UNIVERSIDAD NACIonal de cajamarca

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INTRODUCCION

Se entiende por sedimentacin la remocin por efecto gravitacional de lasPartculas en suspensin presentes en el agua. Estas partculas debern tener unpeso especfico mayor que el fluido.El mtodo se basa en que la velocidad de sedimentacin de partculas en un lquido es funcin de su tamao.Determinando la granulometra de un suelo con el mtodo por tamizado solamente se llegar a tamaos mnimos de 0.074 mm. (Malla N 200) generalmente. Los tamaos menores del suelo exigen una investigacin fundada en otros principios, por lo que este mtodo se basa en las caractersticas de la sedimentacin de las partculas del suelo en un medio acuoso. Se aplica a suelos finos que han quedado en la cazoleta y que se denomina pasa la malla N 200. El mtodo de uso ms conocido es el del Hidrmetro (Densmetro)

OBJETIVOS- Desarrollar e interpretar el ensayo de sedimentacin.- Realiza el ensayo de sedimentacin por el mtodo del Hidrmetro-- Obtener la curva de distribucin granulomtrica correspondiente.

MARCO TEORICOLaLey de Stokesse refiere a la fuerza de friccin experimentada por objetos esfricos movindose en el seno de unfluido viscosoen un rgimenlaminarde bajosnmeros de Reynolds. Fue derivada en1851porGeorge Gabriel Stokestras resolver un caso particular de lasecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es vlida en el movimiento de partculas esfricas pequeas movindose a velocidades bajas.La condicin de bajos nmeros de Reynolds implica unflujo laminarlo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crtico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa lmite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.Si las partculas estn cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse suvelocidad de cadao sedimentacin igualando la fuerza de friccin con el peso aparente de la partcula en el fluido.

MATERIALESAsumiendo que el ensayo de sedimentacin se hizo con todos los materiales adecuados en el laboratorio, los materiales utilizados serian los siguientes:- Probeta- Densmetro- Des floculante- Balanza- Tamiz N100- Termmetro- Aparato agitado

PROCEDIMIENTOEl mtodo que vamos a tratar establece unprocedimientopara la determinacin cuantitativa de la distribucin de los tamaos de partculas en losmateriales finos, estudiadas por el fsico G.G.Stokesen 1850. Ley deStokes

1.-Correcion por menisco y des-floculante: La medicin del hidrmetro no es exacta debido a las fuerzas de adhesin entre las fuerzas del lquido. Es necesario hacer una correccin por meniscos y por desfloculante.Lafloculacines un procesoqumicomediante el cual, con la adicin de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan lassustancias coloidalespresentes en elagua, facilitando de esta forma su decantaciny posterior filtrado. Los des-floculantes son el paso inverso a este proceso, pues los sedimentos no deben unirse.

Cm = ( Li - Ls ). 103 Cd = ( Li - 1 ).103 = (1.006 1.003).103 =(1.006 1 ) . 103 =(0.003).103 =(0.006).103 = 3 = 6

2.-Calibracion del Hidrmetro:

La calibracin de un hidrmetro consiste en la determinacin de la altura de cada en funcin de las lecturas realizadas. Aplicando el nomograma (segn la Ley de Stokes) es necesario llevar a cabo la calibracin de cada densmetro, ya que las alturas de cada que corresponden a lecturas del peso especfico del lquido, son siempre distintos en los densmetros

La calibracin comprende los siguientes pasos:Determinacin del volumen del bulbo del densmetro (Vb ), Sumergir el bulbo al agua (dentro de una probeta y medir el aumento del volumen del agua)Determinacin del rea de la probeta (Ap) ( 1,000 ml) en uso:

Determinar dos marcas y medir el volumen entre ellas y su distancia, luego dividir el volumen entre la distancia medida.Medir la distancia entre los dos extremos del bulbo (h).Medir los diferentes valores H1 (las distancias entre el extremo superior del bulbo y las diferentes lecturas del peso especfico relativo).Calcular las alturas de cada que corresponden a las alturas del peso especfico relativo).Relativo de la suspensin:

Rh = Hr + ( ( h - ( Vb / Ap ) )

En el nomograma (baco para el anlisis granulomtrico porsedimentacin) se encuentran esos valores, al lado izquierdo de laescala para las lecturas del densmetro.. Se anota al lado derecho de esa misma escala los datoscorrespondientes del peso especfico o sea las lecturas correspondientesdel densmetro en uso.

LecturasHrRh = Hr + 1/2 (h - V/Ap)

11419.02

1.011217.02

1.021015.02

1.03813.02

1.04611.02

1.0549.02

Columna1Columna2

Ms=700

Mi=300

distancia=12.05

h=12

Ap 33.195

Vol.inicial248

Vol.final313

V 65

Ap = V/d = 400/12.05 = 33.195

Donde: Ms =marca superior Mi= marca inferior h = medida del bulbo V= diferencia entre el volmenes

3.-Ensayo de sedimentacin:

TIEMPOLect de densim Temp Ccorrec x temp ( C t )RhDiam (mm)Rh + Ct - Cd%Q pasa%Qpasa corregido

11.04218.5-0.271.0453.6238.73123.548750.0372235

21.041818.5-0.271.04483.5438.53122.910749.7788335

31.041218.5-0.271.04423.2037.93120.996749.0036635

41.040718.5-0.271.04372.8337.43119.401748.3576885

51.03518-0.351.0381.4731.65100.963540.8902175

101.02818-0.351.0310.9724.6578.633531.8465675

151.02118-0.351.0240.8317.6556.303522.8029175

301.01518-0.351.0180.6111.6537.163515.0512175

1h1.01118-0.351.0140.337.6524.40359.8834175

2h1.00916-0.641.0120.155.3617.09846.924852

4h1.00714-0.881.010.123.129.95284.030884

8h1.00514-0.881.0080.091.123.57281.446984

10h1.00212-0.51.0050.054-1.5-4.785-1.937925

24h1.00118-0.881.0040.012-2.88-9.1872-3.720816

Peso de muestra = 50 grPeso especifico de suelos del 1er informe = 2. 68. (Asumido)

%Q pasa = Densidad del suelo x 100 Peso suelo *(Dens. suelo -1)

%Q pasa = 2.68 * 100 = 3.19 50*1.68 Supondremos que para nuestro ejemplo el factor de correccin ser:FC = % Q pasa por el tamiz seleccionado #100 = 40.5 = 0.405% 100 100

Dimetro%Q pasa

1.62123.5487

0.54122.9107

0.42120.9967

0.383119.4017

0.147100.9635

0.09778.6335

0.08356.3035

0.06137.1635

0.03324.4035

0.01517.0984

0.0129.9528

0.0093.5728

0.0054-4.785

0.0012-9.1872

Grafica: DIAMETRO

INTERPRETACION DE DATOS, CONCLUSIONES

Se desarrollo el ensayo de Sedimentacin en forma terica y con un ejemplo debido a la falta de material. Se obtuvo los datos en cuadros comparativos y grficas.

Se desarrollo correctamente el ensayo de sedimentacin por el mtodo del hidrmetro. Resumida en la tabla de valores y el grafico de dispersin.

La curva de distribucin geomtrica fue obtenida con un factor de correccin de 0.405% .Donde en el eje y est el %Qpasa y el eje de abscisas el dimetro , que fue obtenido realizando los clculos por el Nomograma de Casagrande para la solucin de la ley de Stokes.

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