Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA MECÂNICA DOS SOLOS I SEMESTRE 2025.2 Sâmilly de Carvalho Saraiva PRÁTICA IX TURMA: 01 PROFESSOR: Alfran Sampaio Fortaleza, Ceará. 2025 1. INTRODUÇÃO A determinação da massa específica aparente seca “in situ” é um procedimento essencial no controle de compactação de solos, permitindo comparar a compactação obtida em campo com o valor máximo definido em laboratório. O método do frasco de areia, padronizado pela NBR 7185:2016, consiste em determinar o volume do furo escavado no solo por meio da massa de areia padronizada que o preenche. O ensaio é amplamente utilizado em obras de pavimentação, aterros e fundações, pois o resultado final, o grau de compactação (GC),indica a eficiência da compactação executada. Valores próximos ou superiores a 100% demonstram compactação adequada, enquanto valores baixos revelam necessidade de correção do processo. Nesta prática, foram utilizados dados obtidos em campo, a umidade medida com o aparelho Speedy, e informações do ensaio de compactação realizado em laboratório. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Equipamentos utilizados: ● Frasco de areia com funil metálico provido de registro ● Bandeja quadrada rígida, metálica com orifício circular no centro ● Cilindro metálico de volume conhecido (V = 997cm3) ● Balança com capacidade de 10kg, sensível a 1g ● Talhadeira ● Martelo ● Pincel ● Recipientes para coleta e pesagem do solo em campo ● Speedy Procedimento: O procedimento foi dividido em três etapas principais: calibração da areia, execução em campo, e determinação das propriedades do solo. A seguir, cada etapa é detalhada conforme realizado. Antes da ida a campo, para iniciar a prática, determinou-se primeiramente a massa de areia que permanece no funil. Para isso, pesou-se em balança de precisão o conjunto formado pelo frasco de areia, funil e areia. Em seguida, posicionou-se a bandeja metálica sobre a bancada e apoiou-se o frasco sobre ela, abrindo o registro para permitir o escoamento da areia até o completo preenchimento do funil. Após esse processo, o conjunto foi novamente pesado, e a diferença entre as massas obtidas antes e depois permitiu identificar a quantidade de areia que fica retida no funil. Com o auxílio de um pincel, recolheu-se cuidadosamente a areia acumulada, garantindo que nenhum material permanecesse no equipamento. ● Massa do frasco + areia + funil antes: 5972 g ● Massa do frasco + areia + funil depois: 5468 g A diferença corresponde à massa de areia que fica retida no funil durante o ensaio: 5972−5468=504 g. Na etapa seguinte, visando determinar a massa específica da areia utilizada, o conjunto do frasco foi novamente pesado e, em seguida, instalado sobre o cilindro metálico de volume conhecido (997 cm³). Com a bandeja posicionada entre o cilindro e o frasco, abriu-se o registro para que a areia preenchesse totalmente o volume calibrado e também o espaço correspondente ao funil. Após o preenchimento completo, o conjunto foi pesado novamente, permitindo calcular a massa de areia necessária para ocupar o volume conhecido e, consequentemente, determinar sua massa específica. (Imagem 1) Imagem 1- Volume Conhecido. Fonte: Da autora. A massa de areia necessária para preencher o volume foi de 1410 g, assim, a massa específica da areia foi calculada por: ρareia = 1410/997=1,41g/cm³. - Procedimento no campo: No local escolhido: Foi preparada uma área plana e instalada a base metálica com orifício circular central, o solo dentro da abertura foi escavado cuidadosamente, formando um furo com paredes regulares. (Imagem 2) Imagem 2- Procedimento em campo Também foi medida a massa do frasco de areia antes de iniciar o ensaio em campo. Depois, o frasco foi posicionado sobre a bandeja, e, com o registro aberto, permitiu-se que a areia escoasse até preencher completamente tanto o furo quanto o funil. Concluída essa etapa, o conjunto foi novamente pesado para determinar a quantidade de areia utilizada no preenchimento. Foram medidas: ○ Massa do frasco + areia antes (A): 5064 g ○ Massa do frasco + areia depois (B): 4026 g A umidade natural do solo foi obtida por meio do aparelho Speedy, utilizando esferas de aço, uma pequena amostra do solo e uma ampola de carbureto de cálcio. O equipamento foi agitado até a estabilização da leitura, permitindo determinar a umidade a ser utilizada nos cálculos finais. Os dados coletados e as operações necessárias para o cálculo da massa específica seca “in situ” encontram-se apresentados na seção de resultados. 3. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS Com os valores obtidos na etapa anterior, conseguimos calcular coisas deveras importantes, como o volume. A massa do frasco antes do ensaio foi de 5964 g e após o ensaio de 4026 g. Assim, a massa total de areia que escoou foi 1938 g. Subtraindo a massa retida no funil (504 g), obteve-se 1434 g de areia no furo. O volume do furo foi V = 1434 / 1,41 = 1014 cm³. Também, tendo os valores de massa do solo úmido , a massa da areia e a umidade, de 2,2% obtida pelo Speedy, com a relação: , conseguimos ρ 𝑑 = ρ 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 * 𝑀ℎ 𝑀 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 * 100 100+𝑤 obter massa específica seca do solo “in situ” , que resulta em: 1,37 g/cm3 A partir das medidas feitas em laboratório, foi determinado por meio do ensaio de compactação a umidade ótima e consequentemente o peso específico máximo para a compactação. Os valores obtidos foram respectivamente 9% e 1,92 g/cm³. Com isso, é possível o cálculo do grau de compactação da amostra de solo de campo a partir da divisão da massa específica in situ e da massa específica máxima obtida em laboratório. Fazendo-se essa divisão e multiplicando-se o resultado por 100, obtém-se um valor em percentual de 71,35% para o grau de compactação. Embora abaixo dos valores ideais de compactação, o resultado corresponde à realidade do solo analisado, que apresentava baixa umidade natural e não foi previamente preparado. Assim, a atividade cumpriu seu objetivo didático ao demonstrar, na prática, a influência da umidade e das condições de campo na compactação de solos. 4. CONCLUSÃO A partir disso, conclui-se que o ensaio do frasco de areia é de extrema serventia para casos em que se é necessário determinar o grau de compactação de uma amostra de solo em que se deseja trabalhar sem a necessidade de se fazer todo o procedimento com o picnômetro para a determinação da massa específica seca da amostra, uma vez que isso custaria tempo, e, em diversas situações de trabalho em campo, tal recurso seria escasso, e formas alternativas para se calcular o peso específico máximo seco ideal para a compactação seriam de aplicabilidade, tais como o Método do Frasco de Areia. 5. BIBLIOGRAFIA NBR 7185 - ABNT (2016) “Solo - Determinação da massa específica aparente - densidade in situ”