Métodos de prueba estándar para la gravedad específica de sólidos del suelo por agua picnómetro

Estos métodos de ensayo determinan la gravedad específica de los sólidos del suelo que pasan el tamiz de 4.75 mm (No. 4) tamiz, por medio de un picnómetro de agua. Cuando el suelo contiene Las partículas mayores que el tamiz de 4.75 mm, se utilizará el Método de prueba C127 para los sólidos del suelo retenidas en el tamiz de 4.75 mm.

Sólidos del suelo para estos métodos de ensayo no incluyen sólidos que pueden ser alterados por estos métodos, contaminados con una sustancia que prohíbe el uso de estos métodos, o son sólidos suelo altamente orgánicos, tales como la materia fibrosa que flota en el agua

1.2 Se proporcionan Dos métodos para realizar la gravedad específica. El método a utilizar será especificado por la autoridad solicitante, excepto cuando se prueban los tipos de suelos que figuran en 1.2.1

1.2.1 Método A-Procedimiento para muestras húmedas, que se describe en 9.2. Este procedimiento es el método preferido. Para suelos orgánicos; suelos de grano altamente plástico, finas; suelos tropicales; y los suelos que contienen halloysita, se utilizarán el método A.

1.2.2 Método B-Procedimiento de secado de muestras en horno, descritos en 9.3

1.3 Todos los valores observados y calculados deberán ajustarse a las directrices para los dígitos significativos y redondeo establecido en D6026 Práctica.

1.3.1 Los procedimientos utilizados para especificar cómo se recogen / registran y se calculan en esta norma se consideran el estándar de la industria de datos. Además, ellos son representativos de los dígitos significativos que en general debe mantenerse. Los procedimientos utilizados no tienen en cuenta la variación del material, el propósito de la obtención de los datos, estudios de propósito especial, o ninguna consideración para los objetivos de los usuarios; y es una práctica común para aumentar o reducir dígitos significativos de los datos comunicados a estar en consonancia con estas consideraciones. Está más allá del alcance de estos métodos de prueba para considerar cifras significativas utilizadas en los métodos de análisis para el diseño de ingeniería

1.4 Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como los estándares. Las unidades pulgada-libra entre paréntesis son conversiones matemáticas que se proporcionan únicamente con fines informativos y no se consideran estándar.

1.5 Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

3. Terminología

3.1 Definiciones Para las definiciones de términos técnicos utilizados en estos métodos de ensayo, se refieren a D653 Terminología.

3.2 Definiciones de los términos específicos de esta norma:

3.2.1 gravedad específica de sólidos del suelo, GS, n-la relación de la masa de una unidad de volumen de un suelo de sólidos a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas a 20 ° C.

4. IMPORTANCIA Y USO

4.1 La gravedad específica de un suelo sólido se utiliza en el cálculo de las relaciones de fase de los suelos, como la relación de vacíos y el grado de saturación.

4.1.1 La gravedad específica de sólidos del suelo se usa para calcular la densidad de los sólidos del suelo. Esto se hace multiplicando su peso específico por la densidad del agua (a temperatura adecuada).

4.2 el termino sólidos del suelo se asume generalmente para el significado de origen natural o partículas minerales del suelo como partículas que no son fácilmente solubles en agua. Por lo tanto, la gravedad específica de sólidos del suelo que contienen materias extrañas, tales como cemento, cal, y la materia soluble en agua como, cloruro de sodio, y los suelos que contienen materia con un peso específico menor que uno, por lo general requieren un tratamiento especial (ver Nota 1) o una definición cualificado de su gravedad específica.

4.3 el balance, tamaños picnómetro, y las muestras de masas se establecen para obtener resultados de la prueba con tres dígitos significativos.

5. Aparato

5.1 picnómetro-El picnómetro debe ser un matraz tapado, frasco de yodo con tapón o matraz aforado con una capacidad mínima de 250 ml. El volumen del picnómetro debe ser de 2 a 3 veces mayor que el volumen de la mezcla de agua y suelo utilizado durante la porción de desaireación de la prueba.

5.1.1 El matraz tapado fija mecánicamente el volumen. El matraz con tapón de yodo tiene un collar acampanado que permite que el tapón pueda ser colocado en un ángulo durante el equilibrado térmico y evita que el agua se derrame por los lados del matraz cuando se instala el tapón. La humectación de la parte exterior del matraz no es deseable ya que crea cambios en el equilibrio térmico. Cuando se utiliza un frasco de tapón, asegúrese de que el tapón está etiquetada correctamente para corresponder al matraz.

5.2 Balance-Un equilibrio que satisfacen los requisitos de la Guía D4753 para un equilibrio de 0,01 g legibilidad. Al utilizar los picnómetros de 250 ml, la capacidad de equilibrio será de al menos 500 g y al usar los picnómetros de 500 ml, la capacidad de equilibrio será de al menos 1,000 g.

5.3 Secado horno-

Horno con termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +- 5 ° C en toda la cámara de secado. Estos requisitos por lo general requieren el uso de un horno de tiro forzado.

5.4 Dispositivo termométrica, capaz de medir el rango de temperatura dentro de la cual se está realizando la prueba, que tiene una resolución de 0.1 ° C y un error máximo admisible de 0,5 ° C. El dispositivo debe ser capaz de estar inmerso en las muestras de calibración y soluciones a una profundidad que oscila entre los 25 y 80 mm. No se utilizarán los termómetros de inmersión total.

Para garantizar la precisión del dispositivo termométrico, el dispositivo termométrico se estandarizada por comparación con un dispositivo termométrico rastreable NIST. La estandarización deberá incluir al menos una lectura de temperatura dentro de la gama de pruebas. El dispositivo termométrico se estandarizó al menos una vez cada doce meses.

5.5 Desiccator-

Un gabinete desecador o frasco grande desecador de tamaño adecuado que contiene gel de sílice o sulfato de calcio anhidro.

5.6 Aparato Remoción de aire atrapado -

Para eliminar el aire atrapado (proceso de desaireación), utilice uno de los siguientes:

5.6.1 Placa Caliente o Mechero Bunsen, capaz de mantener una temperatura adecuada para hervir el agua.

5.6.2 Sistema de vacío, una bomba de vacío o agua aspirador, capaz de producir un vacío parcial de 100 mm de mercurio (Hg) o menor presión absoluta.

5.7 Aislamiento de contenedores

Un enfriador de espuma de poliestireno y la cubierta o contenedor equivalente que puede contener entre tres y seis picnómetros además de un vaso (o botella) de agua desaireado, y un termómetro. Esto es necesario para mantener un ambiente de temperatura controlada donde los cambios serán uniformes y gradual.

5.8 Embudo

Un embudo no corrosivo superficie lisa con un vástago que se extiende más allá de la marca de calibración en el matraz aforado o sello de tapón en los frascos tapados. El diámetro del vástago del embudo debe ser lo suficientemente grande que los sólidos del suelo pasarán fácilmente a través.

5.9 picnómetro tubo de llenado con laterales Vents (opcional)

Un dispositivo para ayudar en la adición de agua desaireado al picnómetro sin molestar a la mezcla suelo-agua. El dispositivo se puede fabricar como sigue. Enchufe un tubo de plástico de diámetro 6 a 10 mm. En un extremo y cortar dos pequeños orificios (muescas) justo por encima de la clavija. Los orificios de ventilación deben ser perpendiculares al eje del tubo y diametralmente opuesta. Conectar una válvula para el otro extremo del tubo y ejecutar una línea a la válvula a partir de un suministro de agua desaireada.

5.10 Tamiz

4.75 mm (No. 4) conforme a los requisitos de la especificación E11.

5.11 licuadora (opcional)

Un mezclador con paletas mezcladoras incorporados en la base del recipiente de mezcla.

5.12 Equipo diverso, como una computadora o una calculadora (opcional), la muestra de platos y guantes aislantes.

6. Reactivos

6.1 pureza del agua

El agua destilada se utiliza en este método de ensayo. Esta agua se puede comprar y es fácilmente disponible en las tiendas de abarrotes; en lo sucesivo, el agua destilada se denominará como el agua.

7. Prueba de muestras

7.1 La muestra de ensayo puede ser tierra húmeda o seca al horno y deberán ser representativas de los sólidos del suelo que pasan del 4,75 mm (No. 4). La Tabla 1 proporciona directrices sobre la masa de suelo seco recomendada contra el tipo de suelo y el tamaño picnómetro.

7.1.1 Dos factores importantes en relación con la cantidad de sólidos del suelo se están probando son los siguientes. En primer lugar, la masa de los sólidos del suelo dividido por su peso específico producirá dígitos de cuatro significativos. En segundo lugar, la mezcla de sólidos del suelo y el agua no es una lechada de un líquido muy viscoso (pintura gruesa) durante el proceso de desaireación.

8. La calibración del picnómetro

8.1 Determinar la masa del picnómetro limpio y seco al 0,01 g (normalmente cinco dígitos significativos). Repita esta determinación en cinco ocasiones. Una balanza debe utilizarse para todas las mediciones de masa. Determine y registre el promedio y desviación estándar. La desviación estándar deberá ser inferior o igual a 0,02 g. Si es mayor, realizar mediciones adicionales o utilizar una balanza más estable o precisa.

8.2 Llenar el picnómetro con agua desaireada por encima o por debajo de la marca de calibración en función del tipo de picnómetro y la preferencia del laboratorio a añadir o eliminar el agua.

8.2.1 Se recomienda que se elimina el agua para llevar el nivel del agua hasta la marca de calibración. El método de eliminación reduce las posibilidades de alterar el equilibrio térmico mediante la reducción del número de veces que se abre el recipiente aislado.

8.2.2 El agua debe ser desaireada para asegurarse de que no haya burbujas de aire en el agua. El agua puede ser desaireada utilizando cualquiera de ebullición, de vacío, combinación de vacío y calor, o un dispositivo de desaireación. Esta agua desaireada no debe ser utilizado hasta que se ha equilibrado a temperatura ambiente. Además, se añade esta agua para el picnómetro siguiendo la orientación dada en 9.6.

8.3 Hasta seis picnómetros se pueden calibrar simultáneamente en cada recipiente aislado. Ponga el picnómetro (s) en un recipiente con aislamiento cubierta junto con el dispositivo termométrico (o la porción de detección de la temperatura del dispositivo termométrico), un vaso de precipitados (o botella) de agua desaireada, tapón (s) (si se está utilizando un picnómetro con tapón ), y, o bien un cuentagotas o una pipeta.

Deje que el picnómetro (s) llegen a un equilibrio térmico (durante al menos 3 h). La temperatura de equilibrio debe estar entre +-4 ° C la temperatura ambiente y esta entre 15 y 30 ° C.

8.4 Mueva el contenedor aislado cerca de la balanza o viceversa. Abra el recipiente y retire un picnómetro. Sólo el borde del picnómetro deberá ser tocada para evitar que el calor durante la manipulación cambie el equilibrio térmico. Durante el trabajo coloque el picnómetro en un bloque aislante (espuma de poliestireno) mientras hace los ajustes de nivel de agua.

8.4.1 Si se utiliza un matraz aforado como un picnómetro, ajuste el agua hasta la marca de calibración, con la parte inferior del nivel de menisco con la marca. Si el agua tiene que ser añadido, utilice el agua térmicamente equilibrada desde el recipiente aislado. Si el agua debe ser removida, utilizar un tubo de succión pequeña o toalla de papel. Comprobar y remueva todas las cuentas de agua en el tallo de picnómetro o en el exterior del matraz. Mida y registre la masa del picnómetro y el agua a aproximación de 0.01 g.

8.4.2 Si se utiliza un matraz tapado, ajuste el agua para evitar el atrapamiento de burbujas de aire por debajo de cualquier tapón durante su colocación. Si el agua tiene que ser añadido, utilice el agua térmicamente equilibrada desde el recipiente aislado. Luego, coloque el tapón en la botella. Si el agua tiene que ser eliminado, utilizar un cuentagotas. Secar el borde usando una toalla de papel. Asegúrese de que todo el exterior del frasco está seco. Mida y registre la masa del picnómetro y el agua a aproximación de 0.01 g.

8.5 Medir y registrar la temperatura del agua a la 0,1 ° C más cercana usando el dispositivo termométrico que ha sido equilibrada térmicamente en el recipiente aislado. Inserte el dispositivo termométrico (o la porción de detección de la temperatura del dispositivo termométrico) a la profundidad apropiada de inmersión (véase 5.4). Devuelva el picnómetro con el recipiente aislado. Repita las mediciones para todos los picnómetros en el contenedor.

8.6 realizar la medición del peso del picnómetro lleno calibrado térmicamente (3 hrs) realizar por lo menos 5 veces esta medición y registrar.

8.7 Usar cada uno de estos cinco puntos de datos, calcular el volumen calibrado de cada picnómetro, Vp, usando la siguiente ecuación:

Vp=(M pw , c−M p)

ρw ,c

Mpw,c= la masa del picnómetro y el agua a la temperatura de calibración.

Mp= la masa media del picnómetro seco la calibración.

ρw,c = la densidad de la masa de agua a la temperatura de calibración

8.8 Calcular la media y la desviación estándar de las cinco determinaciones de volumen. La desviación estándar debe ser menor o igual a 0,05 ml (redondeado a dos decimales). Si la desviación estándar es mayor que 0,05 mL, el procedimiento de calibración tiene demasiada variabilidad y no arrojará determinaciones de gravedad específica precisos. Evaluar las áreas de posible refinamiento (ajustando el volumen a la marca de calibración, medición de temperatura,

método de desaireación o cambiar a los matraces con tapón) y revisar el procedimiento hasta que la desviación estándar es inferior o igual a 0,05 ml.

9. Procedimiento

9.1 Masa del picnometro: Utilizando la misma balanza utilizada para calibrar el picnómetro, compruebe que la masa del picnómetro está dentro de 0,06 g de la masa calibrada media. Si no lo es, re-calibrar la masa seca del picnómetro.

9.2 para muestras húmedas calcular conforme a ASTM D2216. El contenido de humedad y determinar la masa necesaria en conformidad de 7.1

9.2.2 Para dispersar la masa, colocar 100 ml de agua en el recipiente de mezcla de un mezclador o un dispositivo equivalente. Añadir el suelo y mezclar. El volumen mínimo de suspensión que se puede preparar por este equipo requerirá, típicamente usando un picnómetro de 500 ml.

9.2.3 Utilizando el embudo, vierta la mezcla en el picnómetro. Enjuague las partículas del suelo que quedan en el embudo en el picnómetro utilizando una jeringa de lavado / aerosoles.

9.3 Método B-Procedimiento de Muestras secas-Horno:

9.3.1 Seque la muestra a una masa constante en un horno mantenido a 110 + - 5 ° C. Romper cualquier terron de tierra utilizando un mortero. Si el suelo no se dispersará fácilmente después del secado o ha cambiado la composición, utilice el método de prueba A. Consulte 1.2.1 para suelos que requieren el uso del Método de Prueba A.

9.3.2 Coloque el embudo en el picnómetro. El vástago del embudo debe extenderse más allá de la marca de calibración o sello tapón. Con una cuchara verter los sólidos del suelo directamente en el embudo. Enjuague las partículas del suelo que quedan en el embudo en el picnómetro utilizando una jeringa de lavado / aerosoles.

9.4 Preparación de la suspensión de suelo: añadir agua hasta que el nivel del agua está entre 1/3 y 1/2 de la profundidad del cuerpo principal del picnómetro. Agitar el agua hasta que se forma la suspensión. Enjuague cualquier tierra adherida a la picnómetro en la suspensión.

9.4.1 Si no se forma en suspensión, pero una pasta viscosa, utilice un picnómetro que tiene un volumen más grande. Ver 7.1.1.

9.5 desaireación de la suspensión suelo: el aire atrapado en el lodo del suelo puede ser removido utilizando calor (ebullición), el vacío o la combinación de calor y vacío.

9.5.1 Cuando se utiliza el método de sólo calor (ebullición), utilice una duración de por lo menos 2 horas después de la mezcla suelo-agua llega a hervir. Utilice sólo el calor suficiente para mantener la ebullición en suspensión. Agite la suspensión si es necesario para evitar que el suelo se pegue o el secado sobre el vidrio por encima de la superficie de la suspensión.

9.5.3 Si se utiliza una combinación de calor y vacío, los picnómetros se pueden colocar en un baño de agua tibia (no más de 40 ° C) mientras se aplica el vacío. El nivel del agua en el baño debe estar ligeramente por debajo del nivel del agua en el picnómetro, si el vidrio picnómetro se calienta, los

suelos normalmente se adhieren a seco o en el cristal. La duración de vacío y calor debe ser al menos 1 h después de la iniciación de ebullición.

9.6 Llenar el picnómetro con agua: Llenar el picnómetro con agua desaireada (véase 8.2.2) mediante la introducción del agua a través de una pieza de diámetro pequeño tubo flexible con su extremo de salida mantiene justo por debajo de la superficie de la suspensión en el picnómetro o mediante el uso del tubo de llenado picnómetro. Si se utiliza el tubo de llenado picnómetro, llenar el tubo con agua, y cerrar la válvula. Se coloca el tubo de tal manera que los agujeros de drenaje son sólo en la superficie de la suspensión. Abrir la válvula ligeramente para permitir que el agua fluya sobre la parte superior de la suspensión. A medida que la capa de agua clara, levante el tubo y aumentar el caudal. Si el agua añadida se vuelve turbia, no agregue agua por encima de la marca de calibración o en el área de sellado del tapón. Añadir el agua restante al día siguiente.

9.6.1 Si se utiliza el matraz con tapón de yodo, llenar el frasco, de tal manera que la base del tapón quede sumergida en el agua. Luego descansa el tapón en un ángulo en el cuello acampanado para evitar que quede aire atrapado bajo el tapón. Si se utiliza un volumétrico o matraz tapado, llenar el matraz hasta encima o debajo de la marca de calibración dependiendo de la preferencia.

9.7 Si el calor se ha utilizado, permita que los especímenes se enfríen aproximadamente a temperatura ambiente.

9,8 equilibrio térmico: Poner el picnómetro (s) en un recipiente aislado junto con el dispositivo termométrico (o la porción de detección de la temperatura del dispositivo termométrico), un vaso de precipitados (o botella) de agua desaireado, tapón (s) (si un picnómetro con tapón se está utilizando), y, o bien un cuentagotas o una pipeta. Mantenga estos artículos en la durante toda la noche con el recipiente cerrado para lograr el equilibrio térmico.

9.9 Determinación la masa del picnometro: Si el recipiente aislado no está situado cerca de una balanza mover el recipiente aislado cerca de la balanza o viceversa. Abra el envase y extraer el picnómetro. Sólo tocar el borde del picnómetro pues el calor de las manos puede cambiar el equilibrio térmico. Coloque el picnómetro en un bloque aislante (espuma de poliestireno o equivalente).

9.9.1 Si se utiliza un matraz aforado, ajuste el agua hasta la marca de calibración siguiendo el procedimiento en 8.4.1.

9.9.2 Si se utiliza un matraz tapado, ajuste el agua para evitar el atrapamiento de burbujas de aire por debajo de cualquier tapón durante su colocación. Si el agua tiene que ser añadido, utilice el agua térmicamente equilibrada desde el recipiente aislado. Luego, coloque el tapón en la botella. Si el agua tiene que ser eliminado, antes o después de insertar el tapón, utilizar un cuentagotas. Secar el borde usando una toalla de papel. Asegúrese de que todo el exterior del frasco está seco.

9.10 Mida y registre la masa del picnómetro, el suelo y el agua a aproximación de 0.01 g utilizando la misma balanza utilizada para la calibración del picnómetro.

9.11 picnómetro Temperatura Determinación: Medir y registrar la temperatura de la mezcla de lodo / suelo-agua con una precisión de 0,1 ° C utilizando el dispositivo termométrico y el método utilizado durante la calibración en 8,5. Esta es la temperatura de ensayo, Tt.

9.12 Masa del Suelo Seco-Determinar la masa de una tara o la cacerola a aproximación de 0.01 g. Transferir la suspensión de suelo para la tara o la cacerola. Es imperativo que todo el suelo transferir. Se puede añadir agua. Secar la muestra a una masa constante en un horno mantenido a 110 + - 5 ° C y enfriar en un desecador. Si la tara se puede sellar de manera que el suelo no puede absorber la humedad durante el enfriamiento, no se requiere un desecador. Mida la masa seca de sólidos del suelo, además la tara a aproximación de 0.01 g utilizando la balanza designado. Calcule y registre la masa de sólidos de suelo seco a aproximación de 0.01 g.

10.4 para suelos con tamaños de particula mayores a 4,75 mm la gravedad especifica será determinada con la norma c127 que utiliza temperatura de experiencia de 23 +- 1,7 ºc este valor debe ser corregido a 20 ºc