Distribución del tamaño de las partículas del suelo por método de gravedad específica

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El método del hidrómetro se utiliza para determinar la distribución del tamaño de las partículas del suelo de grano fino que pasa por un tamiz de 75 µ. Un hidrómetro mide la gravedad específica de la suspensión del suelo en el centro del bulbo. La gravedad específica depende de la masa de sólidos presentes y del tamaño de las partículas.

Distribución del tamaño de las partículas del suelo por método de gravedad específica

Equipo requerido

El equipo requerido para el procedimiento de prueba es:

1. Hidrómetro
2. Probeta graduada de vidrio (tarro), 1000ml
3. Cilindro (tarro) tapón de goma
4. agitador mecanico
5. Balanza de pesaje, precisión 0.01g
6. horno
7. Peptizador.
8. Desecador
9. plato de evaporación
10. Matraz Erlenmeyer o vaso de precipitados, 1000ml
11. Cronógrafo
12. lavar botella
13. termómetro
14. baño de agua
15. tamiz de 75μ
16. escala

Teoría de la prueba del hidrómetro

El tamaño de partícula (D) viene dado por la siguiente fórmula:

dónde

entre ellos,
norte = viscosidad del agua, G = gravedad específica de los sólidos,
_PAG.w = densidad del agua (gm/ml); , H_mi= profundidad efectiva, t = tiempo en minutos en que se realiza la observación, calculado con respecto al inicio del hundimiento. El porcentaje más fino que el tamaño D es

donde R = valor corregido del hidrómetro, Ms = masa de suelo seco en 1000 ml de suspensión.

Procedimiento de prueba del hidrómetro

Parte – 1: Calibración del hidrómetro

1. Tome alrededor de 800 ml de agua en un cilindro graduado. Coloque el cilindro sobre la mesa y observe la primera lectura.
2. Sumerja el hidrómetro en el cilindro. Realice una lectura después del remojo.
3. Determine el volumen del hidrómetro (Ⅴ_h) que es igual a la diferencia entre la lectura final y la lectura inicial. O mida el peso del hidrómetro hasta 0,1 g. El volumen de un hidrómetro en ml es aproximadamente igual a la masa en gramos.
4. Determine el área de la sección transversal (A) del cilindro. Es igual al volumen que se muestra entre dos marcas divididas por la distancia entre ellas. Las distancias se miden a una escala exacta.
5. Mida la distancia (H) entre el cuello y la parte inferior de la bombilla. Registre como altura del bulbo (h).
6. Mida la distancia (H) desde el cuello hasta cada marca en el hidrómetro (r_tiempo).
7. Determine la profundidad efectiva (h_mi), correspondiente a cada marca (r_tiempo) como[Note: The factor V_H/A should not be considered when the hydrometer is not taken out when taking readings after the start of the sedimentation at ½, 1, 2, and 4 minutes.]
8. Dibuje una curva de calibración entre h_mi y r_tiempoO tener una mesa en el medio. h_mi y r_tiempoSe puede usar una curva para encontrar la profundidad efectiva h_mi corresponde a la lectura r_tiempo.
   

   Figura 1: Método hidrométrico

Figura 2: Cuadro de calibración del hidrómetro

Parte – 2: Corrección de menisco

1. Inserte el hidrómetro en un cilindro graduado que contenga aproximadamente 700 ml de agua.
2. Obtenga lecturas del hidrómetro en la parte superior e inferior del menisco.
3. Determine la corrección del menisco igual a la diferencia entre las dos medidas.
4. corrección de menisco Ja_metros es positiva y constante con respecto al hidrómetro.
5. Lectura del hidrómetro observada r_tiempo‘ Compensado para obtener una lectura de hidrómetro calibrada r_tiempo Como

Parte – 3: Pretratamiento y Dispersión

1. Pesar con precisión, con una precisión de 0,01 g, aproximadamente 50 g de muestra de suelo secada al aire que se pasó a través de un tamiz IS de 2 mm obtenida por estriado de una muestra secada al aire que se pasó a través de un tamiz IS de 4,75 mm. Coloque la muestra en un matraz Erlenmeyer de boca ancha.
2. Agregue aproximadamente 150 ml de peróxido de hidrógeno a la muestra de suelo en el matraz. Revuelva suavemente con una varilla de vidrio durante unos minutos.
3. Cubra el matraz con una placa de vidrio y déjelo toda la noche.
4. Coloque la mezcla en el matraz Erlenmeyer en un plato giratorio y caliente suavemente. Revuelva el contenido regularmente. Cuando el vigoroso burbujeo cede, la reacción se completa. Llevar a ebullición y reducir a 50 ml. Apague el fuego y deje que el contenido se enfríe.
5. Si el suelo contiene compuestos de calcio insolubles, agregue aproximadamente 50 ml de ácido clorhídrico a la mezcla enfriada. Revuelva la solución con una varilla de vidrio durante varios minutos. Déjalo reposar durante aproximadamente una hora. Una vez que se completa el tratamiento, la solución exhibe una reacción ácida al tornasol.
6. Filtrar la mezcla y lavar con agua tibia hasta que el filtrado no muestre reacción ácida.
7. Use un chorro de agua destilada para transferir la tierra húmeda del filtro y el embudo al plato de evaporación. Use un mínimo de agua destilada.
8. Coloque el plato de evaporación y su contenido en un horno para que se seque a 105-110°C. Transfiera el plato a un desecador y déjelo enfriar.
9. Tome la masa del suelo secado al horno después del pretratamiento y encuentre la pérdida de masa debida al pretratamiento.
10. Agregue 100 ml de solución de hexametafosfato de sodio al suelo secado al horno en el plato de evaporación pretratado.
11. Caliente suavemente la mezcla durante unos 10 minutos.
12. Transfiera la mezcla a la taza de la mezcla de la máquina. Enjuague todos los restos de suelo del plato de evaporación con un chorro de agua destilada. Utilice unos 150 ml de agua. Revuelva la mezcla durante unos 15 minutos.
13. Transfiera la suspensión de suelo a un tamiz de 75 µIS colocado en el receptor (bandeja). Lave el suelo en este tamiz usando un chorro de agua destilada. Utilice unos 500 ml de agua.
14. Transferir la suspensión de suelo que ha pasado por el tamiz de 75 µ a una probeta graduada de 1000 ml. Agregue más agua para hacer exactamente 1000ml.
15. Recoja el material retenido en el tamiz de 75 µ. Secar al horno. Determina su masa. Si lo desea, realice un análisis de tamiz de esta fracción.

Parte – 4: Prueba de sedimentación

1. Coloque un tapón de goma en el extremo abierto del cilindro graduado que contiene la suspensión de suelo. Agite vigorosamente hacia arriba y hacia abajo para mezclar bien la suspensión.
2. Después de agitar, retire el tapón. Coloque el cilindro graduado sobre la mesa y ponga en marcha el cronómetro.
3. Sumerja suavemente el hidrómetro a una profundidad ligeramente por debajo de la profundidad del flotador y luego déjelo flotar libremente.
4. Tome la lectura del hidrómetro (r_tiempo‘) Mida después de 1/2, 1, 2 y 4 minutos sin quitar el hidrómetro del cilindro.
5. Retire el hidrómetro del cilindro y enjuague con agua destilada.
6. Haga flotar el hidrómetro en otro cilindro que contenga solo agua destilada y llévelo a la misma temperatura que el cilindro de prueba.
7. Retire el hidrómetro del cilindro de agua destilada y limpie el vástago. Inserte en el cilindro que contiene la suspensión y lea a intervalos de tiempo transcurridos de 8 minutos en total. El tiempo de lectura es de unos 10 segundos. Retire el hidrómetro, enjuague y colóquelo en agua destilada después de la lectura.
8. Repita el paso (7) para obtener mediciones en intervalos de tiempo transcurridos de 15, 30, 60, 120 y 240 minutos.
9. Después de 240 minutos (4 horas) de lectura, lea dos veces en 24 horas. Debe prestar atención a la hora exacta de lectura.
10. Registre la temperatura de la suspensión una vez durante los primeros 15 min y luego en todas las lecturas posteriores.
11. Después de la última lectura, vierta la suspensión en un plato de evaporación y séquelo en un horno para encontrar la masa seca.
12. Determinar la corrección compuesta antes del inicio de la prueba y después de 30 min, 1, 2 y 4 h. Luego se determina una corrección compuesta inmediatamente después de cada lectura.
13. Para determinar la corrección compuesta (C), inserte el hidrómetro en un cilindro de comparación que contenga 100 ml de solución dispersante en 1000 ml de agua destilada a la misma temperatura. Tome la lectura correspondiente a la parte superior del menisco. Una lectura negativa es una corrección compuesta.

Figura 3: Movimiento hacia abajo del hidrómetro

Hoja de datos de prueba de hidrómetro

Masa de suelo seco (Ms)=_______g Corrección de menisco (Cm)= +_______ Gravedad específica sólida (G)= ______
Tabla 1: Hoja de registro de observación

Resultado de la prueba del hidrómetro

Las curvas de distribución del tamaño de partícula se pueden trazar utilizando el tamaño de partícula y el porcentaje de finura.