Laboratorio GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO (FUNDAMENTO TEORICO)

3. EXPOSICION GENERAL

La gravedad especifica Gs de un suelo sin ninguna clasificación se toma como el valor promedio para los granos del suelo.

El valor de la gravedad es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza en el análisis de hidrómetro y es útil para predecir el peso unitario del suelo. La gravedad especifica de cualquier sustancia se define como el peso unitario en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a 4°C. Así, si sé consideran solamente los granos del suelo se obtiene Gs como:

Gs = gmaterial

gagua a 4°C

La misma forma de ecuación se utiliza para definir la gravedad especifica del conjunto, la única diferencia en esa definición es el gmaterial. La gravedad especifica del material puede también calcularse utilizando cualquier relación de peso de la substancia al peso del agua siempre y cuando se consideren los volúmenes iguales de material y substancia.

Gs = Ws/V

Ww/V

ES evidente que esto es cierto ya que los términos de volúmenes se cancelan.

Nótese, sin embargo, que si no se cancela V en la segunda ecuación se obtendría la primera ecuación.

El problema consiste en obtener el volumen de un peso conocido de granos de suelo y dividirlo por el mismo volumen de agua, es decir aplicar la segunda ecuación, pues esta forma es más difícil de captar como también de lograr en el laboratorio. El volumen de un peso conocido de partículas se puede obtener utilizando un recipiente de volumen conocido y el principio de Arquímedes, según el cual un cuerpo sumergido dentro de una masa de agua desplaza un volumen de agua igual al del cuerpo sumergido.

El recipiente volumen conocido es el frasco volumétrico al cual se le mide un volumen patrón de agua destilada a 20°C. A temperaturas mayores, el volumen será ligeramente mayor; a temperaturas menores a 20°C el volumen será ligeramente menor.. Como el cambio sufrido en el volumen es pequeño para desviaciones de temperatura pequeñas en el fluido, y además es relativamente fácil mantener la temperatura de ensayo a 20°C, es posible aplicar una corrección aproximada de temperatura para desviaciones pequeñas de temperatura en los cálculos del ensayo, que permite una aproximación satisfactoria sin necesidad de recurrir a determinar el cambio en el contenido volumétrico del frasco con la temperatura. Alternativamente se puede desarrollar una curva para cualquier frasco volumétrico dado de la siguiente forma

1. Limpiar cuidadosamente el frasco.

2. Llenar con agua destilada a temperaturas conocidas

3. Hacer una gráfica del peso (Wbw) contra T°C ( mínimo 4 puntos, por ejemplo 16, 20, 24 y 28°C)

La mayor fuente de error durante el ensayo proviene de la mala desaireación de la mezcla suelo-agua. El agua contiene en condiciones normales, aire disuelto. Las partículas de suelo también contienen aire, y si este aire no se remueve de ambos materiales, el volumen de aire produce disminución en el peso Wbws bastante grande. Lo cual da un menor valor de Gs ya que Wbs + Ws – Wbws resulta mayor otra fuente de error, que puede ser importante, es la utilización de balanzas desajustadas o la practica de pesar en diferentes balanzas durante el ensayo.

Se puede lograr la deaireación adecuada aplicando vacío y/o calentando. El vacío es aplicable para arenas, arcillas y limos. En suelos orgánicos es aconsejable dejar hervir cerca de 30 minutos la mezcla agua-suelo.

El tiempo de aplicación de vacío pude variar entre unos pocos minutos y

6 a 8 hrs. Para suelos plásticos

4 a 6 hrs para suelos de baja plasticidad

La eficiencia de la remoción de aire puede mejorarse para cualquier suelo haciendo hervir por 10 minutos y teniendo cuidado de que la muestra no se seque o que el material salpique fuera del frasco. El desaireado puede verificarse de la siguiente forma:

(1) Aplicando vacío al frasco lleno entre la mitad y los ¾ con la mezcla suelo agua, por un tiempo; a continuación

(2) Llenando el frasco hasta unos 20 mm por debajo de la marca del frasco con agua desaireada y con temperatura estabilizada.

(3) Volviendo a aplicar vacío por varios minutos y marcando con un lápiz de color adecuado el nivel de agua en el cuello del frasco

(4) Retirando cuidadosamente la tapa del cuello para romper el vacío, si el nivel de agua sube más de 3 mm, el desaireamiento será suficiente.