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• Diego Alfonso Ordoñez Torres

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL EP-Ingeniera civil

INFORME

Contenido de humedad de la Muestra alterada en bolsa (Mab) Curso Mecánica de Suelos I

Docente Ing. Betty

Grupo 5 Integrantes CAMPOS DAMIAN Jeampier HUAMÁN HUARCAYA Vladimir HUIZA RIVAS Paúl MENDEZ MEJÍA Alejandro

ORDOÑEZ TORRES Diego VELI GOMEZ Hugo VILLALOBOS AGUILAR Jhonatan

Huancayo –Perú Septiembre 2019

I

Índice Introducción.......................................................................................................................1 Resumen............................................................................................................................2 1.

2.

3.

Objetivos....................................................................................................................3 1.1.

General................................................................................................................3

1.2.

Específicos..........................................................................................................3

Materiales, instrumentos y equipos............................................................................4 2.1.

Horno de secado..................................................................................................4

2.2.

Balanza................................................................................................................4

2.3.

Charolas o platillos o taras..................................................................................4

2.4.

Guantes de Seguridad:........................................................................................5

Marco Teórico............................................................................................................6 3.1.

4.

3.1.1.

Principio del método....................................................................................7

3.1.2.

Muestras......................................................................................................7

3.1.3.

Sobre el espécimen de ensayo.....................................................................7

3.1.4.

Importancia y uso........................................................................................8

Procedimiento de laboratorio...................................................................................10 4.1.

5.

Definiciones de la determinación del contenido de humedad............................6

Descripción del proceso....................................................................................10

4.1.1.

Pesado de las taras.....................................................................................10

4.1.2.

Pesado de las muestras húmedas...............................................................10

4.1.3.

Secado de la muestra.................................................................................10

4.1.4.

Pesado de las muestras secas.....................................................................10

Cálculos y resultados................................................................................................12

Conclusiones....................................................................................................................14 Recomendaciones............................................................................................................15 Anexos.............................................................................................................................16 Bibliografía......................................................................................................................18

II

Índice de tablas Tabla 1. Masas de especímenes según el tamaño de las partículas...................................8 Tabla 2. Pesos de las taras...............................................................................................10 Tabla 3. Peso de taras y m. húmedas...............................................................................10 Tabla 4. Peso de taras y m. secas.....................................................................................11 Tabla 5. Resumen de pesos obtenidos en laboratorio......................................................12 Tabla 6. Valores obtenidos para el cálculo del contenido de humedad...........................13

Índice de figuras Figura 1. Horno de secado.................................................................................................4 Figura 2. Balanza del laboratorio de suelos.......................................................................4 Figura 3. Vasijas con muestras dentro de estas.................................................................5 Figura 4. Guantes de protección para altas temperaturas..................................................5 Figura 5. Tres formas en las que el agua está presente en el suelo..................................7 Figura 6. Composición del suelo entre sólidos, líquidos y gases......................................8 Figura 7. Tara 053 siendo pesada....................................................................................16 Figura 8. Tara 055 siendo pesada....................................................................................16 Figura 9. Tara 064 siendo pesada....................................................................................16 Figura 10. Taras con muestras húmedas..........................................................................16 Figura 11. Tara 053 y muestra húmeda siendo pesadas..................................................16 Figura 12. Tara 055 y muestra húmeda siendo pesadas..................................................16 Figura 13. Tara 064 y muestra húmeda siendo pesadas..................................................17 Figura 14. Muestras siendo metidas en el horno.............................................................17 Figura 15. Muestras en el horno......................................................................................17 Figura 16. Tara 053 y muestra seca siendo pesadas........................................................17 Figura 17. Tara 055 y muestra seca siendo pesadas........................................................17 Figura 18. Tara 064 y muestra seca siendo pesadas........................................................17

CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA MAB

1

Introducción

CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA MAB

2

Resumen

CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA MAB

3

1. Objetivos 1.1. 

General Determinar el contenido de humedad de la Mab (Muestra alterada en bolsa) mediante lo mostrado en la NTP 339.185

1.2. 

Específicos Conocer el proceso necesario del Método de ensayo normalizado para contenido de humedad total evaporable de agregados por secado descrito en la NTP 339.185

CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA MAB

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2. Materiales, instrumentos y equipos 2.1.

Horno de secado

Es un equipo que sirve para secar el contenido del recipiente introducido en ella, es decir que esta cámara con cavidad, la cual tendrá una mayor temperatura a la del ambiente, quitará toda la humedad que tiene el recipiente en su interior. El horno de secado es de fácil funcionabilidad, siendo así que las muestras introducidas deben ser retiradas 24 horas después de haberlas colocados allí.

Figura 1. Horno de secado.

2.2.

Balanza

En el laboratorio fue usado para obtener el peso del recipiente y de la muestra junto con el recipiente.

Figura 2. Balanza del laboratorio de suelos.

2.3.

Charolas o platillos o taras

Las bandejas sirven para la determinación de humedad en el horno de secado y también lo utilizamos para poner nuestras muestras que son resistentes a la erosión. Son recipientes

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utilizados para retirar la humedad de los distintos materiales colocados en ellos para facilitar su enfriamiento en absorción de humedad.

Figura 3. Vasijas con muestras dentro de estas.

2.4.

Guantes de Seguridad:

Es un equipo de protección individual que protege las manos en este caso de altas temperaturas, esta vez sirvió para retirar las vasijas del interior del horno a más de 100°C.

Figura 4. Guantes de protección para altas temperaturas.

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6 3. Marco Teórico

3.1.

Definiciones de la determinación del contenido de humedad

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación, expresada como porcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas sólidas. El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica. La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea:

W     w  *100%  Ws  Donde:

 : Contenido de humedad expresado en porcentaje. Ww : Peso del agua existente en la masa de suelo. Ws : Peso de las partículas sólidas.

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Figura 5. Tres formas en las que el agua está presente en el suelo.

3.1.1.

Principio del método.

Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo hasta un peso constante en un horno controlado a 110 ± 5 °C*. El peso del suelo que permanece del secado en horno es usado como el peso de las partículas sólidas. La pérdida de peso debido al secado es considerada como el peso del agua. 3.1.2.

Muestras

Las muestras serán preservadas y transportadas de acuerdo a la Norma ASTM D-4220, Grupos de suelos B, C ó D. Las muestras que se almacenen antes de ser ensayadas se mantendrán en contenedores herméticos no corrosibles a una temperatura entre aproximadamente 3 °C y 30 °C y en un área que prevenga el contacto directo con la luz solar. Las muestras alteradas se almacenarán en recipientes de tal manera que se prevenga o minimice la condensación de humedad en el interior del contenedor. La determinación del contenido de humedad se realizará tan pronto como sea posible después del muestreo, especialmente si se utilizan contenedores corrosibles (tales como tubos de acero de pared delgada, latas de pintura, etc.) o bolsas plásticas. 3.1.3.

Sobre el espécimen de ensayo.

La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como representativo de la muestra total, si no se toma la muestra total, será de acuerdo a lo siguiente:

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Tabla 1. Masas de especímenes según el tamaño de las partículas.



Si se usa toda la muestra, ésta no tiene que cumplir los requisitos mínimos dados en la tabla anterior. En el reporte se indicará que se usó la muestra completa.



Cuando se trabaje con una muestra pequeña (menos de 200 g) que contenga partículas de grava relativamente grandes, no es apropiado incluirlas en la muestra de ensayo. Sin embargo, en el reporte de resultados se mencionará y anotará el material descartado.



Para aquellas muestras que consistan íntegramente de roca intacta, el espécimen mínimo tendrá un peso de 500 g. Porciones de muestra representativas pueden partirse en partículas más pequeñas, dependiendo del tamaño de la muestra, del contenedor y la balanza utilizada y para facilitar el secado a peso constante.

Figura 6. Composición del suelo entre sólidos, líquidos y gases.

3.1.4.

Importancia y uso.

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Para muchos materiales, el contenido de agua es una de las propiedades más significativas usadas para establecer una correlación entre el comportamiento del suelo y sus propiedades. El contenido de humedad en un material es usado para expresar la relación de vacíos de aire, agua y sólidos presentes en un volumen dado de material. En suelos de grano finos (cohesivos), la consistencia de un tipo de suelo dado depende del contenido de humedad. El agua contenida en un suelo, junto con los límites líquido y plástico determinados por el método de prueba D-4318, es usado para expresar su consistencia relativa o su índice líquido.

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4. Procedimiento de laboratorio Antes de empezar con el procedimiento de la práctica realizada en el laboratorio, es necesario dar a conocer la ubicación, esta se sitúa con orientación al norte y en el primer nivel de la facultadas de ingeniería civil – “laboratorio de suelos” 4.1.

Descripción del proceso

Teniendo nuestras muestras de suelo listas y en buen estado comenzamos: 4.1.1.

Pesado de las taras.

Se empezó pesando las taras solas, anotándose los valores obtenidos de cada una de ellas. Dichos pesos se muestran en la siguiente tabla: Tabla 2. Pesos de las taras.

N° de tara 053 055 064

4.1.2.

Peso (kg) 0.057 0.047 0.053

Pesado de las muestras húmedas.

Posteriormente llenamos cada tara con la muestra húmeda y la volvemos a pesar, tomamos los datos: Tabla 3. Peso de taras y m. húmedas.

N° de tara 053 055 064

4.1.3.

Peso (kg) 0.216 0.211 0.200

Secado de la muestra.

El siguiente paso será colocar la tara con la muestra húmeda al horno, con un tiempo estimado de 24h para poder obtener la muestra seca. 4.1.4.

Pesado de las muestras secas.

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Posteriormente retiramos las muestras del horno y calculamos el peso seco de cada una de estas. Tabla 4. Peso de taras y m. secas.

N° de tara 053 055 064

Peso (kg) 0.196 0.190 0.182

Siendo este todo el proceso de laboratorio, en la siguiente sección del informe se procederá a ver los cálculos realizados y los procedimientos obtenidos.

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12 5. Cálculos y resultados

Como se comentó en el anterior capítulo, pasadas las 24 horas de haber metido parte de la “Mab” al horno, en tres taras, y haberlas pesado nuevamente se obtuvieron los datos de la cuarta columna de la siguiente tabla. Tabla 5. Resumen de pesos obtenidos en laboratorio.

Numeració n 053 055 064

Solo tara 0.057 0.047 0.053

Peso (kg) Tara y m. húmeda 0.216 0.211 0.200

Tara y m. seca 0.196 0.190 0.182

Una vez conocidos y anotados los datos de la tabla anterior, se procedió a calcular el contenido de humedad, basándonos en las siguientes fórmulas:



 WMH  WMS  *100% WMS

WMH  WT  MH  WT WMS  WT  MS  WT Para:

 : Contenido de humedad porcentual. WT  MH : Peso de muestra húmeda y tara. WT  MS : Peso de muestra seca y tara. WMH : Peso de muestra húmeda. WMS : Peso de muestra seca. WT : Peso de tara.

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Tabla 6. Valores obtenidos para el cálculo del contenido de humedad.

Numeración 053 055 064

WMH (kg) 0.159 0.164 0.147

WMS (kg) 0.139 0.143 0.129

 (%)

14.39 14.69 13.95 14.34

Se aprecia que, en promedio, existe un contenido de humedad porcentual del 14.34 %, siendo la tercera muestra la de menor valor y la segunda la de mayor. La variación entre estos valores, a pesar de ser mínimo, se debe a la distribución de partículas que contenía cada una de las tres muestras, teniendo la tercera una ínfima, pero mayor en comparación a las otras dos muestras, cantidad de gravas, mientras que la segunda mostraba el caso contrario. Esto alterará el contenido de humedad porcentual, debido a que las piedras (en este caso) poseen menor contenido de humedad que la tierra.

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Conclusiones 

El contenido de humedad estará relacionado al tamaño y tipo de partículas que posea la muestra, esto se apreció en la segunda y tercera muestra, ya que la variación de contenido de humedad entre etas estaba determinada por la cantidad de piedras pequeñas que estas poseían.



El ensayo descrito en la NTP 339.185 fue aprendido por el grupo. Se aprecia a que este no requiere de un proceso complejo.

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Recomendaciones 

A pesar de que las Mab (Muestras alteradas en bolsa) no deben de ser usadas para determinar el contenido de humedad, se utilizó para este caso con el fin de posteriormente poder comparar sus resultados con el contenido de humedad obtenido de la Mib (Muestra inalterada en bloque). Es por esto, que se recomienda tener consideraciones, aunque sean mínimas, al momento de guardar las Mab con la finalidad de no alterar excesivamente su humedad. Consideraciones tales como: Guardarlas en un lugar a temperatura ambiente, en el que se evite el flujo de aire.

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Anexos

Figura 10. Taras con muestras húmedas.

Figura 7. Tara 053 siendo pesada.

Figura 11. Tara 053 y muestra húmeda siendo pesadas.

Figura 8. Tara 055 siendo pesada.

Figura 12. Tara 055 y muestra húmeda siendo pesadas.

Figura 9. Tara 064 siendo pesada.

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Figura 13. Tara 064 y muestra húmeda siendo pesadas.

Figura 16. Tara 053 y muestra seca siendo pesadas.

Figura 14. Muestras siendo metidas en el horno.

Figura 17. Tara 055 y muestra seca siendo pesadas.

Figura 15. Muestras en el horno.

Figura 18. Tara 064 y muestra seca siendo pesadas.

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Bibliografía Comisión de Normalización y de Fiscalización de Barreras Comerciales no Arancelarias INDECOPI. (2013). AGREGADOS. Método de ensayo normalizado para contenido de humedad total evaporable de agregados por secado. Lima. Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. (s.f.). Norma E.050 Suelos y Cimentaciones. In Reglamento Nacional de Edificaciones (p. 55). Lima. Retrieved Septiembre 8, 2019, from http://www3.vivienda.gob.pe/dgprvu/docs/RNE/T %C3%ADtulo%20III%20Edificaciones/53%20E.050%20SUELOS%20Y %20CIMENTACIONES.pdf