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ENSAIOS DE LABORATÓRIO Pós-Graduação em Engenharia Civil - UPE Mestrado em Engenharia Civil Profª Drª Kalinny Lafayette POLI/UPE.

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1 ENSAIOS DE LABORATÓRIO Pós-Graduação em Engenharia Civil - UPE Mestrado em Engenharia Civil Profª Drª Kalinny Lafayette POLI/UPE

2 1.Composição Gravimétrica 2.Beneficiamento 3. Peso Específico das Partículas e Densidade Relativa (ou Real dos Grãos) 4. Granulometria (Peneiramento e Sedimentação) 5. Compactação ÍNDICE

3 Separação Manual dos Materiais que Compõe o RCD CG % = P i x 100 P t CG = composição gravimétrica P i = peso de um material constituinte P t = peso total dos materiais constituintes 1. ENSAIO DE COMPOSIÇÃO GRAVIMÉTRICA

4 2. BENEFICIAMENTO Redução do Tamanho das Partículas (Grãos) Britador de Mandíbulas RCD coletado Britagem/Trituração RCD beneficiado

5 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS OBJETIVO: Determinação da densidade das partículas que constituem um determinado solo. P c - picnômetro de 50ml 10g - picnômetro de 250ml 25g - picnômetro de 500ml 50g Peneira de 2,0mm; balança com capacidade de 200g, sensível a 0,01g ; estufa capaz de manter a temperatura entre 105o e 110o C; picnômetro com capacidade de 50, 250 ou 500ml ; Pisseta; termômetro graduado em 0,5 o C, de 0 o C a 60 o C ; bomba de vácuo; cápsula de porcelana com 5cm de diâmetro ; dessecador ; pegador de madeira ou de metal ; funil de 5cm de diâmetro. A norma NBR 6508/1984 – ABNT fixa o método para obtenção do peso específico real dos grãos.

6 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS P c PROCEDIMENTO P1P1 P2P2 P3P3 P4P4 CÁLCULO: t1 = densidade real do solo à temperatura (t 1 ) ; P 1 = peso do picnômetro vazio e seco, em g ; P 2 = peso do picnômetro mais amostra, em g ; P 3 = peso do picnômetro mais amostra, mais água, em g ; P 4 = peso do picnômetro mais água, em g.

7 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS CÁLCULO: OBS:o valor da densidade real deverá ser referido à água à temperatura de 20 o C = densidade real do solo a 20°C t = razão entre a densidade relativa da água a temperatura t 1 e a densidade relativa da água a 20 o C, obtida na tabela t1 = densidade real do solo à temperatura t 1

8 Temperatura T em o C Densidade relativa da água Fator de correção t Temperatura T em o C Densidade relativa da água Fator de correção t 41,00001, ,99841, ,00001, ,99821, ,99991, ,99800, ,99991, ,99780, ,99991, ,99760, ,99981, ,99730, ,99971, ,99710, ,99961, ,99680, ,99951, ,99650, ,99941, ,99630, ,99931, ,99600, ,99911, ,99570, ,99901, ,99540, ,99881, ,99510, ,99861, ,99470,9965 TABELA: FATOR DE CORREÇÃO TABELA: FATOR DE CORREÇÃO t

9 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS Valores médios de densidades dos solos: Solo Pedregulho2,65-2,68 Areia2,65-2,68 Silte2,66-2,70 Argila2,68-2,80 Solo Orgânico< 2,0 - Quanto maior o teor de matéria orgânica no solo, menor a densidade relativa. - Quanto maior o teor de óxido de ferro, maior a densidade relativa.

10 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO Toma-se: 1500g para solos siltosos e argilosos 2000g para solos arenosos OBJETIVO: obtenção da curva granulométrica do solo, e a identificação da granulometria das partículas granulares do solo. APARELHAGEM: a) peneira de ,5 - 4, ,2 - 0,6 - 0,42 - 0,30 - 0,15 - 0,075mm. b) agitador para peneiras, com dispositivo para fixação capacidade 6, incluindo tampa e fundo. c) balança com capacidade de 200g, sensível a 0,01g. d) balança com capacidade de 2kg, sensível a 0,1g. e) estufa capaz de manter a temperatura entre 105 o e 110 o C. f) cápsula com capacidade de 500ml. g) cápsula de alumínio. h) escova de aço. AMOSTRA:

11 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO -o material retido nas peneiras de 0,075mm deve ser lavado com o auxílio de jato d´água, com a finalidade de remover qualquer grão de dimensão menor que 0,075mm, a seguir coloca-se na estufa até constância de peso; - o material que passa na peneira 0,075mm será encaminhado para o ensaio de Sedimentação. PROCEDIMENTO: 1)peneirar a amostra na peneira 2,0mm ( N o 10 ); 2)a amostra retida na peneira 2,0mm deve ser lavada com o auxílio de jato d´água, com a finalidade de remover qualquer grão de dimensão menor que 2,0mm, a seguir coloca-se na estufa até constância de peso; 3)retirar duas cápsulas do material que passa na peneira de 2,0mm, para a determinação da umidade; 4)tomar o material que passa na peneira de 2,00mm e passar na peneira de 0,075mm (n o 200); 5)Iniciar peneiramento propriamente dito: h = teor de umidade, em %; P h = peso do material úmido, em g ; P s = peso do material seco em estufa, em g.

12 Etapas 1, 2 e 3: Etapas 4, 5 e 6:

13 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR SEDIMENTAÇÃO OBJETIVO: obtenção da curva granulométrica do solo, e a identificação da granulometria das partículas finas do solo. a) Água destilada; b) Balança permita pesar 2kg sensível a 0,01g c) Estufa capaz de manter a temperatura entre 105 e 110 °C; d) Cápsulas com capacidade de 200ml; e) Defloculante; f) Provetas com capacidade igual a 1000ml; g) Densímetro de bulbo simétrico, calibrado a 20 o C e graduado em 0,001(de 0,995 a 1,050); h) Dispersor elétrico ou manual; i) Cronômetro; j) Termômetro. APARELHAGEM: Toma-se: 70g para solos argilosos 120g para solos arenosos AMOSTRA:

14 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR SEDIMENTAÇÃO PROCEDIMENTO: 1)dispersar em água o material que passa pela peneira 2,0 mm ( N o 10 ); 2)para melhor dispersão dos elementos, utilizar um defloculante (ex: hexametafosfato de sódio); 3)levar a solução a um dispersor elétrico ou manual; 4)verter a solução em uma proveta e completar com água destilada; 5)agitar a mistura dentro da proveta (cerca 1 minuto); 6)introduzir um densímetro na suspensão e faz-se a leitura para 30seg, 1 min, 2min, 4min, 8min, 15min, 30min, 1h, 2h, 4h, 8h e 25h; 7)em cada leitura do densímetro, toma-se a temperatura da mistura.

15 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR SEDIMENTAÇÃO

16 CLASSIFICAÇÃO QUANTO GRANULOMETRIA Escala granulométrica brasileira (ABNT) argila < 0,005 mm < 0,005 mm silte 0,005 mm < < 0,05 mm areia fina 0,05 mm < < 0,425 mm areia média 0,42 mm < < 2,00 mm areia grossa 2,00 mm < <4,80 mm pedregulho 4,80 mm < < 76 mm pedra 76 mm < < 25 cm matacão 25 cm < < 100 cm bloco de pedra >1 m >1 m Escala do Sistema Internacional pedregulho > 2,00 mm > 2,00 mm areia 0,02 mm < < 2,00 mm silte 0,002 mm < < 0,02 mm argila < 0,02 mm < 0,02 mm

17 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO A idéia básica do sistema unificado de classificação dos solos é que os solos grossos podem ser classificados de acordo com a sua curva granulométrica, ao passo que o comportamento de engenharia dos solos finos está intimamente relacionado com a sua plasticidade. É o sistema mais usado na geotecnia em geral. Divide os solos em três grandes grupos: -Solos grossos – mais de 50% em peso dos grãos são retidos na # 200; -Solos finos – maias de 50% em peso dos grãos passam na # 200; -Turfas – solos essencialmente orgânicos.

18 Terminologia usada no SUCS Símbolos InglêsPortuguês Ggravelcascalho Ssandareia Cclayargila Wwell gradedbem graduado Ppool gradedmal graduado Ffinesfinos Mmolimo (areia fina) Oorganicmatéria orgânica Llow liquid limitLL baixo Hhigh liquid limitLL alto Ptpeatturfa

19 CURVA GRANULOMÉTRICA Solo Uniforme (todos os grãos com diâmetros próximos): C u < 5 Solo Bem Graduado (uniformemente distribuido): 5 < C u < 15 1 < C c < 3 Solo Mal-Graduado (granulometria aberta): C u > 15 Parâmetros extraídos da curva granulométrica: Diâmetro efetivo: corresponde a 10% em peso total de todas as partículas menores que ele Coeficiente de uniformidade: C u = d 60 / d 10 Coeficiente de curvatura: C c = ( d 30 ) 2 / (d 60 x d 10 )

20 CURVA GRANULOMÉTRICA Solo Uniforme (todos os grãos com diâmetros próximos): C u < 5 Solo Bem Graduado (uniformemente distribuido): 5 < C u < 15 1 < C c < 3 Solo Mal-Graduado (granulometria aberta): C u > 15 Coeficiente de uniformidade: C u = d 60 / d 10 Coeficiente de curvatura: C c = ( d 30 ) 2 / (d 60 x d 10 ) d 30 Ø partícula (mm) d 60 d % que passa

21 CURVA GRANULOMÉTRICA

22 5. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO Proctor verificou que um mesmo material (solo), conforme o seu teor de umidade, reage diferentemente à compactação, alcançando valores diversos de densidade. A curva mostra que para uma umidade chamada de ótima o solo possui uma resistência máxima. O valor maior ou menor dessa umidade ótima a resistência apresenta-se mais baixa. s = f(h%) Curva de compactação

23 –Variação da Densidade com o Teor de Umidade.

24 Pesa-se 3 Kg de material ( < 4,8mm) para o ensaio. Em seguida, inicia-se a homogeneização da amostra de 3kg, com posterior adição de água. O material é transferido para um molde cilíndrico, sendo compactado em três camadas aproximadamente iguais. Cada camada recebe 26 golpes de soquete com 2,5Kg, caindo de 30cm, distribuídos sobre a superfície da camada uniformemente. 5. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR NORMAL)

25 Depois da compactação, a parte superior do cilindro é retirada e com uma régua de aço, rasa-se o material na altura exata do molde. De posse do peso do molde, determina-se por dedução o peso do material úmido, através da pesagem do molde com o material úmido compactado. Em seguida, remove-se o corpo de prova do molde, coletando-se duas amostras de material passante na peneira Nº 10 para determinação da umidade, através do método em estufa.

26 –FONTES DE ERROS NO ENSAIO Alguns fatores podem provocar erros na obtenção da curva de compactação em laboratório como, por exemplo: Destorroamento incompleto do solo durante a preparação da amostra; Homogeneização deficiente da amostra após adição da água (absorção incompleta e desuniforme da água pelo solo); Reutilização do solo. Alguns solos são afetados pela recompactação, principalmente alguns solos argilosos ou solos com concreções ferruginosas lateríticas, que apresentam aumento do peso específico seco máximo e diminuição do teor de umidade ótima; Número insuficiente de pontos para definição adequada da curva de compactação; Base inadequada para apoio do molde durante a compactação; Determinação incorreta do volume interno do molde;

27 FONTES DE ERROS NO ENSAIO Fatores humanos durante a compactação: Distribuição desuniforme dos golpes sobre a superfície da camada; Não verticalização do soquete; Variações na elevação do soquete; Velocidade de aplicação dos golpes; Não liberação total do soquete durante a queda. Variação excessiva na espessura de cada camada; Determinação do teor de umidade através de amostra não representativa; Calibração incorreta do soquete.

28 Referências Bibliográficas Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 6457: Amostras de solo- preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, ________. NBR 6508: Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm – Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, ________. NBR 7181: Solo: Análise granulométrica. Rio de Janeiro, ________. NBR 7182: Solo: Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 1986.


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