Specific gravity of savanna sandy loam soils from Monagas state, Venezuela | Gravedad específica de los suelos de sabana franco arenosos del estado Monagas, Venezuela

Américo Hossne García; Jesús Méndez Natera; Mariela Acevedo Cova; Oswaldo Barreto Marcano; Carlos Belmonte; Luis González Arrieta; Antonio Colón Alfonso; Jorge Marval Gómez; Rayner García Urbina

Specific gravity of savanna sandy loam soils from Monagas state, Venezuela | Gravedad específica de los suelos de sabana franco arenosos del estado Monagas, Venezuela

Américo Hossne García, Jesús Méndez Natera, Mariela Acevedo Cova, Oswaldo Barreto Marcano, Carlos Belmonte, Luis González Arrieta, Antonio Colón Alfonso, Jorge Marval Gómez, Rayner García Urbina

Resumen

Knowledge of the specific gravity is essential in relation to other soil assessments. The savanna soils are characterized by a high presence of sand and kaolinite clay content, which increase with depth. The objectives of this study were: (a) to determine the soil specific gravity by four methods, (b) the use of distilled water (A) and kerosene (K) as solvent liquids and (c) to evaluate the soil sample characteristics associated with depth. Methodologically, the pycnometer (Pic) and Le Chatelier flasks (Bg) were used, to evaluated soil samples taken from a randomized block design with three repetitions, 15 blocks, four depths and four methods (PicA (method 1), PicK (method 2), BgA (method 3) and BgK (method 4). Results were evaluated by ANOVA. The results obtained for specific gravity were: 2.5428 with PicA1 for 15 cm depth and block 15; 2.7844 with PicK2 60 cm depth and block 8; 2.5485 with BgA3 for 60 cm depths and block 3 and 2.5675 with BgK4 60 cm depth and block 3. The average specific gravity was 2.6108. The assessment order, from high to low, were: PicK method 2, BgK method 4, BgA method 3, PicA method 1. The variability of data using the Le Chatelier flask was slight. It is concluded that the use of the Chatelier flask with kerosene is a convenient method to assess the soil specific gravity.

Key words: Pycnometer, Le Chatelier balloon, water, kerosene.

RESUMEN

El conocimiento de la gravedad específica del suelo es esencial para el cómputo de otras evaluaciones edáficas. Los suelos de sabana se caracterizan por la presencia de un alto contenido de arena y arcilla caolinita, las cuales aumentan con la profundidad. Los objetivos del estudio fueron: (a) determinar la gravedad específica del suelo mediante cuatro métodos, (b) el uso de agua destilada (A) y kerosén (K) como líquidos solventes y (c) evaluar las características del suelo asociadas con la profundidad. Metodológicamente, se emplearon los matraces picnómetro (Pic) y Le Chatelier (Bg) para medir la gravedad específica de muestras tomadas en un diseño de bloques al azar con 15 bloques y tres repeticiones, a cuatro profundidades, y cuatro métodos identificados como PicA método1, PicK método 2, BgA método 3 y BgK método 4. Se uitilizó análisis de la varianza para evaluar los resultados. Los resultados obtenidos para la gravedad específica, fueron: 2,5428 con PicA1 15 cm de profundidad y el bloque 15; 2,7844 con PicK2 60 cm de profundidad y el bloque 8; 2,5485 con BgA3 60 cm de profundidad y el bloque 3; y 2,5675 con BgK4 60 cm de profundidad y el bloque 3. La gravedad específica promedio fue 2,6108. El orden de evaluación, de mayor a menor, fue: PicK método 2, BgK método 4, BgA método 3 y PicK método 1. La variabilidad de los datos utilizando el matraz Le Chatelier fue leve. Se concluye que es más conveniente usar el balón Le Chatelier y kerosene como solvente para estimar la gravedad específica de los suelos.

Palabras clave: Picnómetro, matraz Le Chatelier, agua, kerosén.

Referencias

AAS (AMERICAN ASSOCIATION STATE). 2003. Standard test method for density of hydraulic cement. Highway and Transportation Officials Standard. AASHTO No.: T133, ASTM Designation C 188-95. ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States. 2 p.

AASHAN I, ALI SA, ROOM S, RANA MA, ALEEM M. 2014. Effects of soil and air drying methods on soil plasticity of different cities of Pakistan. J. Eng. Res. Appl. 4(12):49-53.

AASHTO (AMERICAN ASSOCIATION STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS). 2003. AASHTO T133 Standard test method for density of hydraulic cement. American Association State. Highway and Transportation Officials Standard (ASTM), C 188-95. 2 p.

ABI KENTIGERN AB, MULDER T, TOEASEY CHS, AKKERMAN O, HANZE T VAN DER M. 2009. Sludge application for dike cores. Study into improvement of dike building with Geotube R. Extensive Report. University Groningen, Civil Engineering, pp. 69.

ASTM E694. 2010. Standard specification for laboratory glass volumetric apparatus. ASTM, pp. 8.

ASTM C188-15. 2015. Standard test method for density of hydraulic cement, ASTM International, West Conshohocken, PA. www.astm.org.

ASTM D 854-92. 2016. Standard test method for specific gravity of soils, Annual Book of ASTM Standards, 4.08, ASTM International, West Conshohocken, PA.

BELSLEY DA, KUH E, WELSCH RE. 1980. Regression diagnostics: Identifying influential data and sources of collinearity. John Wiley & Sons, New York, USA, pp. 292. DOI: 10.1002/0471725153.

BIZQUES D, DODGE Y. 1993. Alternative methods of regression. John Wiley & Sons, New York, USA, pp. 240.

BLAKE GR, HARTGE KH. 1996. Bulk density. In: KLUTE A. (Ed). Methods of Soil Analysis: Part 1, Physical and mineralogical methods. 2° Ed. pp. 363-375. American Society of Agronomy, Soil Science Society of America, Madison, WI, USA, pp. 83-90.

BONÍAS A, GONZÁLEZ E, RODRÍGUEZ, I BERMÚDEZ A. 2010. Determinación de las propiedades físicas del suelo de Margarita, estado Nueva Esparta, Venezuela. Maturín, Venezuela: Universidad de Oriente, Núcleo de Monagas, Escuela de Ingeniería Agronómica [Trabajo de Grado Ingeniero Agrónomo], pp. 38.

BOWLES JE. 2006. Gravedad específica de los suelos. Primer taller de mecánica de suelos (picnómetro). ASTM D-854, AASHTO T-100, (Experimento Nº 7), MTC E 113-2000. Disponible en línea en: http://www.lms.uni.edu.pe/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifi. (Acceso 15.10.2015).

BRAND J. 2015. Volumetric measurement in the laboratory. Learning the basics – how to work with volumetric instruments. Disponible en linea en: www.brand.de/.../Brochuere_ Volumenmessung_EN. (Acceso 15.10.2015).

CALIFORNIA TEST 209. 2000. Method of test for specific gravity of soils. Department of Transportation Engineering Service Center Transportation Laboratory 5900 Folsom Blvd. Sacramento, California 95819. AASHTO Designations T 88 and T 100. California Test 206, pp. 3.

CIVIL2121. 2012. Soil classification. Engineering Geology and Geomechanics. Classification systems based on the US system (The Unified Soil Classification System, USCS), or the British Standard Soil Classification System, The Australian Soil Standard, pp. 12. Disponible en línea en: Http://geotech.uta.edu/lab/main/sieve (Acceso 04.02.2015).

DE MAESSCHALCK D, JOUAN-RIMBAUD DR, MASSART DL. 2000. The Mahalanobis distance, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 50:1-18.

DTMTD T224C. 2015. Method of test for apparent specific gravity og fine aggregates. Department of Transportation Materials and Testing Division, State of Nevada, USA, pp. 4.

HUMBOLDT. 2015. Specific gravity flask (Le Chatelier). Humboldt Mfg. Co. Disponible en línea en: www.humboldtmfg.com. (Acceso 13.10.2015).

INSEE. 2016. Coefficient of variation. National Institute of Statistics and Economic Studies. Disponible en línea en: http://www.insee.fr/en/methodes/default.asp?page=definitions/coefficient-de-variation. htm. http://www.insee.fr/en/. 4 p. (Acceso 03.05.2016).

ISIKWUE MO, ABUTU C, ONOJA SB. 2012. Erodibility of soils of the South West Benue State, Nigeria. Pacific J. Sci. Technol. 13(2):437-447.

KRISHNA R. 2002. Engineering properties of soils based on laboratory testing. Department of Civil and Materials Engineering. University of Illinois, Chicago, USA, ASTM D 854-00, pp. 178.

MAHALANOBIS PCH. 1936. On the generalised distance in statistics. Proc. Nat. Inst. Sci. India. 2(1):49-55.

MAIGNIEN R. 1966. Review of research on laterites. UNESCO. Natural Resources Research, 4, pp. 148.

MENDOZA H, BAUTISTA G. 2002. Diseño experimental. Universidad Nacional de Colombia, Licencia: Creative Commons BY-NC-ND. Disponible en línea en: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000352/ (Acceso 03.05.2016).

MONTOGOMERY DC, PECK EA, VINING GG. 2012. Introduction to linear regression analysis (5th edition). Wiley, New York, USA, pp. 218.

MTC E 113. 2000. Gravedad específica de los suelos (picnómetro). Disponible en línea en: https://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas.../EM.../mtc113.pdf. (Acceso 15.11.2015).

NAVFAC. 2015. Section IV. Specific gravity of solids determination (ASTM D 854-92). FM 5-472/NAVFAC MO 330/AFJMAN 32-1221(I). Disponible en línea en: http://www.globalsecurity.org/military/library/policy/army/fm/5-472/ch2part2. (Acceso 15.11.2015).

NDR T 84. 2011. Specific gravity and absorption of fine aggregate. NDR Standard Method T 84. Nebraska Department of Roads, USA, pp. 9.

OSAMA KN, AL-MUFTY AHMED A, RASHEED AJ. 2008. Determination of saline soils specific gravity. Jordan J. Civil Eng. 2(1):1-19.

OYEDIRAN IA, DUROJAIYE HF. 2011. Variability in the geotechnical properties of some residual clay soils from southwestern Nigeria. International J. Sci. Eng. Res. 2(9):235-240.

PALACIOS H. 2000. Actualización profesional en manejo de recursos naturales, agricultura sostenible y pobreza rural. Centro para el Desarrollo Agropecuario y Forestal (CEDAF), Santo Domingo, República Dominicana, pp. 120.

PRASAD SK. 2015. Index properties of soil. Civil Engineering, S. J. College of Engineering, Mysore, India. Disponible en línea en: https://www.researchgate.net/file.PostFileLoader.html%3Fid%3D55d2bd676225ff50bd8b45c7%26assetKeS. (Acceso 05.01./2016).

RAWAS AL, GOOSEN MF. 2006. Expansive soils: Recent advances in characterization and treatment. CRC Press, London, UK, pp. 544.

RUCKS L, GARCÍA F, KAPLÁN A, LEÓN PONCE J, HILL M. 2004. Propiedades Físicas de los Suelos. Facultad de Agronomía, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay, pp. 78.

SHAFIEE A, JAFARI MK, JALALI N. 2004. Cyclic behavior of composite clays. 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada, Paper 462, pp. 1-6.

TANAKA M, GIRARD G, DAVIS R, BIGNELL P. 2001. Recommended table for the density of water between 0°C and 40°C based on recent experimental reports, Metrologia. 38(4):301-309.

TEST METHOD NEVADA T224C. 2015. Method of test for apparent specific gravity of fine aggregates. Department of Transportation, Material and Testing Division, AASHTO Designation T133 California Test 208, State of Nevada, USA, pp. 4.

THE CONSTRUCTOR. 2016. Specific gravity of cement. Disponible en línea en: http://theconstructor.org/practical-guide/ specific-gravity-of-cement/2239/. (Acceso 12.03.2016).