Medición de la Densidad en Campo – Excel

¡Saludos! colegas que visitan nuestra web La Librería del Ingeniero, a continuación le presentamos la práctica de laboratorio donde se determina los pesos volumétricos húmedos, seco y el contenido de humedad de un material en campo, en su condición natural o compactada.

La densidad es una medida del estado de empaquetamiento de las partículas del suelo y para esto la densidad seca es una de las medidas más apropiadas.

La densidad de campo se realiza con el propósito de determinar las densidades húmeda y seca y, el contenido de humedad del suelo compactado, para luego ser comparado con densidad máxima del laboratorio con el propósito de determinar el grado de compactación

Medición de la Densidad de Campo

Existen varios métodos para determinar la densidad de una masa del suelo en campo, los más comunes son:

1. Monolito inalterado
2. Método del globo de hule
3. Método del cilindro biselado
4. Cono y Arena
5. Densímetro Nuclear

Monolito inalterado:

Se hace una pequeña calicata y se extrae una pequeña parte del material (suelos arcillosos), la muestra no se debe disgregar y conservar su densidad.

Posteriormente, la muestra se pesa y se agrega la parafina, se determina el peso de la muestra más la parafina.

Luego, se introduce en la balanza hidrostática y se determina el peso sumergido en agua.

Se conoce:

• El peso de la muestra = Wm
• El peso de la muestra más parafina= Wm+p
• El peso de la parafina: Wp = Wm+p- Wm>
• Peso unitario de la parafina = 0,9 gr/cm3.
• Volumen de La parafina: Vp = Wp/γp.
• El peso sumergido de la muestra más parafina: Wm+p(sumergido)

Donde:
Vm= Volumen de la muestra.
Vm+p= Volumen de la muestra más parafina.

Método de Cono y Arena:

El aparato del cono de arena consiste de un frasco de plástico o vidrio con un cono de metal unido a su parte superior.

Placa base para su uso esto puede hacer mas difícil la nivelación pero permite en el ensayo abrir agujeros de diámetro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente.

La arena de Ottawa, es una arena limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Además, deberá tiene un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contiene partículas que queden retenidas en el tamiz de 2mm (N°20).

Es una arena uniforme de forma redondeada a sub−redondeada (favorece que fluya libremente) y desprovista de partículas o arena fina (menores a 0,250 mm. tamiz N°60), para prevenir segregación en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica.

Montaje del ensayo:

1.- Se procede a pesar el cono con la arena ya en su interior como peso inicial.

2.- Se coloca la placa y se procede a cavar con ayuda de un cincel.
3.- Se observa ya la cavidad formada se procura que las paredes estén uniformes, también se ve la materia extraída se procura que no pierda su humedad natural.

4.- Se procede a colocar el cono de arena invertido y abrir la llave hasta que se llene de arena la cavidad hecha.

5.- Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final.

Por lo tanto:

Como:

La densidad húmeda compacta será:

Del material excavado en campo se le determina el contenido de humedad y de esta manera se halla la densidad seca del suelo:

Método del globo de hule:

El procedimiento es similar al del método del Cono de arena; se hace un hueco de prueba y se determinan el peso húmedo del suelo retirado del hueco y su contenido de agua. Sin embargo, el volumen del hueco se determina introduciendo a éste un globo de hule con agua de un recipiente calibrado, del cual el volumen se lee directamente.

El peso específico seco del suelo compactado se determina usando la ecuación:

W = peso seco del suelo excavado del hueco (k)
V = volumen del hueco (m3).

Método del densímetro Nuclear (TROXLER):

Los medidores nucleares de densidad son ahora usados con frecuencia para determinar el peso específico seco compactado de suelo. Los densímetros nucleares operan en calicatas o desde la superficie del terreno.

El aparato mide el peso específico húmedo por volumen unitario, el contenido de humedad, litros de agua por metro cúbico y el peso específico seco de suelo compactado. También es usado en la carpeta de rodamiento de pavimentos flexibles (mide densidad, y relación de vacíos) y en pavimentos rígidos (mide la densidad).

Grado de Compactación

Se debe cumplir el 95% de compactación en campo de lo que se compacte en el laboratorio.