Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios de normalización reconocidos internacionalmente
establecidos en la Decisión sobre los principios para el desarrollo de normas, guías y recomendaciones internacionales emitida por el
Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio.
Designation: D854 − 14
Métodos de prueba estándar para
Gravedad específica de los sólidos del suelo por picnómetro
de agua
Esta norma se emite con la designación fija D854; el número que sigue inmediatamente a la designación
indica el año de adopción original o, en el caso de revisión, el año de la última revisión. Un número entre
paréntesis indica el año de la última reaprobación. Un superíndice épsilon (´) indica un cambio editorial desde
la última revisión o reaprobación.
Esta norma ha sido aprobada para su uso por agencias del Departamento de Defensa de EE. UU.
1 Alcance*
1.1 Estos métodos de prueba cubren la
determinación de la gravedad específica de los
sólidos del suelo que pasan el tamiz de 4.75 mm
(No. 4), por medio de un picnómetro de agua.
Cuando el suelo contiene partículas más grandes
que el tamiz de 4,75 mm, se utilizará el método
de prueba C127 para los sólidos del suelo
retenidos en el tamiz de 4,75 mm y estos métodos
de ensayo se utilizarán para los sólidos del suelo
que pasen el tamiz de 4,75 mm.
1.1.1 Los sólidos del suelo para estos métodos de
prueba no incluyen sólidos que puedan ser
alterados por estos métodos, contaminados con
una sustancia que prohíba el uso de estos
métodos, o que sean sólidos del suelo altamente
orgánicos, como la materia fibrosa que flota en el
agua.
NOTA 1 — El uso del método de prueba D5550
puede usarse para determinar la gravedad
específica de los sólidos del suelo que tienen
sólidos que se disuelven fácilmente en agua o
flotan en agua, o donde no es factible usar agua.
1.2 Se proporcionan dos métodos para realizar la
gravedad específica. La autoridad solicitante
deberá especificar el método que se utilizará,
excepto cuando se analicen los tipos de suelos
enumerados en 1.2.1.
1.2.1 Método A — Procedimiento para muestras
húmedas, descrito en 9.2. Este procedimiento es
el método preferido. Para suelos orgánicos; suelos
altamente plásticos de grano fino; suelos
tropicales; y suelos que contengan halloysita, se
utilizará el método A.
0
1.2.2 Método B — Procedimiento para muestras
secas al horno, descrito en 9.3.
1.3 Todos los valores observados y calculados
deben cumplir con las pautas para dígitos
significativos y redondeo establecidos en la
Práctica D6026.
1.3.1
Los
procedimientos
utilizados
para
especificar cómo se recopilan / registran y
calculan los datos en esta norma se consideran el
estándar
de
la
industria.
Además,
son
representativos de los dígitos significativos que
generalmente
deben
conservarse.
Los
procedimientos utilizados no consideran la
variación material, el propósito para obtener los
datos, los estudios de propósito especial o
cualquier consideración para los objetivos del
usuario; y es una práctica común aumentar o
reducir dígitos significativos de los datos
reportados para estar en consonancia con estas
consideraciones. Está más allá del alcance de
estos métodos de prueba considerar dígitos
significativos usados en métodos de análisis para
diseño de ingeniería.
1.4 Los valores indicados en unidades SI deben
considerarse estándar. Las unidades de pulgadalibra
entre
paréntesis
son
conversiones
matemáticas que se proporcionan solo con fines
informativos y no se consideran estándar.
1.5 Esta norma no pretende abordar todos los
problemas de seguridad, si los hay, asociados con
su uso. Es responsabilidad del usuario de esta
norma establecer prácticas adecuadas de
seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de
las limitaciones reglamentarias antes de su uso.
0
2. Documentos de referencia
de los suelos, como la relación de vacíos y el
grado de saturación.
2.1 Normas ASTM:
C127 Método de prueba para densidad, densidad
relativa (gravedad específica) y absorción de
agregado grueso
Terminología D653 relacionada con el suelo, las
rocas y los fluidos contenidos
D2216 Métodos de prueba para la determinación
en laboratorio del contenido de agua (humedad)
de suelo y roca por masa
D2487 Práctica para la clasificación de suelos con
fines de ingeniería (Sistema unificado de
clasificación de suelos)
Práctica D3740 para los requisitos mínimos para
agencias dedicadas a pruebas y / o inspección de
suelos y rocas tal como se utilizan en el diseño y
la construcción de ingeniería
Guía D4753 para evaluar, seleccionar y
especificar balances y masas estándar para su
uso en pruebas de suelos, rocas y materiales de
construcción
Método de prueba D5550 para la gravedad
específica de los sólidos del suelo mediante
picnómetro de gas
Práctica D6026 para el uso
significativos en datos geotécnicos
de
dígitos
Especificación E11 para tela y prueba de tamiz de
prueba de alambre tejido
Tamices
E177 Práctica para el uso de los términos
precisión y sesgo en
Métodos de prueba de ASTM
E691 Práctica para realizar un estudio entre
laboratorios para determinar la precisión de un
método de prueba
3. Terminología
3.1 Definiciones: para obtener definiciones de los
términos técnicos utilizados en estos métodos de
prueba, consulte Terminología D653.
3.2 Definiciones de términos específicos de esta
norma:
3.2.1 gravedad específica de los sólidos del suelo,
Gs, n: la relación entre la masa de una unidad de
volumen de sólidos del suelo y la masa del mismo
volumen de agua destilada libre de gas a 20 ° C.
4. Importancia y uso
4.1 La gravedad específica de los sólidos de un
suelo se utiliza para calcular las relaciones de fase
0
4.1.1 La gravedad específica de los sólidos del
suelo se utiliza para calcular la densidad de los
sólidos del suelo. Esto se hace multiplicando su
gravedad específica por la densidad del agua (a la
temperatura adecuada).
4.2 El término sólidos del suelo típicamente se
supone
que
significa
partículas minerales
naturales o partículas similares al suelo que no
son fácilmente solubles en agua. Por lo tanto, la
gravedad específica de los sólidos del suelo que
contienen materias extrañas, como cemento, cal y
similares, la materia soluble en agua, como el
cloruro de sodio, y los suelos que contienen
materia con una gravedad específica inferior a
uno, generalmente requieren un tratamiento
especial (ver Nota 1) o una definición calificada de
su gravedad específica.
4.3 Los balances, tamaños de picnómetros y
masas de muestras se establecen para obtener
resultados
de
prueba
con
tres
dígitos
significativos.
NOTA 2 — La calidad del resultado producido por estos
métodos de prueba depende de la competencia del
personal que lo realiza y de la idoneidad del equipo y las
instalaciones utilizadas. Las agencias que cumplen con los
criterios de la Práctica D3740 generalmente se consideran
capaces de realizar pruebas / muestreo / inspección / etc.
de manera competente y objetiva. Se advierte a los
usuarios de estos métodos de prueba que el cumplimiento
de la Práctica D3740 no asegura en sí mismo resultados
confiables. Los resultados confiables dependen de muchos
factores; La práctica D3740 proporciona un medio para
evaluar algunos de esos factores.
5. Aparatos
5.1 Picnómetro: el picnómetro de agua será un
matraz tapado, un matraz de yodo tapado o un
matraz aforado con una capacidad mínima de 250
ml. El volumen del picnómetro deberá ser de 2 a 3
veces mayor que el volumen de la mezcla sueloagua utilizada durante la porción ensordecedora
del ensayo.
5.1.1 El matraz cerrado fija mecánicamente el
volumen. El matraz de yodo tapado tiene un
cuello de bengala que permite colocar el tapón en
ángulo durante el equilibrado térmico y evita que
se derrame agua por los lados del matraz cuando
se instala el tapón. La humectación del exterior
del matraz es indeseable porque crea cambios en
el equilibrio térmico. Cuando se utilice un matraz
de cierre, asegúrese de que el tapón esté
correctamente etiquetado para corresponder al
matraz.
5.2 Saldo-Un saldo que cumple los requisitos de la
Guía D4753 para un saldo de 0,01 g de legibilidad.
Cuando se utilicen los picnómetros de 250 ml, la
capacidad de equilibrado será de al menos 500 g
0
y, cuando se utilicen los picnómetros de 500 ml, la
capacidad de equilibrado será de al menos 1000
g.
del tallo del embudo debe ser lo suficientemente
grande como para que los sólidos del suelo pasen
fácilmente.
5.3 Horno
de
secado:
horno
controlado
termostáticamente, capaz de mantener una
temperatura uniforme de 110 6 5°C en toda la
cámara de secado. Estos requisitos suelen
requerir el uso de un horno de corriente forzada.
5.9 Tubo de llenado Pycnometer con respiraderos
laterales (opcional): dispositivo que ayuda a
añadir agua sorda al picnómetro sin alterar la
mezcla suelo-agua. El dispositivo podrá fabricarse
como sigue. Enchufe un tubo de plástico de 6 a 10
mm (1 4 a 3 8 pulgadas) de diámetro en un
extremo y corte dos pequeñas aberturas
(muescas) justo encima del enchufe. Los
respiraderos deben ser perpendiculares al eje del
tubo y diametralmente opuestos. Conecte una
válvula al otro extremo del tubo y ejecute una
línea a la válvula a partir de un suministro de
agua decantada.
5.4 Dispositivo termométrico, capaz de medir el
rango de temperatura dentro del cual se realiza el
ensayo, con una legibilidad de 0,1°C y un error
máximo admisible de 0,5°C. El dispositivo deberá
poder sumergirse en las soluciones de muestreo y
calibración a una profundidad comprendida entre
25 y 80 mm. No se utilizarán termómetros de
inmersión completa. Para garantizar la exactitud
del dispositivo termométrico, el dispositivo
termométrico se estandarizará en comparación
con un dispositivo termométrico trazable NIST. La
normalización incluirá al menos una lectura de
temperatura dentro del intervalo de ensayo. El
dispositivo termométrico se normalizará al menos
una vez cada doce meses.
5.5 Desecador: gabinete de desecador o frasco de
desecador de tamaño adecuado que contiene gel
de sílice o sulfato de calcio anhidro.
NOTA 3-Es preferible utilizar un desecante que
cambie de color para indicar cuándo necesita
reconstitución.
5.6 Aparato de extracción de aire atrapado: Para
eliminar el aire atrapado (proceso de deairing),
utilice uno de los siguientes:
5.6.1 Hornillo o Mechero Bunsen, capaz de
mantener una temperatura adecuada para hervir
agua.
5.6.2 Sistema de vacío, bomba de vacío o
aspirador de agua, capaz de producir un vacío
parcial de 100 mm de mercurio (Hg) o menos
presión absoluta.
NOTA 4: Un vacío parcial de 100 mm Hg de
presión absoluta equivale aproximadamente a una
lectura de 660 mm (26 pulgadas) Hg en el
vacuómetro a nivel del mar.
5.7 Contenedor aislado: refrigerador y tapa de
espuma de poliestireno o contenedor equivalente
que puede contener entre tres y seis picnómetros
más un vaso de precipitados (o botella) de agua
decantada, y un termómetro. Esto es necesario
para mantener un ambiente de temperatura
controlada donde los cambios serán uniformes y
graduales.
5.8 Embudo: embudo de superficie lisa no
corrosiva con un vástago que se extiende más allá
de la marca de calibración en el matraz aforado o
sello tapado en los matraces tapados. El diámetro
0
5.10 Tamiz-4.75 mm (No. 4) conforme a los
requisitos de la especificación E11.
5.11 Licuadora (opcional): una licuadora con
cuchillas de mezcla incorporadas en la base del
recipiente de mezcla.
5.12 Equipo diverso, como un ordenador o una
calculadora (opcional), platos de muestras y
guantes aislados.
6. Reactivos
6.1 En este método de ensayo se utiliza la pureza
del agua destilada. Esta agua se puede comprar y
está disponible en la mayoría de las tiendas de
comestibles; en adelante, el agua destilada se
conoce como agua.
7. Muestra de ensayo
7.1 La muestra de ensayo podrá ser de suelo
húmedo o seco al horno y ser representativa de
los sólidos del suelo que pasen por el tamiz de
4,75 mm (núm. 4) de la muestra total. La tabla 1
da pautas sobre la masa de suelo seco
recomendada versus el tipo de suelo y el tamaño
del picnómetro.
7.1.1 Dos factores importantes relativos a la
cantidad de sólidos del suelo que se está
ensayando son los siguientes. En primer lugar, la
masa de los sólidos del suelo dividida por su
gravedad específica producirá cuatro dígitos
significativos. En segundo lugar, la mezcla de
sólidos del suelo y agua es un lodo que no es un
fluido altamente viscoso (pintura gruesa) durante
el proceso de sorción.
8. Calibración del picnómetro
8.1 Determinar la masa del picnómetro limpio y
seco con una precisión de 0,01 g (normalmente
cinco
dígitos
significativos).
Repetir
esta
determinación cinco veces. Se utilizará una
balanza para todas las mediciones de masa.
Determinar y registrar la desviación media y
0
estándar. La desviación típica será inferior o igual
a 0,02 g. Si es mayor, intente realizar mediciones
adicionales o utilice una balanza más estable o
precisa.
8.2 Llene el picnómetro con agua decantada por
encima o por debajo de la marca de calibración
dependiendo del tipo de picnómetro y de la
preferencia de laboratorio para añadir o quitar
agua.
8.2.1 Se recomienda retirar el agua para llevar el
nivel de agua a la marca de calibración. El método
de extracción reduce las posibilidades de alterar
el equilibrio térmico al reducir el número de veces
que se abre el contenedor aislado.
8.2.2 El agua debe ser secada para asegurar que
no haya burbujas de aire en el agua. El agua
puede ser secada mediante ebullición, vacío,
combinación de vacío y calor, o un dispositivo de
ensordecimiento. Esta agua no debe utilizarse
hasta que se haya equilibrado a temperatura
ambiente. Además, esta agua se añadirá al
picnómetro siguiendo las indicaciones del punto
9.6.
8.3 Se pueden calibrar simultáneamente hasta
seis picnómetros en cada contenedor aislado.
Coloque el picnómetro(s) en un recipiente aislado
cubierto junto con el dispositivo termométrico (o
la porción de detección de temperatura del
dispositivo termométrico), un vaso (o botella) de
agua decantada, tapón(s) (si se está utilizando un
picnómetro tapado)y un cuentagotas o una
pipeta. Deje que el picnómetro(s) llegue al
equilibrio térmico (durante al menos 3 h). La
temperatura de equilibrio debe estar dentro de
4°C de la temperatura ambiente y entre 15 y
30°C.
8.4 Mueva el contenedor aislado cerca de la
balanza o viceversa. Abra el contenedor y retire
un picnómetro. Solo se tocará el borde del
picnómetro para evitar que el calor altere el
equilibrio térmico. Trabaje en el recipiente o
coloque el picnómetro en un bloque aislado
(Styrofoam) mientras realiza ajustes de nivel de
agua.
8.4.1 Si se utiliza un matraz volumétrico como
picnómetro, ajustar el agua a la marca de
calibración, con la parte inferior del nivel de
menisco con la marca. Si hay que añadir agua,
utilice el agua equilibrada térmicamente del
recipiente aislado. Si hay que quitar agua, use un
tubo de succión pequeño o una toalla de papel.
Comprobar y eliminar las gotas de agua del
vástago del picnómetro o del exterior del matraz.
Medir y registrar la masa del picnómetro y el agua
con una precisión de 0,01 g.
por debajo del tapón durante su colocación. Si hay
que añadir agua, utilice el agua equilibrada
térmicamente del recipiente aislado. Luego,
coloque el tapón en la botella. Si hay que quitar
agua, antes o después de colocar el tapón, use un
cuentagotas. Seque el borde con una toalla de
papel. Asegúrese de que todo el exterior del
matraz esté seco. Mida y registre la masa del
picnómetro y el agua con una precisión de 0,01 g.
8.5 Medir y registrar la temperatura del agua con
una precisión de 0.1°C utilizando el dispositivo
termométrico que se ha equilibrado térmicamente
en el recipiente aislado. Insertar el dispositivo
termométrico (o la porción de detección de
temperatura del dispositivo termométrico) a la
profundidad de inmersión adecuada (véase 5.4).
Devuelva el picnómetro al contenedor aislado.
Repita las mediciones para todos los picnómetros
del contenedor.
8.6 Reajuste el nivel del agua en cada picnómetro
por encima o por debajo de la línea de calibración
o vacíe el picnómetro y llénelo hasta el nivel
anterior o por debajo de la línea de calibración.
Dejar que los picnómetros se equilibren
térmicamente (durante al menos 3 h) en el
recipiente aislado cubierto. Ajustar el nivel de
agua a la línea de calibración retirando el agua del
picnómetro o llenando el picnómetro a la marca
de calibración con el agua decantada equilibrada
térmicamente del recipiente aislado. Medir y
registrar la masa y la temperatura del picnómetro
lleno.
8.6.1 Repetir el procedimiento en 8.6 hasta
obtener
un
total
de
cinco
mediciones
independientes de la masa del picnómetro lleno y
las lecturas de temperatura. Las temperaturas no
necesitan sujetar ningún rango de temperatura
particular.
8.7 Utilizando cada uno de estos cinco puntos de
datos, calcular el volumen calibrado de cada
picnómetro, Vp, utilizando la siguiente ecuación:
Dónde:
Mpw, c = la masa del picnómetro y el agua en el
calibre temperatura de bration, g,
Mp = la masa promedio del picnómetro seco en
calibración, g, y
= la densidad másica del agua a
c
temperatura de calibración g / mL, (Tabla 2).
ρw,
8.4.2 Si se utiliza un matraz tapado, ajustar el
agua para evitar la captación de burbujas de aire
0
0
la
TABLA 1 Masa recomendada para la muestra
de prueba
Soil Type
SP, SP-SM
SP-SC, SM, SC
Specimen Dry Mass (g)
When Using 250 mL
Pycnometer
Specimen Dry Mass (g)
When Using 500 mL
Pycnometer
60 ± 10
45 ± 10
100 ± 10
75 ± 10
Silt or Clay
35 ± 5
50 ± 10
TABLA 2 Densidad del agua y coeficiente de temperatura (K) para diversas temperaturas
Temperatu
re
(°C)
Density
(g/mL)C
Temperatu
re
Coefficie
nt (K)
Temperature
(°C)
Densit
y
(g/mL)
C
15.0
0.99910
1.00090
16.0
.1
0.99909
1.00088
.1
.2
0.99907
1.00087
.2
.3
0.99906
1.00085
.3
.4
0.99904
1.00084
.4
.5
0.99902
1.00082
.5
.6
0.99901
1.00080
.6
.7
0.99899
1.00079
.7
.8
0.99898
1.00077
.8
.9
0.99896
1.00076
.9
19.0
0.99841
1.00020
20.0
.1
0.99839
1.00018
.1
.2
0.99837
1.00016
.2
.3
0.99835
1.00014
.3
.4
0.99833
1.00012
.4
.5
0.99831
1.00010
.5
.6
0.99829
1.00008
.6
.7
0.99827
1.00006
.7
.8
0.99825
1.00004
.8
.9
0.99823
1.00002
.9
23.0
0.99754
0.99933
24.0
.1
0.99752
0.99931
.1
.2
0.99749
0.99929
.2
.3
0.99747
0.99926
.3
.4
0.99745
0.99924
.4
.5
0.99742
0.99921
.5
.6
0.99740
0.99919
.6
.7
0.99737
0.99917
.7
.8
0.99735
0.99914
.8
.9
0.99732
0.99912
.9
27.0
0.99652
0.99831
28.0
.1
0.99649
0.99828
.1
.2
0.99646
0.99825
.2
.3
0.99643
0.99822
.3
0.998
95
0.998
93
0.998
91
0.998
90
0.998
88
0.998
86
0.998
85
0.998
83
0.998
81
0.998
79
0.998
21
0.998
19
0.998
16
0.998
14
0.998
12
0.998
10
0.998
08
0.998
06
0.998
04
0.998
02
0.997
30
0.997
27
0.997
25
0.997
23
0.997
20
0.997
17
0.997
15
0.997
12
0.997
10
0.997
07
0.996
24
0.996
21
0.996
18
0.996
Temperature
Temperatur
e
Coefficient
(°C
) (K)
1.00074
17.0
1.00072
.1
1.00071
.2
1.00069
.3
1.00067
.4
1.00066
.5
1.00064
.6
1.00062
.7
1.00061
.8
1.00059
.9
1.00000
21.0
0.99998
.1
0.99996
.2
0.99994
.3
0.99992
.4
0.99990
.5
0.99987
.6
0.99985
.7
0.99983
.8
0.99981
.9
0.99909
25.0
0.99907
.1
0.99904
.2
0.99902
.3
0.99899
.4
0.99897
.5
0.99894
.6
0.99892
.7
0.99889
.8
0.99887
.9
0.99803
29.0
0.99800
.1
0.99797
.2
0.99794
.3
0
0
Temperature
Densi
ty
(g/mL
)C
0.998
78
0.998
76
0.998
74
0.998
72
0.998
71
0.998
69
0.998
67
0.998
65
0.998
63
0.998
62
0.997
99
0.997
97
0.997
95
0.997
93
0.997
91
0.997
89
0.997
86
0.997
84
0.997
82
0.997
80
0.997
05
0.997
02
0.997
00
0.996
97
0.996
94
0.996
92
0.996
89
0.996
87
0.996
84
0.996
81
0.995
95
0.995
92
0.995
89
0.995
Temperature
Coefficient
(°C) (K)
1.00057
18.0
1.00055
.1
1.00054
.2
1.00052
.3
1.00050
.4
1.00048
.5
1.00047
.6
1.00045
.7
1.00043
.8
1.00041
.9
0.99979
22.0
0.99977
.1
0.99974
.2
0.99972
.3
0.99970
.4
0.99968
.5
0.99966
.6
0.99963
.7
0.99961
.8
0.99959
.9
0.99884
26.0
0.99881
.1
0.99879
.2
0.99876
.3
0.99874
.4
0.99871
.5
0.99868
.6
0.99866
.7
0.99863
.8
0.99860
.9
0.99774
30.0
0.99771
.1
0.99768
.2
0.99765
.3
Density
(g/mL)C
0.9986
0
0.9985
8
0.9985
6
0.9985
4
0.9985
2
0.9985
0
0.9984
8
0.9984
7
0.9984
5
0.9984
3
0.9977
7
0.9977
5
0.9977
3
0.9977
0
0.9976
8
0.9976
6
0.9976
4
0.9976
1
0.9975
9
0.9975
6
0.9967
9
0.9967
6
0.9967
3
0.9967
1
0.9966
8
0.9966
5
0.9966
3
0.9966
0
0.9965
7
0.9965
4
0.9956
5
0.9956
2
0.9955
9
0.9955
A, B
Temperature
Coefficient
(K)
1.00039
1.00037
1.00035
1.00034
1.00032
1.00030
1.00028
1.00026
1.00024
1.00022
0.99957
0.99954
0.99952
0.99950
0.99947
0.99945
0.99943
0.99940
0.99938
0.99936
0.99858
0.99855
0.99852
0.99850
0.99847
0.99844
0.99842
0.99839
0.99836
0.99833
0.99744
0.99741
0.99738
0.99735
.4
0.99641
0.99820
.4
.5
0.99638
0.99817
.5
.6
0.99635
0.99814
.6
.7
0.99632
0.99811
.7
.8
0.99629
0.99808
.8
.9
0.99627
0.99806
.9
15
0.996
12
0.996
09
0.996
07
0.996
04
0.996
01
0.995
98
0.99791
.4
0.99788
.5
0.99785
.6
0.99783
.7
0.99780
.8
0.99777
.9
86
0.995
83
0.995
80
0.995
77
0.995
74
0.995
71
0.995
68
0.99762
.4
0.99759
.5
0.99756
.6
0.99753
.7
0.99750
.8
0.99747
.9
6
0.9955
3
0.9955
0
0.9954
7
0.9954
4
0.9954
1
0.9953
8
0.99732
0.99729
0.99726
0.99723
0.99720
0.99716
Referencia: Manual CRC de Química y Física, David R. Lide, Editor en Jefe, 74 Edición, 1993–1994.
Bρw s7.77310 26d3T2s4.95310 26d3T 2
51.000340382
Donde:
ρw = Densidad del agua en g / mL,
T = la temperatura de prueba en ° C, y
K = ρw⁄0.9982063 C 3 mL = cm.
8.8 Calcular la media y la desviación típica de las
cinco determinaciones de volumen. La desviación
típica será inferior o igual a 0,05 mL (redondeada
al segundo decimal). Si la desviación estándar es
superior a 0,05 mL, el procedimiento de
calibración tiene demasiada variabilidad y no
producirá
determinaciones
de
gravedad
específicas precisas. Evaluar las zonas de posible
refinamiento (ajustar el volumen a la marca de
calibración, alcanzar el equilibrio de temperatura,
medir la temperatura, el método de decantación o
cambiar a los matraces tapados) y revisar el
procedimiento hasta que la desviación estándar
sea inferior o igual a 0,05 mL.
9. Procedimiento
9.1 Masa del picnómetro: usando el mismo
balance utilizado para calibrar el picnómetro,
verifique que la masa del picnómetro esté dentro
de 0.06 g de la masa media calibrada. Si no es
así, vuelva a calibrar la masa seca del picnómetro.
9.2 Método
húmedas:
A-Procedimiento
para
muestras
9.2.1 Determinar el contenido de agua de una
porción de la muestra con arreglo al método de
ensayo D2216. Utilizando este contenido de agua,
calcular la gama de masas húmedas de la
muestra de gravedad específica con arreglo al
punto 7.1. A partir de la muestra, obtener una
muestra dentro de este rango. No muestrear para
obtener una masa predeterminada exacta.
9.2.2 Para dispersar el suelo poner unos 100 mL
de agua en el recipiente de mezcla de una
licuadora o dispositivo equivalente. Añadir el
suelo y mezclar. El volumen mínimo de lodo que
puede
ser
preparado
por
este
equipo
normalmente requerirá el uso de un picnómetro
de 500 mL.
0
9.2.3 Utilizando el embudo, verter la mezcla en el
picnómetro. Enjuague las partículas de suelo que
quedan en el embudo en el picnómetro utilizando
una botella de agua de lavado/ rociado.
9.2.4 Proceder como se describe en el punto 9.4.
9.3 Método B-Procedimiento
secadas en horno:
para
muestras
9.3.1 Secar el espécimen hasta una masa
constante en un horno mantenido a 110 6 5°C.
Triturar los terrones de suelo utilizando un mortero
y un mortero. Si el suelo no se dispersa fácilmente
después del secado o ha cambiado de
composición, utilice el método de ensayo A.
Consulte el punto 1.2.1 para los suelos que
requieren el método de ensayo 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 del tapón. Vierta
los sólidos del suelo directamente en el embudo.
Enjuague las partículas de suelo que quedan en el
embudo en el picnómetro utilizando una botella
de agua de lavado/ rociado.
9.4 Preparación del lodo del suelo: añadir agua
hasta que el nivel del agua esté entre 1 3 y 1 2 de
la
profundidad
del
cuerpo
principal
del
picnómetro. Agitar el agua hasta que se forme
lodo. Enjuagar cualquier suelo adherido al
picnómetro en el lodo.
9.4.1 Si no se forma lechada, sino una pasta
viscosa, utilice un picnómetro que tenga un
volumen mayor. Véase 7.1.1.
NOTA 5-Para algunos suelos que contienen una fracción
significativa de materia orgánica, el queroseno es un mejor
agente humectante que el agua y puede utilizarse en lugar
de agua destilada para las muestras secadas en horno. Si
se utiliza queroseno, el aire atrapado sólo debe eliminarse
mediante el uso de un aspirador. El queroseno es un líquido
inflamable que debe usarse con extrema precaución.
0
9.5 Ensordecimiento del suelo El aire arrastrado
en el suelo puede eliminarse mediante calor
(ebullición), vacío o combinación de calor y vacío.
un matraz aforado o tapado, llenar el matraz por
encima o por debajo de la marca de calibración en
función de las preferencias.
9.5.1 Cuando se utilice el método de solo calor
(ebullición), utilizar una duración de al menos 2 h
después de que la mezcla suelo-agua llegue a
ebullición completa. Use sólo el calor suficiente
para mantener la mezcla hirviendo. Agitar el lodo
según sea necesario para evitar que el suelo se
pegue o se seque sobre el vidrio por encima de la
superficie del lodo.
9.7 Si se ha utilizado calor, dejar que la muestra
se
enfríe
a
temperatura
ambiente
aproximadamente.
9.5.2 Si sólo se utiliza un vacío, el picnómetro
debe agitarse continuamente bajo vacío durante
al menos 2 h. Agitado continuamente significa que
los sólidos de suelo limo/arcilloso permanecerán
en suspensión, y el lodo está en movimiento
constante.
El
vacío
debe
permanecer
relativamente constante y ser suficiente para
causar burbujas al comienzo del proceso de
ensordecimiento.
9.5.3 Si se utiliza una combinación de calor y
vacío, los picnómetros se pueden colocar en un
baño de agua caliente (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 cristal del picnómetro
se calienta, el suelo normalmente se adhiere o se
seca sobre el vidrio. La duración del vacío y del
calor deberá ser de al menos 1 h tras el inicio de
la ebullición. Durante el proceso, el lodo debe
agitarse según sea necesario para mantener la
ebullición y evitar que el suelo se seque en el
picnómetro.
9.6 Llenar el picnómetro con agua Llenar el
picnómetro con agua anegada (véase 8.2.2)
introduciendo el agua a través de un trozo de tubo
flexible de pequeño diámetro con su extremo de
salida justo debajo de la superficie de la mezcla
en el picnómetro o utilizando el tubo de llenado
del picnómetro. Si se utiliza el tubo de llenado del
picnómetro, llene el tubo con agua y cierre la
válvula. Coloque el tubo de manera que los
orificios de drenaje estén justo en la superficie de
la suspensión. Abra la válvula ligeramente para
permitir que el agua fluya sobre la parte superior
de la suspensión. A medida que la capa de agua
clara se desarrolla, elevar el tubo y aumentar el
caudal. Si el agua añadida se vuelve turbia, no
agregue agua por encima de la marca de
calibración ni en el área de sellado del tapón.
Agregue el agua restante al día siguiente.
9.6.1 Si se utiliza el matraz de yodo tapado, llenar
el matraz, de manera que la base del tapón se
sumerja en agua. A continuación, coloque el tapón
en un ángulo sobre el cuello acampanado para
evitar la captura de aire bajo el tapón. Si se utiliza
0
9.8 Equilibrio térmico: coloque el picnómetro(s) en
un contenedor aislado cubierto junto con el
dispositivo termométrico (o la porción de
detección
de
temperatura
del
dispositivo
termométrico), un vaso (o botella) de agua
decantada, tapón(s) (si se está utilizando un
picnómetro tapado)y un cuentagotas o una
pipeta. Mantenga estos artículos en el recipiente
cerrado durante la noche para lograr el equilibrio
térmico.
9.9 Determinación de la masa del picnómetro: Si
el contenedor aislado no está situado cerca de
una balanza, mueva el contenedor aislado cerca
de la balanza o viceversa. Abra el recipiente y
retire el picnómetro. Sólo toque el borde del
picnómetro porque el calor de las manos puede
cambiar el equilibrio térmico. Coloque el
picnómetro en un bloque aislado (Styrofoam o
equivalente).
9.9.1 Si se utiliza un matraz aforado, ajustar el
agua a la marca de calibración siguiendo el
procedimiento del punto 8.4.1.
9.9.2 Si se utiliza un matraz tapado, ajustar el
agua para evitar la captación de burbujas de aire
por debajo del tapón durante su colocación. Si hay
que añadir agua, utilice el agua equilibrada
térmicamente del recipiente aislado. Luego,
coloque el tapón en la botella. Si hay que quitar
agua, antes o después de colocar el tapón, use un
cuentagotas. Seque el borde con una toalla de
papel. Asegúrese de que todo el exterior del
matraz esté seco.
9.10 Medir y registrar la masa del picnómetro, el
suelo y el agua con una precisión de 0,01 g
utilizando el mismo balance utilizado para la
calibración del picnómetro.
9.11 Determinación de la temperatura del
picnómetro: Mida y registre la temperatura de la
mezcla de lodo/suelo-agua con una precisión de
0.1°C utilizando el dispositivo termométrico y el
método utilizados durante la calibración en 8.5.
Esta es la temperatura de prueba, Tt.
9.12 Masa de suelo seco: Determinar la masa de
una tara o sartén con una precisión de 0,01 g.
Transferir el lodo del suelo a la tara o sartén. Es
imperativo que se transfiera todo el suelo. Se
puede añadir agua. Secar el espécimen a una
0
masa constante en un horno mantenido a 110 6
5°C y enfriarlo en un desecador. Si la tara se
puede sellar de manera que el suelo no pueda
absorber la humedad durante el enfriamiento, no
se requiere un desecador. Medir la masa seca de
los sólidos del suelo más la tara con una precisión
de 0,01 g utilizando el balance designado.
Calcular y registrar la masa de sólidos secos del
suelo con una precisión de 0,01 g.
NOTA 6: Se ha demostrado que este método proporciona
resultados más coherentes y repetibles que la
determinación de la masa seca antes del ensayo. Esto se
debe muy probablemente a la pérdida de sólidos del suelo
durante la fase de deshielo de las pruebas.
(4)
G =K·Gt
20°C
Dónde:
K = el coeficiente de temperatura dado en la Tabla
2.
10.4 Para los sólidos del suelo que contengan
partículas superiores al tamiz de 4,75 mm (núm.
4) para el que se utilizó el método de ensayo
C127 para determinar la gravedad específica de
estas partículas, calcular una gravedad específica
media. El método de ensayo C127 requiere que el
ensayo se realice a 23 6 1.7°C y no requiere que
los datos de gravedad específicos se corrijan a
20°C. Utilice 10.3 para corregir esta medición a
20°C. Utilice la siguiente ecuación para calcular la
gravedad específica media:
1
10. Cálculo
(5)
Gavg@20°C 5
R
10.1 Calcule la masa del picnómetro y el agua a la
temperatura de prueba como sigue:
Dónde:
Mρw, t = masa del picnómetro y agua a la
temperatura de prueba. (Tt), g,
Mp = la masa calibrada promedio del picnómetro
seco, g,
Vp = el volumen calibrado promedio del
picnómetro, mL y
ρw, t = la densidad del agua a la temperatura de
prueba (Tt), g / mL de la Tabla 2.
10.2 Calcule la gravedad específica de los sólidos
del suelo a la temperatura de ensayo, Gt, como
sigue:
1
100·G 1@20°C
ρs = la densidad de los sólidos del suelo Mg / m3 o
g / cm3,
ρw, t = la densidad del agua a la temperatura de
prueba (Tt), de la Tabla 2, g / mL og / cm3.
Ms = la masa de los sólidos del suelo secos al
horno (g), y
Mρws, t = la masa de picnómetro, agua y sólidos del
suelo a la temperatura de prueba, (Tt), g.
10.3 Calcule la gravedad específica de los sólidos
del suelo a 20 ° C de la siguiente manera:
0
100·G2@20°C
Dónde:
R = el porcentaje de suelo retenido en el tamiz de
4.75 mm, P = el porcentaje de suelo que pasa por
el tamiz de 4.75 mm,
G1 a 20 ° C = gravedad específica aparente de los
suelos retenidos en el tamiz de 4,75 mm según lo
determinado por el método de prueba C127,
corregido a 20 ° C
G2 @ 20 ° C = la gravedad específica de los
sólidos del suelo que pasan por el tamiz de 4,75
mm según lo determinado por estos métodos de
prueba (Ecuación 4).
11.
Informe:
Hojas(s)
ensayo/Formulario(s)
Dónde:
P
de
datos
de
11.1 El método utilizado para especificar cómo se
registran los datos en las fichas o formularios de
datos de ensayo, como se indica a continuación,
es la norma industrial y es representativo de los
dígitos significativos que deben conservarse.
Estos requisitos no tienen en cuenta la variación
de material in situ, el uso de los datos, estudios
de propósito especial, o cualquier consideración
para los objetivos del usuario. Es práctica común
aumentar o reducir los dígitos significativos de los
datos notificados en proporción con estas
consideraciones. Está fuera del alcance de la
0
norma considerar los dígitos significativos
utilizados en los métodos de análisis para el
diseño de ingeniería.
11.2 Registrar como
información (datos):
mínimo
la
SP
CH
CL
ML
SP
siguiente
11.2.1 Identificación del suelo (material) que se
está ensayando, como número de sondeo, número
de muestra, profundidad y número de ensayo.
11.2.2 Clasificación visual del suelo sometido a
ensayo (nombre del grupo y símbolo de
conformidad con la práctica D2487).
11.2.3 Porcentaje de partículas del suelo que
pasan el tamiz de 4,75 mm (No. 4).
11.2.4 Si se ha excluido cualquier suelo o material
de la muestra de ensayo, descríbase el material
excluido.
14
2.658
0.006
0.02
Multilaboratory Results (Between- Laboratory Reproducibility):
14
2.717
0.028
0.08
13
2.670
0.022
0.06
14
2.725
0.022
0.06
14
2.658
0.008
0.02
A El número de dígitos significativos y decimales
presentados son representativos de los datos de entrada.
De acuerdo con la Práctica D6026, la desviación estándar y
el rango aceptable de resultados no pueden tener más
lugares decimales que los datos de entrada. B La
desviación estándar se calcula de acuerdo con la Práctica
E691 y se denomina límite de 1s. C El rango aceptable de
dos resultados se denomina límite d2s. Se calcula como
1.960œ2 · 1s, como se define en la Práctica E177. La
diferencia entre dos pruebas realizadas correctamente no
debe exceder este límite. El número de dígitos
significativos / lugares decimales presentados es igual al
prescrito por estos métodos de prueba o la Práctica D6026.
Además, el valor presentado puede tener el mismo número
de lugares decimales que la desviación estándar, incluso si
ese resultado tiene dígitos más significativos que la
desviación estándar.
11.2.5 Método utilizado (método A o método B).
11.2.6 Todas las mediciones de masa (con una
precisión de 0,01 g).
TABLA 4 Resumen de los resultados de las pruebas
individuales de cada laboratorio
(Gravedad específica) A
(1)
11.2.7 Temperatura de ensayo (con una precisión
de 0.1°C).
11.2.8 Gravedad específica a 20°C (G, Gs, G20°C)
a la más cercana 0.01. Si se desea, se pueden
registrar valores a la más cercana 0.001.
11.2.9 Gravedad específica media a 20°C (Gave o
Gavg@20°C) con la precisión 0.01, si procede.
(Véase 10.4).
12. Precisión y sesgo
12.1 Criterios de precisión para evaluar la
aceptabilidad de los resultados de los ensayos
obtenidos con estos métodos de ensayo en una
serie de tipos de suelo utilizando el método A
(excepto si el suelo se ha secado al aire) se da en
las Tablas 3 y 4. Estas estimaciones de precisión
se basan en los resultados del programa
interlaboratorios realizado por el Programa de
Ensayos y Suelos de Referencia ASTM.
(2)
(3)
(4)
Number of Test Average Standard Soil Type
Laboratories Value Deviation
d by Each
Multilaboratory Results (Singl e-Test
Labora
Performe
CH
18
0.027
2.715
CL
18
2.673
0.018
ML
18
2.726
0.022
SP
18
2.660
0.007
(5)
Acceptable
Range of
Two
Results
tory):
0.08
0.05
0.06
0.02
A Ver notas a pie de página en la Tabla 3.
En este programa, algunos laboratorios realizaron
tres ensayos repetidos por tipo de suelo
(laboratorio de ensayos triplicado), mientras que
otros
Los laboratorios realizaron una única prueba por
tipo de suelo (laboratorio de prueba único). En
12.1.4 se da una descripción de los suelos
ensayados. Las estimaciones de precisión pueden
variar según el tipo de suelo y el método utilizado
(Método A o B). Se requiere juicio al aplicar estas
estimaciones a otro suelo o método.
(1)
12.1.1 Los datos del cuadro 3 se basan en tres
ensayos repetidos realizados por cada laboratorio
de ensayo por triplicado en cada tipo de suelo. La
desviación estandar del operador único y
multilaboratoria mostrada en la columna 4 del
cuadro 3 se obtuvo de acuerdo con la práctica
E691, que recomienda cada laboratorio de ensayo
CH
CL
ML
realizar un mínimo de tres ensayos en paralelo.
Los resultados de dos ensayos correctamente
realizados por el mismo operador sobre el mismo
material, utilizando el mismo equipo, y en el
período práctico más corto de tiempo no deben
diferir en más de los límites de d2s de un solo
TABLA 3 Resumen de los resultados de las
pruebas de los laboratorios de pruebas por
triplicado (gravedad específica)
(2)
(3)
(4)
(5)
Number of
Acceptable
Triplicate Test Average Standard Range of Two Soil Type Labs
ValueA DeviationB ResultsC
Single-Operator Results (Within- Laboratory Repeatability):
14
2.717
0.009
0.03
13
2.670
0.006
0.02
14
2.725
0.006
0.02
0
0
operador indicados en el cuadro 3, Columna 5.
Para la definición de d2s, véase la nota C del
cuadro 3. Los resultados de dos ensayos
realizados
correctamente
por
operadores
diferentes y en días diferentes no deben diferir en
más de los límites de d2s multilaboratorios
indicados en la columna 5 del cuadro 3.
12.1.2 En el Programa de Ensayos y Suelos de
Referencia ASTM, muchos de los laboratorios
realizaron una sola prueba. Esta es una práctica
común en la industria del diseño y la construcción.
Los datos del cuadro 4 se basan en el primer
resultado de ensayo de los laboratorios de ensayo
por triplicado y en los resultados de ensayo únicos
de los demás laboratorios. Los resultados de dos
ensayos correctamente realizados por dos
laboratorios diferentes con operadores diferentes
que utilicen equipos diferentes y en días
diferentes no deben variar más allá de los límites
de d2s que figuran en el cuadro 4, Columna 5. Los
resultados de las tablas 3 y 4 son diferentes
porque los conjuntos de datos son diferentes.
12.1.3 La tabla 3 presenta una interpretación
rigurosa de los datos de los ensayos triplicados de
conformidad con la práctica E691 de laboratorios
precalificados. El cuadro 4 se basa en datos de
ensayos que representan una práctica común.
12.1.4 Tipo de suelo Sobre la base de los
resultados del ensayo multilaboratorio, el suelo
utilizado en el programa se describe a
continuación de acuerdo con la práctica D2487.
Además, se da el nombre local del suelo.
Arcilla CH-Fat, CH, 99 % finos, LL=60, PI=39,
marrón grisáceo, suelo secado al aire y
pulverizado. Nombre local: Vicksburg Buckshot
Clay
CL-Arcilla magra, CL, 89 % finos, LL=33, PI=13,
gris, suelo secado al aire y pulverizado. Nombre
local: Annapolis Clay
ML-Silt, ML, 99 % finos, LL=27, PI=4, marrón claro,
suelo secado al aire y pulverizado. Nombre local:
Vicksburg Silt
SP-Arena mal clasificada; SP, 20 % arena gruesa,
48 % arena mediana, 30 % arena fina, 2 % fina,
marrón amarillento. Nombre local: Frederick sand
12.2 Sesgo: no existe un valor de referencia
aceptable para este método de ensayo, por lo que
no puede determinarse el sesgo.
RESUMEN DE CAMBIOS
De acuerdo con la política del Comité D18, esta sección identifica la ubicación de los cambios a esta
norma desde la última edición (10) que pueden afectar el uso de esta norma.
(1) Se eliminó la advertencia sobre el mercurio de 5.6.2.
ASTM International no toma posición con respecto a la validez de cualquier derecho de patente afirmado
en relación con cualquier artículo mencionado en esta norma. Se advierte expresamente a los usuarios
de esta norma que la determinación de la validez de dichos derechos de patente y el riesgo de infracción
de dichos derechos son de su exclusiva responsabilidad.
Esta norma está sujeta a revisión en cualquier momento por parte del comité técnico responsable y debe ser revisada cada
cinco años y, si no se revisa, debe volver a aprobarse o retirarse. Se invita a sus comentarios para la revisión de esta norma
o para normas adicionales y deben dirigirse a la sede de ASTM International. Sus comentarios serán cuidadosamente
considerados en una reunión del comité técnico responsable, a la que puede asistir. Si cree que sus comentarios no han
recibido una audiencia imparcial, debe dar a conocer sus opiniones al Comité de Normas de ASTM, en la dirección que se
muestra a continuación.
Esta norma tiene los derechos de autor de ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA
19428-2959, Estados Unidos. Se pueden obtener reimpresiones individuales (copias únicas o múltiples) de esta norma
comunicándose con ASTM a la dirección anterior o al 610-832-9585 (teléfono), 610-832-9555 (fax), o service@astm.org (ecorreo); oa través del sitio web de ASTM (www.astm.org). Los derechos de permiso para fotocopiar la norma también
pueden obtenerse en el sitio web de ASTM (www.astm.org/ COPYRIGHT /).
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