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SOCIEDADE PIAUIENSE DE ENSINO SUPERIOR LTDA. INSTITUTO CAMILLO FILHO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA (VIA ÚMIDA) Professor(a): Adriana Araújo Tajra Alunos: Pedro Augusto Bandeira Machado Lucas Martins Moura Fortes Bacelar de Carvalho Leophold Campos Verdes Ferreira Setembro, 2015. 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 3 2 OBJETIVO ............................................................................................................................ 4 2.1 Objetivos específicos ................................................................................................. 4 3 MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................................... 4 4 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA ......................................................................................... 4 5 PROCEDIMENTO DO ENSAIO ........................................................................................ 5 6 RESULTADOS E DISCUÇÕES .......................................................................................... 8 7 CONCLUSÃO ....................................................................................................................... 9 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 10 Cálculos anexos ...................................................................................................................... 11 3 1 INTRODUÇÃO Essa análise granulométrica foi feita por acadêmicos de Engenharia Civil do Instituto Camillo Filho, com conhecimentos adquiridos na disciplina Mecânica dos Solos I. O intuito foi classificar uma amostra de solo, para posterior discussão sobre suas características e as possíveis formas de sua utilização na engenharia. Para os procedimentos, foram tomados como base de pesquisa, principalmente, o livro Mecânica do Solos e suas aplicações (Homero Pinto Caputo), as normas da ABNT NBR 7181: 1984 (Solo - Analise Granulométrica), NBR 7217:1987 (Determinação da Composição Granulométrica), NBR 7211:2009 e a norma do DNIT 098:2007 - ES (Pavimentação – base estabilizada granulometricamente com utilização de solo laterítico – Especificação de serviço). A análise granulométrica de um solo é o estudo do tamanho das partículas ou grãos que o compõem; faz-se distribuindo-se em diversas frações de solos, conforme seus tamanhos. Essas frações são expressas em porcentagens de peso da amostra tomada. De acordo com a escala granulométrica brasileira da ABNT, classificamos “as frações constituintes” do solo como: Pedregulho (conjunto de partículas cujas dimensões estão compreendidas entre 76 e 4,8mm); Areia (entre 4,8 e 0,05mm); Silte (entre 0,05 e 0,005mm); Argila (inferiores a 0,005mm). Também é muito utilizado para fins rodoviários a escala granulométrica da AASHO, que classifica: Pedregulho: conjunto de partículas com Ø > 2,0mm; Areia grossa: conjunto de partículas com 2,0 > Ø > 0,42mm; Areia fina: conjunto de partículas com 0,42 > Ø > 0,074mm; Silte + argila: conjunto de partículas com Ø < 0,074mm. * Esta classificação é utilizada pelo DNER. 4 2 OBJETIVO Realizar o ensaio de granulometria através do peneiramento e com a finalidade de obter a curva granulométrica de um solo ensaiado. 2.1 Objetivos específicos Pesar as massas retidas em cada peneira e assim determinar a porcentagem do material retido, de material acumulado, a finura e o diâmetro máximo do agregado miúdo. Classificar comercialmente o agregado, quanto a dimensão e seu diâmetro máximo, de acordo com a norma NBR 7211:1984 – Agregado para Concreto. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Balança (elétrica) com capacidade de 5kg e sensibilidade de 0,1g; Pá de mão; Cápsula de alumínio; 01(uma) cápsula de porcelana de 200ml Estufa para secagem do solo, com temperatura de 105º a 110º; A série de peneiras de: 50,8mm; 38,1mm; 25,4mm; 19,1mm; 9,5mm; 4,8mm; 2,0mm; 0,6mm; 0,42mm; 0,30mm; 0,15mm; 0,075mm e o fundo. 4 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA A amostra do solo que foi analisada no laboratório estava seca ao ar livre em uma bacia rasa, por um período de tempo não inferior a 6(seis) horas. Como um ensaio granulométrico por peneiramento, via úmida, é necessário conhecermos a umidade higroscópica do solo, foi tirado uma amostra para tal obtenção. Na amostra predominava materiais finos, e, seguindo a norma, que recomenda para materiais arenosos ou pedregulhosos trabalhar com uma amostra de 1500g, foi pesado uma com esse peso. 5 5 PROCEDIMENTO DO ENSAIO Umidade Higroscópica A umidade higroscópica é a unidade correspondente a água que envolve as partículas do solo sob as condições climáticas do laboratório. A água envolve as partículas sobre a forma de uma película delgada e, por isso mesmo, esta água só é significativa nas partículas de solo com dimensões inferiores a 2,0mm. Tomou-se uma amostra de material com granulometria inferior a 2,0mm, colocou-se em uma cápsula e pesou-se. O peso das cápsulas foi determinado anteriormente (11,9g). Levou- se a cápsula com a amostra à estufa de temperatura entre 105º e 110ºC por um período de tempo superior a 48 horas (a norma prescreve apenas 18 horas como suficiente). Tirou-se a cápsula da estufa e, imediatamente, fez-se nova passagem e, então, foi possível, através dos cálculos do item seguinte, obter-se a unidade higroscópica do material (0,3%). A umidade só é verificada na fração que passa na peneira nº 10. Cálculos PC = peso da cápsula vazia; Pch = peso da cápsula mais solo úmido contido na cápsula; Pcs = peso da casula mais solo seco contido na cápsula; Pa = peso da água Pa = Pch – Pcs; Ps = peso do solo seco Ps = Pcs - Pc; 𝑃𝑠 = 𝑃ℎ 𝑥 100 100+ℎ% h% = umidade higroscópica; ℎ% = 𝑃𝑎 𝑥 100 𝑃𝑠 Tabela 01. Ensaio de Granulometria por Peneiramento. AMOSTRA Total (g) Parcial Cápsula - Nº 79,5 Peso Bruto Úmido 100 79,3 Peso Úmido 1500 11,9 Peso Retido na # Nº 10 822,2 0,2 Peso Úmido Pass. na # Nº 10 677,8 67,4 Peso Seco Pass. Na # Nº 10 675,8 0,3 Peso da amostra Seca 1497,97 99,7 Legenda 2* 3* Peso Bruno Seco (g) Peso da Cápsula (g) Peso da Água (g) Peso do Solo Seco (g) Umidade (%) UMIDADE Cápsula - Nº Peso Bruto Úmido (g) 6 Peneiramento (Via úmida) Descrição do ensaio Com o solo que passou através da peneira nº 10, fez-se uma lavagem sobre a peneira de nº 200 e a parte da amostra que passou por esta peneira foi desprezada. A lavagem sobre a peneira de nº 200 foi demorada, para que todas as partículas de solo com dimensões inferiores a 0,074mm fossem escoadas. O material retido na peneira nº 200 após a lavagem também foi levado à estufa para perfeita secagem. Depois de perfeitamente seco, o material com Ø > 2,0mm e com 2,0mm ≥ Ø > 0,074mm foi submetido a peneiramento na série de peneiramento citadas anteriormente. As frações de solos retidas em cada peneira são pesadas em balança com sensibilidade de 0,1g e os pesos são anotados para efetuarmos os cálculos necessários ao ensaio. Cálculos Para determinação da percentagem da amostra retida em uma certa peneira, fez-se o seguinte cálculo: Dividiu-se o peso da amostra retida na peneira pelo peso total da amostra do solo seco e multiplicou-se por 100; O peso da amostra retida em cada peneira foi conseguido em balança após efetuar-se as operações descritas no item anterior e o peso total do solo seco foi conseguido da seguinte maneira: tende-se o peso da amostra total úmida, subtrai-se o peso de parte da amostra com Ø > 2,0mm; este peso obtido é multiplicado por um fator de correção igual a 100/100+ h (*) e, a este valor é novamente somado o peso de parte das amostras com Ø > 2,0mm anteriormente subtraído. Assim, obtém-se o peso total da amostra seca. Com a porcentagem retida em cada peneira, preencheu-se a tabela 02 e obteve-se a curva granulométrica do solo ensaiado (gráfico 01). *h = umidade higroscópica em porcentagem. 7 Tabela 02. Peneiramento Gráfico 01. Curva granulométrica Pol mm 2" 50,8 0 1497,97 100,00 1" 25,4 309,8 1188,17 79,32 3/8 9,5 242,9 945,27 63,10 nº4 4,8 192,7 752,57 50,24 nº10 2 76,8 675,77 45,11 nº40 0,42 10,6 89,1 40,32 nº200 0,074 61,9 27,2 12,31 Legenda 4* A m . pa rci al Peneiras Peso Retido Parcial (g) Am os tra T ota l Peso que Passa Acumulado % que Passa Am. Total 0,4525 0,0668 CONSTANTES FAIXA da AASHO Obs: GRANULOMETRIA LAVADA = = 100,00% 79,32% 63,10% 50,24% 45,11% 40,32% 12,31% 2"1" 3/8nº4nº10nº40nº200 % q u e P as sa A m . T o ta l Peneiras 8 6 RESULTADOS E DISCUÇÕES Nesse tipo de prática, não é possível determinar limite de liquidez e o índice de plasticidade que são propriedades importantes do solo, porém, a partir da consulta na tabela abaixo de Classificação TRB (Transportation Research Board), foi possível determinar o tipo de da amostra. Pelo fato de menos de 35% do solo passar pela peneira nº200, foi possível afirmar que se trata de fragmentos de pedra, pedregulho fino e areia. Tabela 03. Classificação TRB (Transportation Research Board) * O IP do grupo A – 7 – 5 é igual ou menor do que o LL menos 30; se maior será A – 7 – 6. Classificação TRB – AASHTO (DNER, 1996). 9 7 CONCLUSÃO Foi possível, a partir da análise granulométrica, via úmida, classificar o solo da amostra estudada. Estudos como esses são de suma importância na engenharia. Esses resultados são emitidos em laboratórios, a partir do momento que um engenheiro pede essas informações, para descobrir mais a fundo o solo que irá trabalhar. Com essas valiosas informações, ele poderá definir, por exemplo, a fundação da sua edificação que melhor se adaptará ao seu terreno. Essa escolha, implicará na segurança da obra, o que garantirá o menor custo benefício. 10 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT NBR 7181 - Solo - Analise Granulométrica CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações, volume 1. Rio de Janeiro: LCT, 2014. 248p. DNIT 098/2007 - ES (Pavimentação – base estabilizada granulometricamente com utilização de solo laterítico – Especificação de serviço). NBR7217 – Determinação Granulométrica da Composição dos Agregados – método de Ensaio, 1982.
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