El método del hidrómetro se utiliza para determinar la distribución del tamaño de partícula de los suelos de grano fino que pasan por un tamiz de 75 μ. El hidrómetro mide la gravedad específica de la suspensión del suelo en el centro de su bulbo. La gravedad específica depende de la masa de sólidos presentes, que a su vez depende del tamaño de partícula.
Distribución del tamaño de partícula del suelo por método del hidrómetro.
Equipo requerido.
El equipo requerido para el procedimiento de prueba es:
1. Hidrómetro
2. Cilindro de medición de vidrio (frasco), 1000ml
3. Tapón de goma para el cilindro (frasco)
4. Agitador mecánico
5. Balanza de pesaje, precisión 0,01 g
6. Horno
7. Agente Deflocculating.
8. Desecador
9. Plato evaporador
10. Frasco cónico o vaso de precipitado, 1000ml
11. Cronómetro
12. Botella de lavado
13. Termómetro
14. Baño de agua
15. 75 μ tamiz
16. Escala
Teoría de la prueba del hidrómetro.
El tamaño de partícula (D) viene dado por:
Dónde:
En el cual,
n = viscosidad del agua en el aplomo,
G = gravedad específica de los sólidos,
Pw = densidad del agua (GM/ml); ,
He= profundidad efectiva,
t = tiempo en minutos en que se toma la observación, contado con respecto al comienzo de la sedimentación.
El porcentaje más fino que el tamaño D es dado por:
Dónde:
R = lectura de Hidrómetros corregida, MS = masa de suelo seco en suspensión de 1000ml.
Procedimiento de la prueba del hidrómetro.
Parte – 1: Calibración del hidrómetro.
1. Tome alrededor de 800ml de agua en un cilindro de medición. Coloque el cilindro sobre una mesa y observe la lectura inicial.
2. Sumergir el hidrómetro en el cilindro. Tome la lectura después de la inmersión.
3. Determine el volumen del hidrómetro (VH) que es igual a la diferencia entre las lecturas finales y las iniciales. Alternativamente, sopesar el hidrómetro al 0,1 g más cercano. El volumen del hidrómetro en ml es aproximadamente igual a su masa en gramos.
4. Determine el área de la sección transversal (A) del cilindro. Es igual al volumen indicado entre dos graduaciones divididas por la distancia entre ellas. La distancia se mide con una escala exacta.
5. Mida la distancia (H) entre el cuello y la parte inferior de la bombilla. Grabarlo como la altura de la bombilla (h).
6. Mida la distancia (H) entre el cuello y las marcas del hidrómetro (Rh).
7. Determine la profundidad efectiva (He), correspondiente a cada una de las marcas (Rh) como [Nota: el factor VH/A no debe considerarse cuando el hidrómetro no se toma al tomar lecturas después del inicio de la sedimentación a 1/2, 1, 2 y 4 minutos.]
8. Dibuje una curva de calibración entre He Y Rh. Alternativamente, prepare una tabla entre He Y Rh. La curva se puede utilizar para encontrar la profundidad efectiva He correspondiente a la lectura Rh.
Fig 1: Método del hidrómetro.
Fig 2: Diagrama de calibración del hidrómetro
Parte – 2: Corrección de menisco.
1. Inserte el hidrómetro en el cilindro de medición que contenga alrededor de 700Ml de agua.
2. Tomar las lecturas del hidrómetro en la parte superior y en la parte inferior del menisco.
3. Determine la corrección del menisco, que es igual a la diferencia entre las dos lecturas.
4. La corrección del menisco Cm es positivo y es constante para el hidrómetro.
5. La lectura del hidrómetro observado Rh’ se corrige para obtener la lectura corregida del hidrómetro Rh como:
Parte – 3: Pre-tratamiento y dispersión.
1. Pese exactamente, al 0.01 g más cercano sobre la muestra de suelo secada al aire 50g que pasa 2m m es tamiz, obtenido por el giratoria de la muestra secada al aire que pasa 4.75 mm es tamiz. Coloque la muestra en un frasco cónico de boca ancha.
2. Añadir aproximadamente 150ml de peróxido de hidrógeno a la muestra de suelo en el frasco. Remuévalo suavemente con una varilla de vidrio durante unos minutos.
3. Cubra el frasco con una placa de vidrio y déjelo reposar durante la noche.
4. Calentar suavemente la mezcla en el frasco cónico después de mantenerla en una placa evaporadora. Revuelva el contenido periódicamente. Cuando la espuma vigorosa disminuye, la reacción es completa. Reduzca el volumen a 50ml hirviendo. Deje de calentar y enfríe el contenido.
5. Si el suelo contiene compuestos de calcio insoluble, añada alrededor de 50ml de ácido clorhídrico a la mezcla enfriada. Revuelva la solución con una varilla de vidrio durante unos minutos. Deje reposar durante una hora. La solución tendría una reacción ácida al tornasol cuando el tratamiento esté completo.
6. Filtrar la mezcla y lavarla con agua tibia hasta que el filtrado no muestre reacción ácida.
7. Transfiera el suelo húmedo del filtro y el embudo a una placa evaporadora con un chorro de agua destilada. Utilice la cantidad mínima de agua destilada.
8. Coloque el plato evaporante y su contenido en un horno y séquelo a 105 a 110 grado C. transfiera el plato a un desecador y deje que se enfríe.
9. Tome la masa del suelo secado del horno después del pretratamiento y encuentre la pérdida de masa debido al pretratamiento.
10. Añada 100 ml de solución de HEXA-metaposfato de sodio al suelo seco del horno en el plato evaporante después del tratamiento previo.
11. Caliente la mezcla suavemente durante unos 10 minutos.
12. Transfiera la mezcla a la taza de una mezcla mecánica. Use un chorro de agua destilada para lavar todas las trazas del suelo fuera de la placa evaporadora. Use alrededor de 150ml de agua. Agitar la mezcla durante unos 15 minutos.
13. Transfiera la suspensión del suelo a un tamiz de 75 μ IS colocado en un receptor (pan). Lave el suelo en este tamiz usando un chorro de agua destilada. Use alrededor de 500ml de agua.
14. Transfiera la suspensión del suelo pasando el tamiz de 75 μ a un cilindro de medición de 1000ml. Añada más agua para que el volumen sea exactamente igual a 1000ml.
15. Recoja el material retenido en el tamiz de 75 μ. Séquelo en un horno. Determine su masa. Si es necesario, realice el análisis del tamiz de esta fracción.
Parte – 4: Prueba de sedimentación.
1. Coloque el tapón de goma en el extremo abierto del cilindro de medición que contenga la suspensión del suelo. Agitar vigorosamente end-over-end para mezclar la suspensión a fondo.
2. Quite el tapón después de que el temblor esté completo. Coloque el cilindro de medición sobre la mesa e inicie el reloj de parada.
3. Sumerja el hidrómetro suavemente a una profundidad ligeramente por debajo de la profundidad flotante, y luego permita que flote libremente.
4. Tome la lectura del hidrómetro (Rh’) después de 1/2, 1, 2 y 4 minutos sin quitar el hidrómetro del cilindro.
5. Sacar el hidrómetro del cilindro, enjuagarlo con agua destilada.
6. Flote el hidrómetro en otro cilindro que contenga sólo agua destilada a la misma temperatura que la del cilindro de ensayo.
7. Sacar el hidrómetro del cilindro de agua destilada y limpiar su tallo. Insértelo en el cilindro que contiene la suspensión para tomar la lectura en el intervalo de tiempo total transcurrido de 8minutes. Se deben tomar unos 10 segundos mientras se toma la lectura. Quite el hidrómetro, enjuáguelo y colóquelo en el agua destilada después de leerlo.
8. Repita el paso (7) para tomar lecturas a 15, 30, 60, 120 y 240minutes intervalo de tiempo transcurrido.
9. Después de 240 minutos (4 horas) de lectura, tome las lecturas dos veces en 24 horas. Debe tenerse en cuenta la hora exacta de la lectura.
10. Registre la temperatura de la suspensión una vez durante los primeros 15 minutos y posteriormente en el momento de cada lectura subsiguiente.
11. Después de la lectura final, vierta la suspensión en un plato evaporador, séquelo en un horno y encuentre su masa seca.
12. Determine la corrección compuesta antes del comienzo de la prueba y también en 30min, 1, 2 y 4 horas. Posteriormente, justo después de cada lectura, se determina la corrección compuesta.
13. Para la determinación de la corrección compuesta (C), inserte el hidrómetro en el cilindro de comparación que contenga 100ml de solución dispersante en 1000 ml de agua destilada a la misma temperatura. Tome la lectura correspondiente a la parte superior del menisco. El negativo de la lectura es la corrección compuesta.
Fig 3: Movimiento descendente del hidrómetro
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