ANALISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMENTACION (HIDROMETRIA)

INTRODUCCION:

El análisis hidrométrico se usa para obtener un estimado de la distribución, se 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.

METODOS DE ENSAYOS

METODO “A”:

Se usa si más del 80% del material pasa por la malla N° 200 , este método se explicara en

detalle y más adelante se hará alguna explicación del otro método.

METODO “B”:

Si menos del 80% del material es retenido por la malla N°200 o se encuentre material superior

en tamaño a la malla N°10.

MATERIALES Y EQUIPOS

Tamiz N°10 Balanza digital

Hidrómetro y

termómetro

Probetas de 1000

ml.

Agente dispersivo Frasco volumetrico

Aparato agitador

PROCEDIMIENTO :

FASES DEL ENSAYO

1. PREPARAR LA MUESTRA

Secar la muestra en el horno

Tamizar por la malla N°10 Se toma 50 gr de muestra

2. PREPARAR SOLUCION AGUA + DEFLOCULANTE

Pesar 5.0 gr de defloculante

Medir 125 ml de agua destilada

Mezclar ambos componentes

3. MEZCLAR SOLUCION CON LA MUESTRA, DEJAR REPOSAR.

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.

4. BATIR LA MEZCLA. COLOCAR EN EL CILINDRO DE SEDIMENTACION

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

5. COLOCAR EL HIDROMETRO E INICIAR LA TOMA DE DATOS

Se vierte la mezcla en el cilindro de sedimentación

Se añade agua destilada hasta completar los 1000ml

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

6. CALCULAR Gs DE LA MUESTRA

Hacer el ensayo del peso especifico relativo de solidos (Gs) con el material que pasa por la malla N°10

7. REALIZAR LA LECTURA HIDROMETRO EN AGUA + DEFLOCULANTE 8. REALIZAR LA LECTURA DEL HIDROMETRO EN AGUA

También se requiere como datos la lectura del hidrómetro con :

Solo con agua

Con agua y deflocuante

9. CORRECCIONES Y CALCULOS

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc P(%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 46

2 21.5 41

5 21.5 36

10 21.5 34

15 21.5 32

30 21.5 29

60 21 27

240 21 23

480 21 20

1440 21 16

Hora inicio 10:06

Ws 50 (Peso de la muestra)

Cd 3 (Lectura del hidrómetro con agua y defloculante)

Gs 2.7 (Gravedad específica de la muestra)

Cm 1 (Lectura del hidrómetro con agua)

a (Correción por gravedad específica)

Donde:

°C = Temperatura en grados centígrados

Rd = Lectura del hidrómetro

Rc = Lectura del hidrómetro corregido

P(%) = Porcentaje que pasa

Ct = Corrección por temperatura

Cd = Lectura del hidrómetro en agua más defloculante.

R = Lectura del hidrómetro corregido sólo por menisco

L = Cálculo de longitud de hidrómetro

L/t = Longitud / tiempo

K = Constante

D = Diámetro

Paso 1. Hallar la corrección por temperatura (Ct) según la siguiente tabla:

°C Ct °C Ct

15 -1.1 23 0.7

16 -0.9 24 1

17 -0.7 25 1.3

18 -0.5 26 1.65

19 -0.3 27 2

20 0 28 2.5

21 0.2 29 3.05

22 0.4 30 3.8

Obteniendo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc P(%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46

2 21.5 0.3 41

5 21.5 0.3 36

10 21.5 0.3 34

15 21.5 0.3 32

30 21.5 0.3 29

60 21 0.2 27

240 21 0.2 23

480 21 0.2 20

1440 21 0.2 16

Paso 2. Hallar la lectura del hidrómetro corregido (Rc) mediante la siguiente fórmula:

Rc = Rd - Cd + Ct

Obteniendo

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc P(%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3

2 21.5 0.3 41 38.3

5 21.5 0.3 36 33.3

10 21.5 0.3 34 31.3

15 21.5 0.3 32 29.3

30 21.5 0.3 29 26.3

60 21 0.2 27 24.2

240 21 0.2 23 20.2

480 21 0.2 20 17.2

1440 21 0.2 16 13.2

Paso 3. Calculamos la corrección por gravedad específica (a) mediante la siguiente

fórmula:

a = 𝐺𝑠 (1.65)

(𝐺𝑠−1) 2.65 =

2.70 (1.65)

(2.70−1)2.65 = 0.9889

Paso 4. Calculamos el porcentaje que pasa (P(%)) mediante la fórmula:

P(%) = 𝑅𝑐 .𝑎 .100

𝑊𝑠 =

𝑅𝑐 .0.9889 .100

50

Obteniendo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639

2 21.5 0.3 41 38.3 75.750

5 21.5 0.3 36 33.3 65.861

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905

15 21.5 0.3 32 29.3 57.950

30 21.5 0.3 29 26.3 52.016

60 21 0.2 27 24.2 47.863

240 21 0.2 23 20.2 39.952

480 21 0.2 20 17.2 34.018

1440 21 0.2 16 13.2 26.107

Paso 5. Caculamos la lectura del hidrómetro corregido sólo por menisco (R):

R = Rd + Cm

Obteniendo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47

2 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42

5 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35

15 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33

30 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30

60 21 0.2 27 24.2 47.863 28

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24

480 21 0.2 20 17.2 34.018 21

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17

Paso 6. Hallamos la longitud de hidrómetro (L) mediante 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 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 47 8.6

6 15.3 27 11.9 48 8.4

7 15.2 28 11.7 49 8.3

8 15 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 35 10.5 56 7.1

15 13.8 36 10.4 57 7

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 41 9.6

Obteniendo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6

2 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4

5 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5

15 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9

30 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4

60 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4

480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5

Paso 7. Calculamos la relación Longitud/tiempo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6 8.600

2 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4 4.700

5 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2 2.040

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5 1.050

15 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9 0.727

30 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4 0.380

60 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7 0.195

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4 0.052

480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9 0.027

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5 0.009

Paso 8. Hallamos el valor de K mediante la siguiente tabla:

Temperatura Gravedad Específica de Sólidos

T (°C) 2.70

16 0.0141

17 0.0140

18 0.0138

19 0.0136

20 0.0134

21 0.0133

22 0.0131

23 0.0130

24 0.0128

25 0.0127

26 0.0125

27 0.0124

28 0.0123

29 0.0121

30 0.0120

Obteniendo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6 8.600 0.0132

2 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4 4.700 0.0132

5 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2 2.040 0.0132

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5 1.050 0.0132

15 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9 0.727 0.0132

30 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4 0.380 0.0132

60 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7 0.195 0.0133

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4 0.052 0.0133

480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9 0.027 0.0133

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5 0.009 0.0133

Paso 9. Calculamos el diámetro con la siguiente formula:

D = k √𝐿

𝑡

Obteniendo:

Tiempo (min)

°C Ct Rd Rc (%) R L (cm) L/t

(cm/min) Constante

(k) Diámetro

(mm)

1 21.5 0.3 46 48.3 85.639 47 8.6 8.600 0.0132 0.039

2 21.5 0.3 41 38.3 75.750 42 9.4 4.700 0.0132 0.029

5 21.5 0.3 36 33.3 65.861 37 10.2 2.040 0.0132 0.019

10 21.5 0.3 34 31.3 61.905 35 10.5 1.050 0.0132 0.014

15 21.5 0.3 32 29.3 57.950 33 10.9 0.727 0.0132 0.011

30 21.5 0.3 29 26.3 52.016 30 11.4 0.380 0.0132 0.008

60 21 0.2 27 24.2 47.863 28 11.7 0.195 0.0133 0.006

240 21 0.2 23 20.2 39.952 24 12.4 0.052 0.0133 0.003

480 21 0.2 20 17.2 34.018 21 12.9 0.027 0.0133 0.002

1440 21 0.2 16 13.2 26.107 17 13.5 0.009 0.0133 0.001

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

0.0010.0100.100

CURVA GRANULOMÉTRICA

Paso 10. Graficando D vs P(%) se obtiene: