PRÁCTICA N. 4 ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD Y PESO UNITARIO

Summary

El video presenta una explicación detallada sobre dos ensayos importantes en mecánica de suelos: el contenido de humedad según la norma 122 del Instituto Nacional y el peso unitario de los materiales. Se describe cómo calcular el peso unitario en muestras regulares e irregulares, subrayando su relevancia para evaluar la resistencia de los suelos. Se utilizan instrumentos de laboratorio como tornos, cortadores y métodos de desplazamiento de volumen. Además, se destaca la importancia de mantener muestras con formas regulares para obtener resultados precisos en futuros ensayos de resistencia.

Takeaways

• 📏 La norma 122 del Instituto Nacional es utilizada para el contenido de humedad.
• ⚖️ El peso unitario no tiene una norma específica y es esencial para calcular las relaciones de fase.
• 🏋️‍♂️ A mayor peso unitario, se espera que la resistencia del material sea mayor.
• 🔍 Para determinar el peso unitario seco, es necesario conocer el contenido de humedad.
• 📐 El volumen de una muestra regular se puede determinar fácilmente con un cilindro, utilizando su área y altura.
• 🌡️ El contenido de humedad se obtiene pesando una muestra antes y después de secarla.
• 🔧 Las muestras irregulares requieren métodos alternativos para determinar el volumen, como el desplazamiento de agua.
• 🛠️ Se utiliza un torno o tallador para regularizar las muestras de suelo en el laboratorio.
• 📊 Se deben tomar tres diámetros y tres alturas para obtener un promedio y calcular el volumen y peso unitario.
• 💧 La parafina se usa para impermeabilizar muestras irregulares antes de medir su volumen por desplazamiento.

Q & A

¿Qué norma se utiliza para medir el contenido de humedad?

La norma utilizada para medir el contenido de humedad es la Norma 122 del Instituto Nacional.

¿Qué es el peso unitario y por qué es importante?

El peso unitario es el peso del material sobre su volumen. Es importante porque ayuda a calcular las relaciones de fase y puede dar una idea del comportamiento del material, ya que a mayor peso unitario se espera una mayor resistencia.

¿Cómo se determina el peso unitario de una muestra regular?

El peso unitario de una muestra regular se determina midiendo el peso y el volumen. Para un cilindro, el volumen se calcula con el área y la altura del cilindro, mientras que el peso se mide directamente.

¿Cuál es la complicación al determinar el peso unitario de muestras irregulares?

Para muestras irregulares, es más complicado medir el volumen, ya que no se puede hacer con medidas directas como diámetro o altura. En estos casos, se puede aplicar el método de desplazamiento de volumen.

¿Qué método se utiliza para impermeabilizar muestras irregulares antes de medir el volumen?

Para impermeabilizar muestras irregulares, se cubre la muestra con parafina para sellar los poros antes de sumergirla y medir su volumen por desplazamiento.

¿Cómo se determina la humedad de una muestra en este ensayo?

La humedad se determina tomando un fragmento de la muestra, pesándolo en su estado húmedo, secándolo y calculando la diferencia de peso para determinar el contenido de agua.

¿Qué datos se necesitan para calcular el peso unitario seco?

Para calcular el peso unitario seco se necesita conocer el peso unitario total (húmedo) y el contenido de humedad de la muestra.

¿Cuál es la relación altura-diámetro recomendada para las muestras según la norma?

La norma recomienda que las muestras tengan una relación de dos a uno entre la altura y el diámetro.

¿Cómo se cortan y ajustan las muestras en el laboratorio?

Las muestras se tallan y cortan usando un torno o tallador para dejarlas con un diámetro y altura regulares que cumplan con la relación altura-diámetro recomendada.

¿Qué se hace con las muestras una vez cortadas y talladas en el laboratorio?

Una vez cortadas y talladas, las muestras se miden para obtener su volumen, se pesan para obtener su peso y se prepara para medir su contenido de humedad y peso unitario seco.

Outlines

00:00

📏 Ensayo de Humedad y Peso Unitario: Introducción

Este párrafo presenta una introducción a los ensayos que se realizarán: el contenido de humedad (basado en la norma 122 del Instituto Nacional de Normas) y el peso unitario, el cual no tiene una norma específica. Se destaca la importancia del peso unitario para calcular las relaciones de fase del material y cómo a mayor peso unitario se espera mayor resistencia del suelo. Además, se menciona la diferencia entre el peso unitario de diversos materiales (suelo y acero) y su relación con la resistencia y la estructura interna de estos. Finalmente, se introduce la metodología para determinar el peso unitario y el contenido de humedad de las muestras regulares e irregulares.

05:02

🔧 Proceso de Tallado de Muestras

Este párrafo describe cómo se preparan las muestras de suelo en el laboratorio, especialmente las muestras traídas del campo que pueden venir en condiciones irregulares. Se menciona el uso de un torno para tallar la muestra y ajustarla a las dimensiones adecuadas, con el objetivo de que cumpla con la relación altura-diámetro recomendada (2 a 1). Se explica el uso de instrumentos como cortadores de muestras y la importancia de dejar las muestras en una forma regular para los ensayos de resistencia. Además, se invita a los estudiantes a participar en el proceso de tallado antes de que termine el curso.

10:02

📐 Medición y Cálculo del Peso Unitario de una Muestra Regular

En este párrafo se describe el procedimiento para medir y calcular el peso unitario de una muestra regular de suelo. Se detalla la toma de medidas precisas de los diámetros y alturas de la muestra, así como su peso total. Además, se menciona cómo estos datos permitirán a los estudiantes calcular tanto el peso unitario húmedo como el peso unitario seco, aplicando la norma 122 para determinar el contenido de humedad. También se explica el uso de recipientes para contener el material húmedo y realizar las mediciones necesarias.

15:03

⚖️ Determinación del Peso Unitario de Muestras Irregulares

Este párrafo aborda cómo calcular el peso unitario para muestras de suelo irregulares. Se utiliza el método de desplazamiento de volumen para medir el volumen del suelo, cubriendo la muestra con parafina para impermeabilizarla y evitar la saturación. Se explica cómo se utiliza una probeta graduada para medir el volumen desplazado por la muestra y cómo se determina la humedad mediante el uso de un recipiente para pesar el material húmedo. Se proporcionan detalles sobre la medición de la temperatura del agua, lo cual es importante para ajustar los cálculos posteriores.

20:09

📊 Tareas y Preparación para el Ensayo de Clasificación

El párrafo final concluye explicando que las mediciones realizadas permitirán calcular el peso unitario seco, total, húmedo y saturado de las muestras. Se asigna a los estudiantes la tarea de continuar con estos cálculos y prepararse para el ensayo de clasificación que se realizará al día siguiente. Se menciona que se utilizarán las muestras talladas y que los datos obtenidos son esenciales para completar los informes y análisis requeridos en el laboratorio.

Keywords

💡Contenido de humedad

El contenido de humedad es una medida fundamental en la mecánica de suelos que indica la cantidad de agua presente en una muestra de suelo en relación con su peso. En el video, se menciona que la norma 122 regula la forma en que se mide esta propiedad, la cual es importante para determinar el peso unitario seco de una muestra. La humedad afecta la resistencia y el comportamiento del suelo, por lo que es un valor clave en la clasificación y el análisis de materiales de construcción.

💡Peso unitario

El peso unitario es la relación entre el peso de un material y el volumen que ocupa. En el video, se destaca la importancia de esta propiedad para determinar las relaciones de fase del suelo y su resistencia. A mayor peso unitario, mayor suele ser la resistencia del material. Se menciona que hay distintos tipos de peso unitario, como el húmedo, seco, saturado y sumergido, cada uno con implicaciones específicas en el análisis de suelos.

💡Norma 122

La Norma 122 es un estándar técnico del Instituto Nacional que regula la forma en que se mide el contenido de humedad en muestras de suelo. El video hace referencia a esta norma para guiar la realización de ensayos en laboratorio, lo que permite obtener resultados consistentes y comparables. El uso de normas como esta es crucial para asegurar la precisión y uniformidad en estudios de mecánica de suelos.

💡Relación de fase

La relación de fase es un concepto que describe la proporción entre los distintos componentes de un suelo, como sólidos, agua y aire. En el video, se menciona que para calcular esta relación es necesario conocer el contenido de humedad y el peso unitario. La relación de fase es importante porque permite predecir el comportamiento del suelo bajo diferentes condiciones, como la resistencia o la compresibilidad.

💡Muestra regular

Una muestra regular es aquella que tiene una forma definida, como un cilindro, que facilita la medición de su volumen y, por ende, el cálculo del peso unitario. En el video, se ejemplifica cómo se trabaja con estas muestras en laboratorio utilizando un tallador para darle una forma uniforme y cumplir con la relación altura-diámetro recomendada en los ensayos de resistencia.

💡Muestra irregular

Las muestras irregulares son aquellas que no presentan una forma geométrica definida, lo que dificulta la medición directa de su volumen. En el video, se explica que para calcular el volumen de este tipo de muestras se recurre a métodos como el desplazamiento de agua o el uso de parafina para impermeabilizar la muestra y evitar que el agua la sature. Estos métodos permiten determinar el volumen necesario para calcular el peso unitario.

💡Ensayo de resistencia

El ensayo de resistencia es una prueba en la que se evalúa la capacidad de un material de soportar fuerzas externas sin romperse o deformarse excesivamente. En el video, se menciona la importancia de preparar correctamente las muestras, asegurándose de que tengan una forma regular y cumplan con la relación altura-diámetro especificada para obtener resultados precisos en los ensayos de resistencia.

💡Torno o tallador

El torno o tallador es una herramienta utilizada en el laboratorio para darle forma a las muestras de suelo, de manera que adquieran una geometría regular, como un cilindro, necesaria para realizar los ensayos de peso unitario y resistencia. En el video, se muestra cómo se utiliza este instrumento para ajustar la altura y el diámetro de la muestra, permitiendo obtener dimensiones adecuadas para los ensayos.

💡Desplazamiento de volumen

El desplazamiento de volumen es un método utilizado para medir el volumen de una muestra irregular mediante el desplazamiento de un líquido, generalmente agua. En el video, se explica cómo se toma una probeta con agua, se introduce la muestra impermeabilizada con parafina, y se mide el aumento del nivel del agua para determinar el volumen de la muestra. Este método es clave cuando no se puede calcular el volumen de manera directa debido a la forma irregular de la muestra.

💡Peso unitario seco

El peso unitario seco es el peso de una muestra de suelo libre de agua, dividido por su volumen. En el video, se menciona la importancia de determinar el contenido de humedad para poder calcular este valor. El peso unitario seco es crucial en la evaluación de suelos, ya que proporciona información sobre la densidad y compactación del material, aspectos fundamentales para su resistencia y estabilidad en proyectos de construcción.

Highlights

Se explican los procedimientos para medir el contenido de humedad y el peso unitario de los materiales, conforme a la Norma 122 del Instituto Nacional.

El peso unitario es un valor clave para calcular las relaciones de fase de los materiales y su resistencia.

Se mencionan diferentes tipos de peso unitario: total húmedo, saturado, sumergido y seco.

Para calcular el peso unitario seco, es necesario conocer el contenido de humedad del material.

Las muestras irregulares presentan dificultades para medir el volumen y el peso unitario, a diferencia de las muestras regulares.

Se propone el uso del método de desplazamiento para determinar el volumen de muestras irregulares.

El uso de parafina para impermeabilizar las muestras es esencial antes de medir su volumen por desplazamiento.

El procedimiento de secado en horno es crucial para determinar el contenido de humedad.

Se hace una comparación entre el peso unitario de suelos (16 kg/m3) y el de materiales como el acero (7.8 kg/m3).

La relación entre el peso unitario y la resistencia del material: mayor peso unitario implica mayor resistencia.

El uso de cilindros regulares permite una mayor precisión en los ensayos de resistencia, cumpliendo con la relación altura-diámetro de 2 a 1.

El torno o tallador es una herramienta útil para dar forma regular a las muestras de suelo, ajustándolas a las especificaciones de la norma.

Para muestras con arcilla se emplea un cortador especial que evita daños en la estructura del material.

La mecánica de suelos es una ciencia relativamente joven que comenzó a investigarse de manera más formal a partir de la década de 1940.

El ensayo de clasificación del suelo se explica al final como parte del proceso general de caracterización de los materiales.

Transcripts

vamos a mirar humedad contenido de

humedad Norma

122 y y peso unitario contenido de

humedad la norma

es

122 Instituto Nacional deas

y el peso unitario para no tiene

Norma Entonces los dos ensayos los vamos

a hacer ahí Juntos por lo que son

bastante

[Música]

Rápidos como ustedes se han dado cuenta

en sus materiales que han trabajado el

peso unitario pues es un valor también

muy importante cierto para calcular sus

relaciones de fase

es un valor también que que nos da un

una idea de cómo se va a comportar el

material cierto a mayor peso unitario

pues se espera que la resistencia sea

mayor también

cto los pesos unitarios o densidades pu

los materiales no indican eso no la

composición de su fábrica menos vacíos

si comparamos el peso unitario de un

suelo que está en el orden de 16

2 un peso unitario en acero pes unitario

del acero ya es que como 7 o cierto

Entonces ahí nos podemos dar cuenta

también la

resistencia dentro de la parte de pesos

unitarios como se dieron cuenta también

hay diferentes pesos unitarios cierto

está el total mismo húmedo está el

saturado está el sumergido está el peso

seco peso seco peso unitario

seco y por ejemplo para el peso unitario

seco Pues necesitamos la humedad por eso

es que de una vez vamos vamos a hacer la

humedad para tener obtener el peso

unitario por ejemplo una muestra regular

pues es fácil cierto peso unitario es

peso sobre volumen Entonces es fácil

determinar de volumen de un cilindro

como estos yo tengo el área tengo la

altura el

volumen la humedad pues simplemente

tomar un fragmento de este este

recipiente de este material cierto lo

peso lo pongo a secar y diferencia

porque eleso la humedad en relación de

fases aquí es igual al peso del agua

sobre el peso del slio o sea es sencillo

también de

determinar lo difícil de obtener el peso

unitario es Ya por ejemplo muestras

irregulares muestras que no presentan

ninguna forma cierto como

estas Entonces ahí sí se complica un

poquito

más porque para determinar el volumen

pues no lo puedo hacer por por diámetros

ni por altura cierto por medidas no lo

puedo hacer entonces ahí Tendremos que

aplicar eh Por desplazamiento pu

ser Entonces vamos a obtener el peso

unitario para una muestra regular y para

una muestra irregular y como ustedes

necesitan recordar el peso unitario seco

Entonces vamos a tomar la humedad

también de los dos materiales

[Música]

listos como ustedes pueden observar la

muestra Esta es una muestra inalterada

traída de campo Sacada con un tubo

chelvi

eh esas muestras vienen de campo y

vienen algo irregular no el mismo tuvo

de pronto la daña entonces lo que se

hace aquí en laboratorio es que se

utiliza un instrumento como estos esto

es un tallador o un torno c yo con esta

muestra puedo tallarla Y dejarla de un

de un diámetro y una altura determinada

cierto que quede mejor que quede más

regular y lo puedo eh llevar a una

altura y un diámetro que cumpla una

relación de es vertez cierto la norma

dice que ojalá sea de dos a uno altura

diámetro Entonces yo lo puedo hacer con

este instrumento Entonces vamos a

hacerlo este instrumento Pues nos

permite tiene en la parte de abajo una

base que

es eh tiene unas esferas unas unos

rodamientos se puede tirar fácilmente

tiene un unos eh unas guías que son

estas

Varillas yo puedo graduar aquí el el

diámetro que yo necesito dejar la

muestra tiene un tornillo vertical que

ese nos sirve para fijar la muestra y un

tornillo horizontal para desplazar Esas

guías cierto para aumentar o disminuir

el diámetro de esa muestra Entonces

vamos a dejarla por ahí un diámetro

aproximadamente de cinco después ya

tomamos los los datos real ahorita lo

dejamos en un diámetro

aproximado y después lo

cuadramos señor este que teng este esto

no lo utilizamos para cortar la muestra

es un cortador de muestras Pues que

tiene

un un mango y tiene su su forma como de

de mira pero y tiene una una cuerda que

es en acero

para poder cortar la

muestra entonces fijamos esa

muestra y vamos a cortarla a tallar

entonces con mucho

cuidado especial como para arcillosos

esto es para suelos arcillosos Sí

señor sí ya para

muestras contienen Arenas o o

conglomerados ya se usan otros elementos

se complica más más

fácil pero hay muestras que hay que

hacerlo No porque porque dejo toca

dejarlo de una forma regular en los

ensayos de resistencia siempre hay que

dejarlos de una muestra regular y

cumpliendo su relación del

vertez si se acuerdan por ejemplo en

concretos los cilindros de concretos

También tienen que cumplir cierto una

relación

dez casi siempre son cilindro de 15 por

30 o de 7 por

14 Entonces lo vamos tallando de esta

manera

di Pues ahorita tomamos Los Reales lo

dejé un diámetro

aproximado como gua Pero ahorita lo

cortamos y lo

medimos

Si quiere algún voluntario venir a a

practicar es la última oportunidad que

tienes a no ser que quieran Venid el

otro semestre

no porque ya dieron ustedes no van a

hacer esto Solo haces uno de

entonces por eso es que

aprovechen aprovechen Porque después ya

no los

dejan ya no los dejan y pues quedan mal

también No ya hay ingenieros haciendo un

proctor o haciendo pues a no ser que sea

para

investigación además si vienen por allá

de lejos

cierto lo mejor es venir a

untarse que les tomen la foto y llevar

evidencia para la casa

[Música]

qué tal decirle no me voy días

Bot preciso el

viernes entonces mir llevando la foto no

son las cosas malas de no mire mamita

mirándome

sudá no es que yo no quiera trabajar No

es que es

para qué pasa que sí sí no m

no hay una nota por participación s

claro Entonces como pueden

observar va

quedando es el arte de la arilla no que

[Música]

Lama

le ponen

sentimiento

la el arte del

es por eso es que es bonito la mecánica

de los suelos porque es algo muy muy de

hacer y esta ciencia es nueva nuevo hay

mucho Por

investigar

como de cocina también

señor no

prácticamente el 40 fue que don cas

empezó

ya había investigaciones antes

no todo pero en Case como que es el que

puso esto no por allá como en el

40 ya que empezó la mecánica de

Mod

el precursor precursor Si

pued listo Entonces como pueden observar

ya la muestra

quedó Entonces yo ahora me voy a valer

de este instrumento que es un conform

rido para cortarle las las caras para

que queden bien paralelas cierto esta

muestra vamos a tomar los datos y nos

sirve para mañana otra práctica que que

pendiente entonces la vamos a guardar

pero en este momento vamos a tomar el

pes unitario

hedo un

lado est es un conformador partido se

llama

para para cortar las muestras que nos

quede de una

[Música]

forma

Entonces ahora sí lo voy a

medir y lo voy a a dejar aproximadamente

una relación dos a un el 49 mm tendría

que dejarlo como de 98 cierto

aproximadamente

[Música]

listo Entonces ahora sí Miren la muestra

está bien regular

cierto talladita mejor ahora sí vamos a

determinarle el volumen y el peso

Entonces vamos a tomar tres diámetros

uno superior uno medio otro inferior

vamos a tomar tres alturas para que

medio de peso entonces diámetro superior

se lo voy a dar en milímetros

49.1 diámetro

medio

48.9

y y diámetro

inferior

48.9 las

alturas también se la voy a en

milímetros

99 pun

99.2 y

99.2 y vamos a pesarlo por favor peso de

la

muestra

33708 G cuánto

37.08 esos datos Pues también ustedes

son los que van izar para su informe no

entonces

bien Eso es masa cierto eso es Ah masa

Sí eso es masa no vamos a tener en

cuenta la la

gravedad listo Entonces ya con esos

datos ustedes pueden calcular cierto el

peso unitario húmido total y como

ustedes necesitan calcular el peso

unitario seco como les indicaba Entonces

vamos a de una vez aplicar la norma 122

que es la contenido de

humedad entonces para el contenido de

humedad vamos a utilizar un recipiente

como estos el número de recipientes el

número

tres y el peso del recipiente por

favor 03

e3.1 recipiente número 03

46.11 contenido

humedad

46.1 y tomamos unos fragmentos de la

muestra que acabamos de

tallar cor y lo pesamos entonces peso de

recipiente má material

húmedo

132.40 132 pun

40 listo Entonces eso llevamos para ya

tenemos tarea para mañana que

sacar coloquen el

orden

y vamos a guardar la

muestra para mañana el

ensao Entonces mañana le hacemos compón

confinada pero ya tenemos esos datos que

nos

sir

Entonces eso es lo que tiene que ver con

respecto a

alario una muestra de forma regular

ahora vamos a

tomar calcular el otro peso que es a la

forma irregular cierto forma irregular

como este

fragmento de

suelo

entonces

tomamos un fragmento de ese material

cierto lo

pesamos entonces peso del material al

aire

32.21

gramos

y vamos a determinar el volumen Entonces

el volumen se puede aplicar por volumen

desplazado o si tengo una balanza puede

ser por el empuje cierto a veces sa una

balanza se cuelga un hilito se pesa se

puede hacer de esta manera pues es más

fácil más rápido pero pues yo no puedo

introducirlo así directamente cierto

porque se satura y nos cambio el volumen

Entonces yo tengo que Hi permeabilizar

cierto sarle todos los poros entonces

para eso tenemos aquí una material

especial para eso que la

parafina la

parafina lo voy a cubrir lo voy a

impermeabilizar ya cuando garantice de

que ya todos los porlos

estén estén

sellados entonces aquí tenemos la

muestra lo empesamos nuevamente c ya

tenemos ahí entonces peso de la muestra

más fina

3

34 77

77 Entonces lo vamos a hacer por

desplazamiento más rápido entonces

tomamos un volumen inicial una probeta

así como esta graduada con agua y

tomemos un volumen inicial que en

nuestro caso es de

365

ML colocamos la

muestra

y volvemos a tomar el volumen

final

Entonces

sería

300 65

per

300 75 85 la cosa

385 le vamos a tomar esa

la temperatura al

agua porque resulta que cuando ustedes

vayan a hacer sus

cálculos cuando vayan a mirar las

unidades de

pronto se confunden Entonces ustedes ya

con esta

temperatura pueden ajustar mejor esos

valores entonces temperatura del

agua 20.6 gr celus

y vamos a tomar la humedad también de

ese material

entonces utilizamos el recipiente número

10 para esa

humedad peso del

recipiente

46.8 y igual manera No pues tomamos unos

fragmentos

lo pesamos peso del recipiente má

material y lo llevamos al

horno mañana tenemos ahí más más tarea

por

hacer

76

cuán Listo ya entonces si ve que matamos

de una vez humedad y peso unitario ahí

pueden hallar peso unitario seco total

húmedo

saturado

fácil dudas de este

ensayo sencillo

cierto entonces pues pues Seguimos

entonces seguimos con el ensayo de

clasificación