Relatório 01 - Teor de umidade e apresentação de materiais

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Jonathas Dias de Sousa
Teor de umidade do solo
Palmas – TO
2015
Jonathas Dias de Sousa
teor de umidade do solo
Relatório apresentado como requisito parcial para formação de nota alusiva a G1, referente à unidade curricular Mecânica dos Solos, do curso de Engenharia Civil, ministrada pelo Prof.ªJacqueline Henrique.
Orientador: Prof.º Jacqueline Henrique
INTRODUÇÃO
Para realização de uma obra é necessário conhecer em detalhes o solo onde a mesma será realizada, isso garantirá segurança para edificação e prevenirá eventuais patologias.
Os solos são identificados por sua textura, composição granulométrica, plasticidade, consistência ou compacidade, e ainda existem outras propriedades que auxiliam na sua identificação, como estrutura, forma dos grãos, cor, cheiro e outras. Dentre as diferentes características pesquisadas numa amostra de solos, destacamos dentre elas a determinação do teor de umidade.Através dessa determinação, pode-se identificar a quantidade de água necessária para obter uma melhor compactação do solo, por exemplo.
Dado esses fatos entende-se o quanto é importante à determinação do mesmo, já que projetos de infraestrutura mal realizados ou executados são difíceis de corrigir além de possuir custo elevado para reparação. 
A determinação do teor de umidade pode ser definida de varias formas, porém no ensaio realizado no Laboratório de Solos do CEULP/ULBRA, no dia 27 de agosto de 2015, com orientação da professora Jacqueline Henrique, foram utilizados os seguintes métodos: Speedy Test, Frigideirae Estufa Padrão. 
	ABNT NBR 16097:2012 - Solo — Determinação do teor de umidade — Métodos expeditos de ensaio,descreve os procedimentos para execução do ensaio de teor de umidade.
OBJETIVO
Determinar o teor de umidade do solo através de três métodos de ensaios diferentes.
ENSAIOS
Método Speedy Test
A determinação do teor de umidade de solos e agregados miúdos com utilização do aparelho “Speedy” tem por base a reação química da água existente em uma amostra com o carbureto de cálcio, realizada em ambiente confinado, gerando pressão no mesmo.
CaC2+ 2 H2O » C2 H2+ Ca (OH)2
(carbureto de cálcio + água » acetileno e hidróxido de cálcio)
Através da pressão medida no manômetro acoplado ao equipamento determinamos o teor de umidade.
Materiais e Equipamentos
12 g de solo;
Conjunto de Speedy Test:
Ampola com Carbureto de Cálcio;
Esferas metálicas;
Recipiente metálico que suporta altas pressões com tampa e manômetro acoplado.
Procedimentos de Execução do Ensaio
Iniciou-se pesando 12 g de solo, após pesagem, foram colocados no recipiente o solo, a ampola de carbureto de cálcio (CaC2) e as esferas metálicas.Fechou-se o aparelho, agitando-o repetidas vezes até quebrar as ampolas, fato confirmado pela observação do manômetro que começou a sofrer alterações. Aguardou-se a pressão do manômetro estabilizar-se, indicando que a reação teria encerrado.Logo após, realizou-se a leitura da pressão e da umidade (Figura 01), já que o conjunto “Speedy” utilizado já possuía indicação de umidade no monômetro.
Figura 01 – Manômetro com valores estabilizados. 
Análise de Dados
A pressão encontrada foi de 1,55 Kgf/cm² e teor de umidade 13,5%. Porém, conforme manual de procedimentos do aparelho “Speedy Test” utilizado, para amostras de solos inferiores a 15 g, deve-se dividir os valores encontrados por dois.
Onde:
é a pressão (Kgf/cm³;
é o teor de umidade (%).
Resultados e Discussão
Como resultado da analise dos dados colhidos, obtivemos a tabela 01 a seguir:
	
	Pressão (Kgf/cm²)
	Mass (g)
	Teor de umidade (%)
	Leitura
	1,55
	12 g
	13,5
	Resultado
	0,77
	12 g
	6,75
Tabela 01 – Speddy Test
Conclusão
Por não apresentar nenhum problema na execução do procedimento do ensaio concluímos que o mesmo é valido com resultado de teor de umidade igual a 6,75%.
Método da Frigideira
O método da frigideira ou fogareiro utiliza-se da secagem através da emissão de calor. Por não conseguirmos manter essa fonte de calor em constância, esse método não é recomendado para solos com presença de material orgânico, pois a temperatura elevada pode queimar substâncias pulverulentas e interferir no resultado final. 
Materiais e Equipamentos
Amostra de Solo;
Balança; 
Cápsulas Numeradas;
Espátulas;
Fogareiro.
Procedimentos de Execução do Ensaio
Para utilizar o método do fogareiro, pesou-se três cápsulas vazias. Logo após depositou-se em torno de 20 gramas de solo em cada uma das cápsulas, pesou-se novamente. Acendeu-se a chama do fogareiro, colocou-se as cápsulas com as amostras do solo sobre o fogareiro (Figura 02). Com auxilio da espátula mexia-se no solo para acelerar a secagem e evitar queimas. Retirou-se as cápsulas após verificação aparente de secas. Pesou-se novamente. 
Figura 02 – Capsulas sobre o fogareiro.
Análise de Dados
Com a pesagem após o procedimento de ensaio, obtivemos as massas de 38,9 g (cápsula 02), 40,0 g (cápsula 03) e 33,7 g (cápsula 05), sendo esses resultados, massa do solo seco com massa da cápsula. Aplicou-se a fórmula para obtenção do teor de umidade individual de cada amostra.
Onde:
é o teor de umidade (%);
é a massa do solo úmido ou inicial (g);
é a massa seca oufinal (g);
é a massa da cápsula (g).
Resultados e Discussão
Após da analise dos dados colhidos, obtivemos a tabela 02 a seguir:
	FOGAREIRO
	TIPO
	CÁPSULA (g)
	
	2
	3
	5
	Mu + Cápsula (g)
	41,2
	42,7
	35,6
	Ms + Cápsula (g)
	38,9
	40,0
	33,7
	Massa Cápsula (g)
	15,0
	12,6
	12,2
	Teor de umidade (%)
	9,62
	9,64
	8,84
Tabela 02 – Fogareiro
	Para determinação do teor de umidade dessas amostras de solo faz a média simples dos resultados individuais.
Onde:
é o teor de umidade médio (%);
é o somatório dos teores individuais (%).
Conclusão
Por falta de ocorrência de problemas na execução do procedimento do ensaio, e logo após determinação da média simples, concluímos que o mesmo é valido apresentando como resultado final o teor de umidade igual a 9,36 %.
Método da Estufa
O método da estufa consiste na retirada da umidade do solo através de secagem em estufa com temperatura média de 105° C por 24h. Este procedimento é o que melhor determina a umidade do solo, por não agredir o solo com elementos que químicos que podem interagir com outros elementos e também, por não queimar materiais orgânicos ou pulverulentos.
Materiais e Equipamentos
Amostra de solo;
Balança com precisão de 0,01g;
Cápsulas em alumínio;
Estufa.
Procedimentos de Execução do Ensaio
Pesou-se três cápsulas vazias, logo após depositou-se uma quantidade média 20 gramas de solo, pesou-se novamente e anotou-se os valores. Colocou-se em estufa a 105° C por 24h. Após este período, retirou-se as cápsulas e as pesou-senovamente (Figura 03).
Figura 03 – Cápsula 3 sendo pesada após secagem em estufa.
Análise de Dados
Com a pesagem após o procedimento de ensaio, obtivemos as massas de 38,2 g (cápsula 02), 38,7 g (cápsula 03) e 43,8 g (cápsula 04). Aplicou-se a formula para obtenção do teor de umidade individual de cada amostra.
Onde:
é o teor de umidade (%);
é a massa do solo úmido ou inicial (g);
é a massa seca ou final (g);
é a massa da cápsula (g).
Resultados e Discussão
Após da analise dos dados colhidos, obtivemos a tabela a seguir:
	ESTUFA
	TIPO
	CÁPSULA (g)
	
	2
	3
	4
	Mt + Cápsula
	39,8
	40,4
	45,8
	Ms + Cápsula
	38,2
	38,7
	43,8
	Massa Cápsula
	17,4
	17,4
	17,4
	Teor de umidade (h)
	7,69 %
	7,98 %
	7,57 %
Para determinação do teor de umidade dessas amostras de solo faz a média simples dos resultados individuais.
Onde:
é o teor de umidade médio (%);
é o somatório dos teores individuais (%).
Conclusão
Não ocorreu nenhum problema durante a execução do procedimento do ensaio. Após determinação da média simples, concluímosque o referido ensaio é valido eapresenta como resultado final o teor de umidade igual a 7,74 %.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme verificado, para o método do “Speedy Test” encontramos 6,75 % de teor de umidade, para o método do fogareiro 9,36 % e 7,74 % para o da estufa. Essa grande diferença entre o método do fogareiro e os demais pode ser resultado de uma secagem mal feita, o fogareiro não estava pré-aquecido quando colocado as cápsulas, por isso, o tempo em que estas ficaram sobre ele pode ter sido mal interpretado, tal como, a aparência de seca, já que ainda poderia conter agua hidroscópica nas amostras analisadas.
No método do “Speedy Test” o valor obtido foi inferior aos demais, porém, aproximando-se do encontrado pelo da estufa, o que o torna menos errôneo que o do fogareiro. Neste caso o mais provável é que a amostra utilizada era insuficiente por isso o valor aproximou-se, mas ainda sim, teve diferença significativa.
O método da estufa é o padrão para determinação do teor de umidade e não ocorreu nenhum problema na execução do ensaio, portanto, podemos concluir que o teor de umidade do solo é 7,74 %. Os demais métodos servem de parâmetros in loco, onde não é possível fazer uma análise com estufa, como por exemplo, em obras de pavimentação. O grande aprendizado é que independente do procedimento escolhido, a determinação de uma amostra significativa e a atenção na execução faz toda a diferença. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CALDERÓN, Victor J.V., Interpretação dos resultados de ensaios TDR para a determinação do teor de umidade dos solos. 2010. Monografia (Mestrado em Geotecnia) – Escola de Engenharia, Universidade de São Paulo, São Paulo.
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC vol. I 
IFTO – MATO GROSSO. http://files.ilcoribeiro.webnode.com.br/200000165-cfb9cd0b28/aula%2004%20-%20Teor%20de%20umidade.pdf
ANEXO
APRESENTAÇÃO DE MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
Antes da realização dos ensaios a amostra precisa ser retirada com cuidado conforme a finalidade a qual será aplicado, com amostras para ensaio de permeabilidade, por exemplo, retira-se uma amostra do solo inteiro, as vezes o recobre com parafina para evitar desmoronamento ou perda de umidade. Para os demais ensaios, costuma-se coletar 40 kg de solo, o qual é transportado em saco de lona (Figura 04), evitando a perda de umidade do mesmo.
Figura 04 – Saco de lona utilizado para coletar o solo.
A NBR 6457/1986 – Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização – demonstra os procedimentos e materiais utilizados para preparar as amostras. Dentre os equipamentos e materiais utilizados temos: almofariz e mão de gral recoberta de borracha (Figura 05), repartidor de amostras (Figura 06), balanças de precisão, peneiras com abertura especificadas em norma e bandejas (Figura 07).
Figura 05 – Almofariz e mão de gral.
Figura 06 – Repartidor de amostras.
 
Figura 07 – Bandeja.
	A NBR 6459/1984 – Solo - Determinação do limite de liquidez – detalha os procedimentos e materiais utilizados para determinar o limite de liquidez de uma amostra de solo. Dentre os materiais utilizados podemos citar: o aparelho Casagrande (Figura 08), cinzel (Figura 09), balança de precisão, estufa e cápsulas para as amostras.
Figura 08 – Aparelho Casagrande.
A NBR 7180/1984 – Solo - Determinação do limite de plasticidade – especifica os materiais e procedimentos utilizados para definir o limite de plasticidade de uma amostra de solo. Dentre os materiais utilizados para a realização deste ensaio, podemos citar: o gabarito cilíndrico para comparação (Figura 09), placa de vidro de superfície esmerilhada para enrolar os moldes (Figura 09), estufa para secagem das amostras, cápsulas para as amostras e balança de precisão.
Figura 09 – Gabarito cilíndrico à esquerda, ao centro e a direito cinzel utilizado no limite de liquidez, sob os aparelhos placa de vidro.
A NBR 7181/1984 – Solo - Análise granulométrica – especifica os materiais e procedimentos utilizados para realização do ensaio de granulometria e ajudar na caracterização do solo com a amostra estudada do mesmo, utilizando-se de peneiramento ou combinação de sedimentação e peneiramento. Podemos destacar como materiais utilizados para a realização deste ensaio: sequência de peneiras (Figura 10) conforme estabelecido em norma, balança de precisão e agitador de peneiras mecânico.
Figura 10 – Sequência de peneiras.
A NBR 7182/1986 – Solo - Ensaio de compactação – especifica os materiais e procedimentos utilizados para realização do ensaio de compactação levando em conta a relação entre o teor de umidade e a massa específica aparente seca de solos quando compactados, de acordo com os processos especificados. Alguns dos materiais utilizados para a realização deste ensaio são: soquete (Figura 11), cilindro metálico (Figura 12), balança de precisão, cápsulas metálicas e estufa.
Figura 11 – Soquete.
Figura 12 – Cilindro metálico.
A NBR 6508/84 – Solo - Ensaio de determinação da massa especifica relativa dos grãos – aponta os materiais e procedimentos utilizados para realização do mesmo. Alguns dos materiais utilizados para a realização deste ensaio são: picnômetro (Figura 13), dispersor (Figura 14), bomba de vácuo, cápsulas metálicas, balança de precisão e funil.
Figura 13 – Picnômetro. 
Figura 14 – Dispersor.