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• Elibeth Maldonado

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INFORME N°1 DETERMINACIÓN EN EL LABORATORIO DEL CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) DE MUESTRAS DE SUELO, ROCA Y MEZCLAS DE SUELO-AGREGADO.

MALDONADO HENRIQUEZ ELIBETH MORÓN VILLAZÓN CARMELITA VILLAQUIRAN MARULANDA EVELIN

ING. YOLANDA JIMÉNEZ FUENTES

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DEL AREA ANDINA AREA: MECANICA DE SUELOS GRUPO: 602 VALLEDUPAR-CESAR 2015

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Determinación en el laboratorio del contenido de agua (humedad) de muestras de suelo, roca y mezclas de suelo-agregado. OBJETIVO ESPECIFICO o Determinar el contenido de humedad natural del suelo. o Conocer la utilidad adecuada de los materiales y equipos utilizados. INTRODUCCIÓN La Mecánica de Suelos es una ciencia empírica, basada en la experimentación, la cual nos facilita ensayos y procedimientos para poder determinar las diferentes propiedades físicas y mecánicas de un suelo. El presente informe tiene por finalidad, determinar el procedimiento para el cálculo de algunas propiedades tales como el contenido de humedad natural de un suelo. 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 se 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.

MARCO TEORICO

EL SUELO El suelo es un medio constituido por partículas, tanto minerales como orgánicas, de muy diversos tamaños, desde las piedras fácilmente apreciables a simple vista hasta las partículas de arcilla menores de 0,002 mm. Algunas de estas partículas pueden encontrarse separadas, mientras que otras están unidas entre sí formando agrupaciones mayores, más o menos duraderas, denominadas agregados. Estos pueden tener distintas formas y tamaños (micro agregados, grumos, terrones) y están formados por la agregación de partículas relativamente gruesas (arenas y limos) unidas por materiales cementantes más finos (arcillas, carbonatos, humus). Entre estas partículas y agregados se encuentra un sistema de poros formado por huecos, también de muy diversas formas y tamaños, interconectados en todas las direcciones. Normalmente los poros más pequeños se encuentran ocupados por agua y los mayores por aire. Esta distribución en el espacio de la materia sólida y de los espacios vacíos es lo que se conoce como estructura del suelo, y es la que permite que el suelo funcione como un soporte poroso que proporciona agua, aire y nutrientes a las raíces de las plantas. GENERALIDADES Los suelos pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de suelo pueden pasar por cuatro estados, los cles se describen a continuación: o Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los suelos tengan un peso constante (generalmente 24 horas). o Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre. o Saturado y Superficialmente seco (SSS). En un estado límite en el que los suelos tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado solo se logra en el laboratorio. o Totalmente Húmedo. Todos los suelos están llenos de agua y además existe agua libre superficial. El contenido de humedad en los suelos se puede calcular mediante la utilización de la siguiente fórmula: P = [(W–D)/D] * 100 Donde; P: es el contenido de humedad [%] W: es la masa inicial de la muestra [g] D: es la masa de la muestra seca [g]

También existe la Humedad Libre donde esta se refiere a la película superficial de agua que rodea el suelo; la humedad libre es igual a la diferencia entre la humedad total y la absorción del suelo, donde la humedad total es aquella que se define como la cantidad total que posee un suelo. FORMAS DE AGUA EN EL SUELO o Agua de Combinación Química: Forma parte de compuestos químicos, ejm: Limonita. Esta agua no es disponible para las plantas, y es biológicamente inactiva. o Agua Higroscópica: Agua contenida en los suelos secos al aire, aquella que está en equilibrio con la humedad ambiente. Inactiva biológicamente. o Agua Capilar: Agua contenida en los microporos del suelo. Disponible para las plantas. Biológicamente activa. o Agua Gravitacional (no capilar): Agua contenida en los microporos del suelo y que drena por la fuerza de gravedad (agua de drenaje). Si su movimiento es lento, puede ser utilizada por las plantas.

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. La determinación de contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada desuelo en términos de su peso en seco. Como una definición; W=

Ww 100 Ws

Donde

W w es el peso de agua presente en la masa de suelos y

Ws

es el

peso de los sólidos en el suelo. Podría definirse el contenido de humedad como la relación del peso de agua presente y el total de peso de la muestra.

MATERIALES-EQUIPOS o Horno: controlado termostáticamente, preferiblemente de tiro forzado, y que pueda mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5 ºC (230 ± 9 ºF) en toda la cámara de secado.

o Balanzas: con una legibilidad de 0.01 g para muestras que tengan una masa de 200 g o menos; y una debilidad de 0.1g para muestras que tengas unas masa mayor de 200 g. en cualquier caso. La balanza utilizada deberá ser controlada por el número necesario de dígitos significativos o Humedómetro: equipo ideal para determinar el contenido de agua en agregado fino y materiales granulares. No requiere de cálculo posterior, El manómetro FORNEY proporciona lectura directa de la reacción química entre el agente (carburo de calcio) y el agua que producen gas acetileno a presión. El grupo de equipo incluye estuche de plástico de alto desempeño, tanto el agua con el polvo no penetran al interior, incluye estructura reforzada, el sello continuo Dri-Loc sella y presuriza al equipo para protegerlo de las inclemencias del tiempo y del rudo manejo. El grupo de equipo incluye contenedor con manómetro, báscula digital Ohaus, cucharón, cepillo para limpieza, tela para limpieza y dos bolas de acero para pulverizar suelo.

o Recipientes para muestras: (adecuados), hechos de un material resistente a la corrosión y a cambios en su masa al ser sometidos a calentamientos y enfriamientos repetidos, a la exposición a materiales de pH variado y a operaciones de limpieza.

PROCEDIMIENTO HUMEDAD NATURAL 1. se determina y se registra la masa de un recipiente en limpio y seco.

2. se escoge una muestra de ensayo representativa, en la cual se observa granos finos y gruesos, para que este esté equilibrada.

3. Pesar la muestra en la balanza con el recipiente.

4. Suponemos que Introducimos la tara con la muestra en el horno durante 24 horas a 110 ºC y retiramos al día siguiente la muestra ya seca dejándola enfriar y pesandola.

5. Hicimos los cálculos para determinar el contenido del agua de la muestra así como el peso seco de la muestra.

HUMEDÓMETRO 1. se escoge una muestra de ensayo representativa, en la cual se observa granos finos y gruesos, para que este esté equilibrada.

2. se agrega una pequeña porción en el humedómetro de esa muestra y 2 cucharaditas de carbonato de calcio.

3. Se tapa el humedómetro y se mueve por varios segundos.

4. Obtuvimos con el cálculo de la humedad.

RESULTADOS CALCULOS DE HUMEDAD NATURAL P1 – P 2 ∗100 P 2−P 3

Hn(%) =

P1= peso de la muestra húmeda + recipiente = 59.5gr P2= peso de la muestra seca = 57gr P3= peso del recipiente =12.8gr 59.5 gr – 57 gr Hn(%) = 57 gr−12.8 gr ∗100=5 de humedad natural Hn(%) = 5% CALCULOS HUMEDÓMETRO P1 – P 2 ∗100 P 2−P 3

Hn(%) =

P1= peso de la muestra húmeda + recipiente P2= peso de la muestra seca. P3= peso del recipiente. Dónde: los cálculos se llevaron a cabo con el humedómetro. Hn(%)=

9.8gr

P1= 59.5gr P2= peso de la muestra seca.= ? P3=12.8gr 59.5 gr – P 2 Hn(%) = P 2−12.8 gr ∗100 9.8%= (P2 - 12.8gr)* 59.5gr - P2 P2= 17.2gr 59.5 gr – 17.2 gr Hn(%) = 17.2 gr−12.8 gr ∗100=9.6 Hn(%)= 9.6

Se establece la diferencia entre el peso de la muestra húmeda menos el peso de la muestra seca para establecer el grado de agua de la muestra de estudio. agua=59.5 gr – 17.2 gr =42.3 gr de agua .

CONCLUSION La muestra de suelo estudiada presenta una humedad natural relativamente baja, que permite trabajar con el suelo independientemente de su capacidad de carga, pues esa condición debe ser determinada por otro tipo de estudio.

BIBLIOGRAFÍA