determinacion del contenido de humedad - Escuela de ingenieria ...
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1.1. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD.Este ensayo tiene por finalidad, <strong>de</strong>terminar el <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> <strong>humedad</strong> <strong>de</strong>una muestra <strong>de</strong> suelo.El <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> <strong>humedad</strong> <strong>de</strong> una masa <strong>de</strong> suelo,esta formado por la suma <strong>de</strong> sus aguas libre, capilar e higroscópica.La importancia <strong><strong>de</strong>l</strong> <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> agua que presenta un suelo representajunto con la cantidad <strong>de</strong> aire, una <strong>de</strong> las características más importantespara explicar el comportamiento <strong>de</strong> este (especialmente en aquellos <strong>de</strong>textura más fina), como por ejemplo cambios <strong>de</strong> volumen, cohesión,estabilidad mecánica.El método tradicional <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminación <strong>de</strong> la <strong>humedad</strong> <strong><strong>de</strong>l</strong> suelo enlaboratorio, es por medio <strong><strong>de</strong>l</strong> secado a horno, don<strong>de</strong> la <strong>humedad</strong> <strong>de</strong> unsuelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso <strong><strong>de</strong>l</strong> aguaexistente en una <strong>de</strong>terminada masa <strong>de</strong> suelo y el peso <strong>de</strong> las partículassólidas, o sea:w = ( Ww / Ws ) * 100 ( % )don<strong>de</strong>:w = <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> <strong>humedad</strong> expresado en %Ww = peso <strong><strong>de</strong>l</strong> agua existente en la masa <strong>de</strong> sueloWs = peso <strong>de</strong> las partículas sólidas1.1.1. Método según NCh 1515 Of. 79.- Equipo necesario.- Horno <strong>de</strong> secado (figura 1.1.) con circulación <strong>de</strong> aire ytemperatura regulable capaz <strong>de</strong> mantenerse en 110º ± 5º C.- Balanza (figura 1.2.). Su precisión variará <strong>de</strong> acuerdo a lacantidad <strong>de</strong> muestra a pesar, según lo indicado en la tabla 1.3- Herramientas y accesorios. Recipientes <strong>de</strong> porcelana, guantes,espátula y brocha.- Procedimiento. Se toma una muestra representativa <strong>de</strong> suelo, <strong>de</strong>acuerdo al tamaño máximo <strong>de</strong> las partículas, según figura 1.4A continuación, se coloca la muestra húmeda en un recipientepreviamente tarado (Mr), para proce<strong>de</strong>r a pesar la muestra húmedamás el recipiente, obteniendo Mh.Luego se coloca el conjunto <strong>de</strong>ntro <strong><strong>de</strong>l</strong> horno durante 24 horas, auna temperatura <strong>de</strong> 110º ± 5º C. Transcurrido dicho tiempo, se<strong>de</strong>termina el peso <strong><strong>de</strong>l</strong> recipiente con la muestra seca (Ms).
Figura 1.1. Horno <strong>de</strong> secado <strong>de</strong> temperatura regulable.Fuente: ELE Internacional Ltda., 1993.
Figura 1.2. Balanzaelectrónica <strong>de</strong> precisión 0,01gr.Fuente: ELE InternacionalLtda., 1993.
Cantidad <strong>de</strong> muestra a ensayar (grs.) Precisión <strong>de</strong> la balanza (gr.)100 0,01100 – 1000 0,101000 1,00Figura 1.3. Precisión <strong>de</strong> balanzas según cantidad <strong>de</strong> muestra.Fuente: Geotecnia LNV, 1993.Tamaño máximo <strong>de</strong> las partículas (mm.) Cantidad a ensayar (grs.)50 300025 100012,5 7505 5002 1000,5 10Figura 1.4. Cantidad <strong>de</strong> muestra a ensayar según tamaño máximo. Fuente:NCh 1515 Of. 1979.- Cálculos.- Calcular el <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> <strong>humedad</strong> (w) <strong>de</strong> la muestra:w = ( Mh - Ms ) / ( Ms - Mr ) * 100( % ), don<strong>de</strong>:MhMsMr= peso recipiente más la muestra <strong>de</strong> suelo húmedo(grs.)= peso recipiente más la muestra <strong>de</strong> suelo seca (grs.)= peso recipiente (grs.)- Observaciones.- Se recomienda usar el horno a 60º C, para no falsear la humeda<strong>de</strong>n suelos que contienen cantida<strong>de</strong>s significativas <strong>de</strong> materiaorgánica, yeso o ciertos tipos <strong>de</strong> arcillas.- En la mayoría <strong>de</strong> los casos, el tiempo <strong>de</strong> secado varía<strong>de</strong>pendiendo <strong><strong>de</strong>l</strong> tipo <strong>de</strong> suelo. Por ejemplo una muestra <strong>de</strong> arenapue<strong>de</strong> secarse en sólo algunas horas, ciertas arcillas podrántardar más <strong>de</strong> 24 horas. En caso <strong>de</strong> que el tiempo establecido seainsuficiente, la muestra continuará en el horno hasta obtenerpesadas consecutivas constantes transcurridas 4 horas entreellas.
- Para evitar pérdidas <strong>de</strong> <strong>humedad</strong>, como también absorción <strong>de</strong><strong>humedad</strong> atmosférica luego <strong>de</strong> extraer la muestra <strong><strong>de</strong>l</strong> horno, serecomienda el empleo <strong>de</strong> recipientes herméticos con tapa.- Las muestras ensayadas para <strong>de</strong>terminar la <strong>humedad</strong>, <strong>de</strong>berán ser<strong>de</strong>scartadas y no se utilizarán en ningún otro ensayo.1.1.2. Otros métodos para <strong>de</strong>terminar el <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> <strong>humedad</strong>.- Método <strong><strong>de</strong>l</strong> alcohol metílico. Consiste en saturar con alcoholmetílico una muestra <strong>de</strong> suelo previamente pesada y encen<strong>de</strong>rlefuego, obteniendo el secado <strong>de</strong> la muestra por combustión. Serepite el ensayo hasta obtener pesos constantes y luego se<strong>de</strong>termina el <strong>contenido</strong> <strong>de</strong> <strong>humedad</strong>. La limitante es que estemétodo no entrega buenos resultados en suelos orgánicos.- Método <strong><strong>de</strong>l</strong> Speedy. Consiste en mezclar una muestra <strong>de</strong> suelopreviamente pesada con carburo <strong>de</strong> calcio molido en el interior <strong>de</strong>una cámara <strong>de</strong> acero hermética, la cual posee en su base unmanómetro que registra la presión originada por el gas acetileno,entregando indirectamente la <strong>humedad</strong> <strong><strong>de</strong>l</strong> suelo referida al pesohúmedo <strong>de</strong> la muestra. La limitante es que este método entregaresultados falsos en suelos plásticos y a<strong>de</strong>más la muestra empleadaes <strong>de</strong> tamaño muy reducida.- Método <strong><strong>de</strong>l</strong> picnómetro <strong>de</strong> aire diferencial. Consiste en introduciren un cilindro calibrado una muestra <strong>de</strong> suelo previamente pesada ycolocarlo en una prensa <strong><strong>de</strong>l</strong> aparato para ejercer sobre él unapresión por medio <strong>de</strong> una bomba <strong>de</strong> mercurio, produciendo unaexpansión <strong>de</strong> aire por los vacíos <strong><strong>de</strong>l</strong> suelo. De esta forma seobtiene el volumen <strong>de</strong> aire <strong>de</strong> la muestra mediante una tabla <strong>de</strong>aforo. Con los datos obtenidos se calcula la <strong>humedad</strong> <strong><strong>de</strong>l</strong> suelomediante una fórmula que está en función <strong>de</strong> la gravedad específica<strong><strong>de</strong>l</strong> suelo y <strong><strong>de</strong>l</strong> agua, el volumen <strong>de</strong> aire y el peso total <strong>de</strong> lamuestra <strong>de</strong> suelo.- Método nuclear. Se realiza en instrumentos que se basan en lasleyes físicas <strong>de</strong> dispersión <strong>de</strong> los neutrones en el suelo. De estaforma indican el valor <strong>de</strong> la <strong>humedad</strong> <strong><strong>de</strong>l</strong> suelo en base a lavelocidad <strong>de</strong> dispersión. Una fuente emite neutrones <strong>de</strong> altaenergía, la que se va perdiendo a medida que estos chocan con losnúcleos pesados <strong><strong>de</strong>l</strong> suelo o con los núcleos <strong>de</strong> átomos <strong>de</strong>hidrógeno, los que hacen per<strong>de</strong>r mucha más energía a los neutronesque cuando chocan con átomos más pesados. Luego, un receptorregistra los átomos lentos que <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n <strong><strong>de</strong>l</strong> número <strong>de</strong> átomos <strong>de</strong>hidrógeno interceptados, los que se correlacionan con el <strong>contenido</strong><strong>de</strong> agua.- Método <strong>de</strong> la aguja Proctor. Consiste en <strong>de</strong>terminar la fuerzanecesaria <strong>de</strong> aplicar para introducir una aguja estandarizada enprobetas Proctor compactadas en laboratorio con diferenteshumeda<strong>de</strong>s, obteniendo una curva <strong>de</strong> calibrado <strong>de</strong> <strong>humedad</strong> v/sesfuerzo. Para obtener la <strong>humedad</strong> en terreno, se <strong>de</strong>termina laresistencia a la penetración <strong>de</strong> una muestra <strong>de</strong> suelo antes <strong>de</strong> su
apisonamiento en el mismo mol<strong>de</strong> Proctor, leyendo el <strong>contenido</strong> <strong>de</strong><strong>humedad</strong> en la curva <strong>de</strong> calibración.
UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISOESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCIONLABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSDETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDADProyecto :Ubicación :Descripción <strong><strong>de</strong>l</strong> suelo :Condición <strong>de</strong> la muestra : Alterada - InalteradaFecha <strong>de</strong> muestreo :Fecha <strong>de</strong> ensayo :Método secado al hornoMuestra Nº 1 2 3 4 5Peso recipiente + suelo húmedoPeso recipiente + suelo secoPeso recipientePeso suelo secoPeso aguaContenido <strong>de</strong> <strong>humedad</strong> ( % )Humedad Promedio = %Observaciones :