,70 15,52 15,57 84,43

16 1,18 25,08 18,80 34,37 65,63

20 0,85 10,48 7,86 42,23 57,77

30 0,60 12,42 9,31 51,54 48,46

40 0,45 13,86 10,39 61,93 38,07

60 0,25 24,13 18,09 80,02 19,98

200 0,08 26,15 19,60 99,62 0,38

Fondo 0,50 0,37 100,00 0,00

20,00$

30,00$

40,00$

50,00$

60,00$

70,00$

80,00$

90,00$

100,00$

110,00$

0,07$ 0,70$ 7,00$

%"que"pasa"en"m

asa"

Diámetro"par1cula"d,"mm"

Granulometría"

Page 3: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

3

7. Después  se  procedió  a  tomar  lecturas  introduciendo  

el   hidrómetro   en   la   solución,   los   efectos   de  

sedimentación   ocurren   inmediatamente,   por   lo  

tanto   se   tomaron  datos   a   los   pocos   segundos  de   la  

agitación.   Las   lecturas   se   muestran   en   la     Tabla   2  

Siempre   las   lecturas   deben   ser   tomadas   a   una  

temperatura  de  20  ±  1°C  

   

Nota:   para   tomar   una   lectura   se   debe   introducir   el  

hidrómetro   en   el   cilindró   por   lo   menos   20   o   25  

segundos   antes   para   que   este   se   estabilice   y   la  

lectura   sea   exacta,   luego   se   tiene   quitar   el  

hidrómetro  de   la  muestra,  dejándolo  reposar  en  un  

medio   limpio,  esto  para  evitar  que   las  partículas  se  

adhieran   a   las   paredes   externas   del   hidrómetro  

pudiendo  distorsionar  futuras  mediciones.  

     Cálculos  granulométricos  para  la  hidrometría  

 Este  desarrollo  requiere  de  diferentes  variables  a  tener  en  

cuenta,   por   lo   tanto   para   que   los   resultados   tengan   una  

mayor   certeza   se   requiere   tener   en   cuenta   que   siempre  

las  mediciones  se  tomen  a  una  temperatura  de  20  ±  1°C.    

 

Porcentaje  del  suelo  en  suspensión:      Para   conocer   el   porcentaje   es   necesario   saber   el   peso  

total  de   la  muestra  (W)  que  ocupamos  en  el  hidrómetro.  

Esto   se   calcula   con   la   siguiente   ecuación   (NCh   3236,  

9.1.1):  

 

𝑊 =𝑀!

𝑃!"

∗ 100  (𝑔)  

 

Ms  :  Masa  total  de  la  muestra  para  la  hidrometría  

 

𝑃!"  :  Porcentaje  que  pasa  por  la  malla  N°10    

Con  el  peso  podemos  calcular  el  porcentaje  del  suelo  que  

queda  en  suspensión  en  el  nivel  que  el  hidrómetro  pueda  

medir  la  densidad  de  la  suspensión  (P).  Ahí  que  tener  en  

cuenta  que  hidrómetro  ocupamos,  en  este  caso  se  utilizó  

el  número  152H  (NCh  3236,  9.1.2-­‐2)  

 

𝑃 =𝑅 ∗ 𝛼

𝑊∗ 100  

 

 ∝∶   Factor   de   corrección   para   diferentes   gravedades  

específicas  de  partículas  de  suelo.  (Tabla  2  de  NCh  3236)  

 

Es  importante  destacar  que  el  factor  de  corrección  por  Gs  

sigue  una  tendencia  lineal,  es  por  eso  que  se  pueden  hacer  

aproximaciones   por   Interpolación   Lineal   para   el   calculo  

factores.  Figura  2.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura  2,  ajuste  lineal.  

 

R:  Lectura  del  hidrómetro.  

 Diámetro  de  las  partículas  en  el  suelo      Para  calcular   los  diámetros  de   las  partículas   (D)   se  debe  

tener  mayor   importancia   a   los   tiempos  en  que   se   toman  

las  lecturas  del  hidrómetro,  por  lo  tanto  la  norma  chilena  

exige   una   cantidad   mínima     de   lecturas   tomadas   por  

diferentes   intervalos   de   tiempos   ya   que   el   diámetro   es  

inversamente   proporcional   al   transcurso   del   tiempo.  

(NCh  3236  -­‐  9.2.2)  

 

𝐷 = 𝐾 ∗𝐿

𝑇  

 K   =   constante   que   depende   del   peso   específico   de           la  

partícula  y  de   la  temperatura.  Estos  valores  se  ubican  en  

la  tabla  N°  4  de  NCh  3236.  

 

A  continuación  se  muestra  una  tabla  resumen  de  

mediciones  y  cálculos.  

Tabla  2:  Resumen  de  Hidrometría  152.  

 

 

 

donde  :  

 Tabla  3:  Datos  

Gs 2,674

(Entregado0

por0

Laboratorist

a)

alfa 0,9952

masa'suelo 233,4 g

Ms 100 g

P10 75,58 g

W 132,31 g

n 0,01 poises

%'pasa 108,85 %

k 0,01365

0,92%

0,94%

0,96%

0,98%

1%

1,02%

1,04%

1,06%

2,4% 2,6% 2,8% 3%

Factor'de'correción,'FC'

Gravedad'especifica,'Gs'

Valores'de'corrección'"Alfa"'

Valores%de%

corrección%

"Alfa"%

Lineal%(Valores%

de%corrección%

"Alfa")%

Tiempo'minMedicion'

g/litro

Medicion'

corregida'

menisco'

(+1g/l)

Profundidad'

efectiva'L,'cmP"(%) D'(mm)

0,5 30,00 31,00 11,4 23,32 0,065

1,5 29,50 30,50 11,45 22,94 0,038

2,5 29,00 30,00 11,5 22,57 0,029

3,0 29,00 30,00 11,5 22,57 0,027

10,0 27,50 28,50 11,8 21,44 0,015

15,0 27,00 28,00 11,9 21,06 0,012

30,0 26,50 27,50 11,95 20,68 0,009

60,0 25,00 26,00 12,2 19,56 0,006

150,0 25,00 26,00 12,2 19,56 0,004

240,0 24,50 25,50 12,3 19,18 0,003

480,0 24,00 25,00 12,4 18,80 0,002

1407,0 24,00 25,00 12,4 18,80 0,001

Page 4: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

4

Con   los   resultados   de   la   Granulometría   por   tamizado   e  

hidrometría   podemos   generar   una   curva   granulométrica  

más  completa,  que  se  extiende  desde  los  diámetros  0,001  

mm   hasta   4,75   mm   en   donde   podremos   diferenciar   y  

concluir   los   porcentajes   de   arcillas,   limos   y   Arenas  

comprendidos   entre   0,001mm   a   0,002mm,   0,002mm   a  

0,075mm  y  0,075mm  a  4,75mm  respectivamente.  (Figura  

3)  

 

Una     vez   listo   los   ensayos   granulométricos   (tamizado   e  

hidrometría)   es   posible   realizar   una   clasificación   de  

suelos  mediante   el   sistema   unificado   de   clasificación   de  

suelos   (USCS).   Como   es   un   material   que   paso   más   del  

50%  por   la  malla  N°4  y  entre  el  12%  y  50%  de   la  malla  

N°200,   se   consideró   una   Arena   con   fino   (cantidad  

apreciable  de  finos).  Lamentablemente  no  pudimos  saber  

con   más   certeza   el   tipo   de   suelo   debido   a   que   no   se  

realizaron   los   ensayos   para   sacar   los   límites   líquidos   y  

plásticos  (LL  Y  LP).  

   

 

 Figura  3,  Unión  granulometría  tamiz  e  Hidrometría  

 

 

Respecto   a   la   Figura   3   podemos   decir   que   existe   un  

porcentaje  de  desfase  o  traslape  de  un  13  %,  esto  podría  

tener   relación   a   que   las   partículas   de   suelo   son  

generalmente   irregulares   en   su   forma.   El   análisis   por  

tamizado  da  la  dimensión  intermedia  de  una  partícula;  el  

análisis  hidrométrico  da  el  diámetro  de  una  esfera  que  se  

asentaría   a   la   misma   razón   que   la   partícula   de   suelo  

(Braja  M).  

 

 También   podremos   comentar   que   en   teoría   se   debería  

extender  la  curva  de  granulometría  por  hidrometría  hasta  

un  diámetro  de  2mm  (tamiz  10),  ya  que  la  masa  utilizada  

fue   la   que   paso   por   éste,   sin   embargo   esto   no   sucede   y  

notamos   solo   diámetros   inferiores   a   0,075mm.   Lo  

anterior   se   debe   a   que   las   partículas   de   diámetros  

superiores   a   0,075   mm   desciende   en   un   tiempo   mucho  

menor   al   tiempo   esperado   para   la   primera   lectura   (30  

segundos),   por   ende   no   se   tiene   registro   de   estas  

partículas  y  su  proceso  de  sedimentación,  una  explicación  

lógica   a   la   mayor   velocidad   de   decantación   de   éstas  

partículas   puede   ser   su   masa   y   forma,   esta   ultima  

contraria   a   la   achatada   u   ovalada,   evitando   resistencias  

del   medio   “efecto   del   descenso   de   una   pluma”  

(F.Villalobos).  

 

En  la  Figura  3  se  pueden  ver  2  líneas  verticales,  una  verde  

y  otra  purpura,  esto  nos  indicará  los  diámetros  0,002mm  

y  0,075mm  respectivamente.    

 

Los  porcentajes  de   arcilla,   limo  y   arena   están   calculados  

de  a  cuerdo  a  la  Figura  3,  y  son  expuestos  en  la  Tabla  4  

 

 Tabla  4  

 Prueba  2    En  ensayo  de  prueba  2  analizaremos  3  muestras  de  suelo  

tomadas  de  la  Ruta  Inter  portuaria,  con  fecha  25  de  Abril  

de  2013.  Sus  coordenadas  Geométricas  son  S:  36°  44,213’  

W:  73°  3,176’  A  2  m  sobre  nivel  del  mar.  Las  dimensiones  

del   lugar   de  muestreo   son   5m2   y   está   a   una   distancia   a  

carretera  vecinal  de  20m.  Es   importante   señalar  además  

que   el   suelo   tiene   un   uso   Industrial,   Residencia,  

Recreación  (Canchas,  Parques,  etc)  y  autopistas.  También  

se   observa   que   las   rocas   principales   en   el   entorno   del  

lugar   de   muestreo     son   de   tipo   Metamórfico,   Igneo   y  

Sedimentario  no  consolidado  y  consolidado.  

 

 Foto  E,  Punto  rojo  indica  extracción  de  muestras  

 

Las   3  muestras   son   nombradas   como  THL  398  A,   B   y   C,  

sustraídas   a   profundidades   de   10cm,   20cm   y   160cm  

respectivamente.   Estas   muestras   fueron   extraídas  

específicamente   en   la   Ruta   Inter   portuaria   que   une  

Concepción,  Talcahuano  y  Penco.  

 

Para   estas   pruebas,   es   solo   de   interés   el   ensayo   por  

hidrometría,  es  por  eso  que  dejamos  de  lado  el  tamizado.  

 

Se  utilizará   el  mismo  procedimiento  que   en   la  Prueba  1,  

con   la   salvedad  que  W=100  g  ya  que  esa  es   la  masa  que  

sustraemos   directamente   de   las   bolsas   portantes   de  

muestras,  previamente  tamizadas  (bajo  malla  10).  

 

 

 

 

 

 

 

15,00%

25,00%

35,00%

45,00%

55,00%

65,00%

75,00%

85,00%

95,00%

0,00% 0,01% 0,10% 1,00%

%"que"pasa"en"peso""

Diámetro"par1cula"d,"mm"

Granulométria""

Tamizado%

Hidrometría%

0,002%mm%

0,075%mm%

arcilla 0,8217 %

limo 4,94556 %

arena 61,85297 %

Page 5: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

5

Análisis  THL  398-­‐A    En   primer   lugar   tendremos   que   determinar   la   gravedad  

especifica  del   suelo,  esta  se  realizó  mediante  método  del  

picnómetro,  de  donde  se  obtienen  los  siguientes  datos.  

 

 

 Tabla  5,  Gs  para  THL  398  A  

 

Teniendo  los  cálculos  del  Gs  (Tabla  5)  podremos  obtener  

los   diámetros   (mm)   de   las   partículas   utilizando   las  

indicaciones   de   la  NCh  3236.  A   continuación   se  muestra  

en  la  Tabla  6  el  resumen  de  la  granulometría:  

 

 Tabla  6,  granulometría  THL  398  A  

 

Donde  se  utilizaron  para  el  calculo  de  D  y  P  los  siguientes  

valores  (Tabla  7):  

 

 Tabla  7,  datos  

 Con  los  datos  y  cálculos  anteriores,  se  puede  generar  una  

curva  granulométrica  para  arcilla  y  limos.  

 

 

 Figura  4,  granulometría  THL  398  A  

 

La  curva  mostrada  en  la  Figura  4,  tiene  una  tendencia  que  

se  describe  con  la  siguiente  ecuación.  

 

𝑦 = −822,66𝑥! + 103,21𝑥 + 25,308  

 

y   con   ella  podremos  obtener   los  porcentajes  de   arcilla   y  

limo  en  THL  398  A  (Tabla  8)  

   

 Tabla  8,  %  de  finos  THL  398  A  

 

Análisis  THL  398-­‐B  

 En   primer   lugar   tendremos   que   determinar   la   gravedad  

especifica  del   suelo,  esta  se  realizó  mediante  método  del  

picnómetro,  de  donde  se  obtienen  los  siguientes  datos.  

 

 Tabla  9,  Gs  para  THL  398  B  

 Teniendo  los  cálculos  del  Gs  (Tabla  9)  podremos  obtener  

los   diámetros   (mm)   de   las   partículas   utilizando   las  

indicaciones   de   la  NCh  3236.  A   continuación   se  muestra  

en  la  Tabla  10  el  resumen  de  la  granulometría:  

 

 Tabla  10,  granulometría  THL  398  B  

 

Donde  se  utilizaron  para  el  calculo  de  D  y  P  los  siguientes  

valores  (Tabla  11):  

 

 Tabla  11,  datos  

 

Con  los  datos  y  cálculos  anteriores,  se  puede  generar  una  

curva  granulométrica  para  arcilla  y  limos.  

 

 Figura  5,  granulometría  THL  398  B  

 La  curva  mostrada  en  la  Figura  5,  tiene  una  tendencia  que  

se  describe  con  la  siguiente  ecuación.  

 

𝑦 = 25,182𝑒!,!"#$!  

Picnómetro+ N° 19

Masa+Seca+(ms) gr 160,6

Masa+Picnómetro+Muestra+Agua+(Mm) gr 792,6

Temperatura+de+Ensayo+del+Contenido+(Tm) °C 16,9

Masa+Picnómetro++agua++temperatura+de+ensayo+(ma) gr 689,4

Densidad+del+agua+a+temperatura+ensayo+(ρwte) gr/cm3 0,99881764

Gravedad+Específica Gs 2,795

Tiempo'

min

Medicion'

g/litro

Medicion'

corregida'

menisco'

(+1g/l)

Profundida

d'efectiva'L,'

cm

P'(%) D'(mm)

0,5 28,50 29,50 11,6 28,63 0,0630

1,0 28,00 29,00 11,7 28,14 0,0447

2,0 27,50 28,50 11,8 27,66 0,0317

4,0 27,00 28,00 11,9 27,17 0,0225

15,0 26,50 27,50 11,95 26,69 0,0117

20,0 26,00 27,00 12 26,20 0,0101

60,0 26,00 27,00 12 26,20 0,0058

120,0 26,00 27,00 12 26,20 0,0041

180,0 25,50 26,50 12,1 25,72 0,0034

240,0 25,00 26,00 12,2 25,23 0,0029

300,0 25,00 26,00 12,2 25,23 0,0026

1392,0 25,00 26,00 12,2 25,23 0,0012

W"(g) 100

ALFA 0,9705

K 0,01307

y"="$822,66x2"+"103,21x"+"25,308"25,00%

25,50%

26,00%

26,50%

27,00%

27,50%

28,00%

28,50%

29,00%

0,001% 0,01% 0,1%

%"que"pasa"en"peso"

Diámetro"par>cula"d,"mm"

THL398/A%

0,002%mm%

Polinómica%(THL398/A)%

Archilla 0,1 %

Limo 2,91 %

Picnómetro+ N° 3

Masa+Seca+(ms) gr 201,6

Masa+Picnómetro+Muestra+Agua+(Mm) gr 834,6

Temperatura+de+Ensayo+del+Contenido+(Tm) °C 16,9

Masa+Picnómetro++agua++temperatura+de+ensayo+(ma) gr 704,5

Densidad+del+agua+a+temperatura+ensayo+(ρwte) gr/cm3 0,99881764

Gravedad+Específica Gs 2,816

Tiempo'

min

Medicion'

g/litro

Medicion'

corregida'

menisco'

(+1g/l)

Profundida

d'efectiva'L,'

cm

P'(%) D'(mm)

0,5 28,00 29,00 11,6 28,04 0,0630

1,0 27,50 28,50 11,7 27,55 0,0447

2,0 27,00 28,00 11,8 27,07 0,0317

4,0 26,00 27,00 11,9 26,10 0,0225

15,0 26,00 27,00 11,95 26,10 0,0117

20,0 26,00 27,00 12 26,10 0,0101

60,0 25,50 26,50 12 25,62 0,0058

120,0 25,00 26,00 12 25,14 0,0041

180,0 25,00 26,00 12,1 25,14 0,0034

240,0 25,00 26,00 12,2 25,14 0,0029

300,0 25,00 26,00 12,2 25,14 0,0026

1392,0 25,00 26,00 12,2 25,14 0,0012

W(g) 100

ALFA 0,9668

K 0,01307

y"="25,182e1,8917x"25,00%

25,50%

26,00%

26,50%

27,00%

27,50%

28,00%

28,50%

29,00%

29,50%

0,001% 0,01% 0,1%

%"que"pasa"en"peso"

Diámetro"par;cula"d,"mm"

THL398/B%

0,002%mm%

Exponencial%(THL398/B)%

Lineal%(0,002%mm)%

Page 6: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

6

y   con   ella  podremos  obtener   los  porcentajes  de   arcilla   y  

limo  en  THL  398  B  (Tabla  12)  

 

 Tabla  12,  %  de  finos  THL  398  B  

 Análisis  THL  398-­‐C  

 En   primer   lugar   tendremos   que   determinar   la   gravedad  

especifica  del   suelo,  esta  se  realizó  mediante  método  del  

picnómetro,  de  donde  se  obtienen  los  siguientes  datos.  

 

 Tabla  13,  Gs  para  THL  398  C  

 

Teniendo  los  cálculos  del  Gs  (Tabla  13)  podremos  obtener  

los   diámetros   (mm)   de   las   partículas   utilizando   las  

indicaciones   de   la  NCh  3236.  A   continuación   se  muestra  

en  la  Tabla  14  el  resumen  de  la  granulometría:  

 

 

 Tabla  14,  granulometría  THL  398  C  

 

Donde  se  utilizaron  para  el  calculo  de  D  y  P  los  siguientes  

valores  (Tabla  15):  

 

 Tabla  15,  datos  

 Con  los  datos  y  cálculos  anteriores,  se  puede  generar  una  

curva  granulométrica  para  arcilla  y  limos.  

 

 Figura  6,  granulometría  THL  398  B  

 La  curva  mostrada  en  la  Figura  6,  tiene  una  tendencia  que  

se  describe  con  la  siguiente  ecuación.  

 

𝑦 = 39,154𝑥!,!"#$  

 

y   con   ella  podremos  obtener   los  porcentajes  de   arcilla   y  

limo  en  THL  398  B  (Tabla  16)  

 

 Tabla  12,  %  de  finos  THL  398  C  

 

Conclusión.    Consideramos   que   la   realización   del   ensayo   fue  

satisfactorio,   ya   que   se   cumplieron   las   expectativas   y   no  

se   incurrieron   en   errores   que   significasen   resultados  

alejados   a   los   esperados.   Consideramos   que   se   hace  

necesario   para   poder   entender   el   fenómeno   de   mejor  

manera,  estudiar  con  mas  detalle  las  características  físicas  

de  la  partícula  que  esta  siendo  sometida  a  mediciones  de  

hidrómetro,   ya   que   esta   propiedad   es   directamente  

proporcional   al   tiempo   de   sedimentación,   ya   sea   plana,  

redonda,  cuadrada,  prismática  o  achatada.  

 

Observaciones.  

 En  el  transcurso  del  ensayo  la  temperatura  se  regulo  por  

medio   de   un   termostato,   si   se   supera   la   temperatura  

recomendada  se   tendría  que   llenar  el  estanque  con  agua  

inferior  a  los  20°    

El   proceso   donde   se   incurren   más   errores   es   en   la  

medición   de   datos,   cuando   las   muestras   están   en   la  

piscina   de   temperatura,   ya   que   en   la   prueba   1   solo   se  

cercioró   la   temperatura   en   la   mitad   superior   del  

estanque,   sin   percatarse   de   que   el   termostato   no   tenia  

aspas   para   agitar   el   agua   tibia   de   modo   de   dejar   a   una  

temperatura   constante   toda   la   pecera.   Lo   anterior  

modifica   las  mediciones   ya   que   la  mitad   superior   de   las  

probetas   tendrían   una   temperatura   de   20°C   aprox,   pero  

en   la   parte   inferior   tendría   temperaturas   cercanas   a   los  

15  °C  (el  problema  y  estas  temperaturas  se  comprobaron  

después   de   terminada   la   prueba   1).   Para   la   prueba   dos,  

donde   trabajamos   con   THL   398,   se   agito   la   piscina   con  

una  cuchara  de  manera  de  igualar  temperaturas  en  todos  

los  rincones,  asegurando  homogeneidad  de  20°C.  

 

La   muestra   también   pudo   ser   alterada   debido   al  

contenido   que   se   perdió   durante   las   60   oscilaciones,   al  

tener  menos  material  hay  menor  sedimentación.  

 

La   muestra   del   primer   ensayo   describe   una   buena  

graduación  de  diámetros  en  todo  el  material,  tanto  en  las  

arcillas,  limos,  arenas  y  gravas.  

 

Referencias:    -­‐Capitulo  1,  apunte  Profesor  Felipe  Villalobos,  2013.  

-­‐NCh  3236  –  2010,  INN  Chile  -­‐Goodbye,  Hazen;  Hello,  Kozeny-­‐Carman.  W.David  Carrier    

III,  F.ASCE1  

-­‐Cap   1.   -­‐Braja.M.Das,   Fundamentos   de   Ingeniería   en  

Geotécnica.  Thomson  Learning,  S.A  de  C.V.,  2001-­‐596  

arcilla 0,0484 %

limo 3,7417 %

Picnómetro+ N° 13

Masa+Seca+(ms) gr 150,9

Masa+Picnómetro+Muestra+Agua+(Mm) gr 778

Temperatura+de+Ensayo+del+Contenido+(Tm) °C 16,9

Masa+Picnómetro++agua++temperatura+de+ensayo+(ma) gr 682,8

Densidad+del+agua+a+temperatura+ensayo+(ρwte) gr/cm3 0,99881764

Gravedad+Específica Gs 2,706

Tiempo'

min

Medicion'

g/litro

Medicion'

corregida'

menisco'

(+1g/l)

Profundida

d'efectiva'L,'

cm

P'(%) D'(mm)

0,5 34,50 35,50 10,65 34,77 0,062

1,0 34,00 35,00 10,7 34,28 0,044

2,0 33,50 34,50 10,8 33,79 0,031

4,0 32,50 33,50 11 32,81 0,022

15,0 32,00 33,00 11,1 32,32 0,012

20,0 31,50 32,50 11,15 31,83 0,010

60,0 31,00 32,00 11,2 31,34 0,006

120,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,004

180,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,003

240,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,003

300,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,003

1392,0 29,00 30,00 11,5 29,38 0,001

W(g) 100

ALFA 0,9794

K 0,01344

y"="39,154x0,0439"29,00%

30,00%

31,00%

32,00%

33,00%

34,00%

35,00%

36,00%

0,001% 0,01% 0,1%

%"que"pasa"en"peso"

Diámetro"par;cula"d,"mm"

THL398/C%

0,002%

Potencia%(THL398/C)%

arcilla 0,8933 %

limo 5,1404 %