Massa_especÃ_fica_aparente_in_situ (1)

Prévia do material em texto

DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE IN SITU 
 
Os métodos do “cilindro de cravação” e “frasco de areia” são ensaios de canteiro de obra e visam 
realizar o controle dos padrões de massa específica aparente de solos em obras de terraplenagem 
como aterros e estradas, ou em outras ocasiões, onde se faça necessário o conhecimento da massa 
específica do solo. 
 
O método do frasco de areia é aplicável em solos de qualquer granulação que possam ser escavados 
com ferramentas de mão e cujos vazios sejam suficientemente pequenos. Não sendo aplicável 
quando o terreno apresenta percolação de água para o interior da cavidade escavada. Já o método do 
cilindro de cravação somente é aplicável a solos de granulação fina, coesivos e não muito duros, 
úmidos e isentos de pedregulhos. Para controle do teor de umidade do solo em campo é geralmente 
utilizado o Speedy que é um equipamento portátil de determinação instantânea do teor de umidade. 
 
 
Método do Frasco de Areia 
O ensaio de determinação da massa especifica aparente “in situ” utilizando o frasco de areia é 
normatizado pela ABNT (1986). O procedimento do ensaio é descrito a seguir: 
 
1. Determinação da massa da areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo da bandeja 
Inicialmente monta-se o conjunto: frasco + areia + funil (M1). O frasco deve estar cheio de areia. 
Instala-se o conjunto, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja e coloca-se esta 
sobre uma superfície plana. Em seguida, abre-se o registro, deixando a areia escoar livremente até 
que cesse o seu movimento no interior do frasco. Fecha-se o registro, retira-se o conjunto e pesa-se 
o conjunto: frasco + funil + areia restante (M2). A massa da areia (M3) que encheu o funil e o 
orifício no rebaixo da bandeja será dada pela relação 1: 
 
213 MMM  (1) 
De acordo com ABNT (1986), deve-se repetir o procedimento acima pelo menos 2 vezes. A massa 
de areia a ser usada nos cálculos deve ser a média aritmética de três determinações, não sendo 
aceitos resultados individuais que difiram mais de 1 % do valor da média. 
 
2. Determinação da massa específica aparente da areia 
Monta-se o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua massa com 
resolução de 1 g e anotar como (M4). Em seguida, instala-se o conjunto frasco + funil, de modo que 
o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja, e coloca-se esta sobre a borda de um cilindro metálico 
de volume conhecido (V). Abre-se o registro, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu 
movimento no interior do frasco. Fecha-se o registro, retira-se o conjunto (frasco + funil + areia 
restante) e determina-se sua massa com resolução de 1 g (M5). 
 
A massa de areia que preenche o cilindro de volume conhecido é determinada pela relação 2: 
3546 MMMM  (2) 
Em que M3 é a massa de areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja, obtida no 
item 1. Segundo ABNT (1986), repete-se o procedimento acima pelo menos duas vezes. A massa de 
areia que enche o cilindro, a ser usada nos cálculos, deve ser a média de três determinações. Para 
esta média não são aceitos resultados individuais que se diferenciem em mais de 1 % do valor da 
média. A massa específica da areia é então determinada utilizando-se a expressão 3: 
V
M areia
areia  (3) 
 
Em que: areia = massa específica aparente da areia (g/cm3); Mareia = massa da areia que preenche o 
cilindro (g) e V = volume do cilindro (cm3) 
 
3. Determinação da massa específica do solo “in situ” 
Limpa-se a superfície do terreno tornando-a plana e horizontal. Coloca-se a bandeja nessa 
superfície, faz-se uma cavidade cilíndrica no solo limitada pelo orifício central da bandeja e com 
profundidade de cerca de 15 cm, utilizando uma talhadeira, um martelo e uma concha de mão. 
Recolhe-se na bandeja todo o solo extraído da cavidade e determina-se amassa do material (Mh). 
Determina-se o teor de umidade (h) do solo extraído da cavidade indicando o método de 
determinação (Ex.: Speedy). Monta-se o conjunto frasco + funil + areia e pesa-se (M7). O frasco 
deve estar cheio de areia. Instala-se o conjunto, abre-se o registro e deixa-se escoar a areia para a 
cavidade até cessar. Fecha-se o registro, retira-se o frasco + areia restante + funil e pesa-se (M8). 
 
 
(a) Escavação de solo 
 
 
(b) Montagem de conjunto frasco de areia 
Figura 1: Etapas do Ensaio de Determinação da Massa específica aparente de solos utilizando o 
frasco de areia 
 
A massa da areia deslocada que preencheu o funil, o orifício no rebaixo da bandeja e a cavidade no 
terreno é determinada pela relação 4: 
879 MMM  (4) 
A massa da areia deslocada, que preencheu a cavidade no terreno, é então determinada pela relação 
5: 
3910 MMM  (5) 
Em que M3 é a massa da areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja determinada 
no item 1. 
 
A massa específica aparente do solo úmido é determinada pela relação 6: 
10M
M h
areiah   (6) 
Por sua vez, a massa específica aparente do solo seco, é então, determinada pela relação 7: 
)100(
100
10 hM
M h
areias

  (7) 
Em que: 
s = massa específica aparente seca, do solo “in situ” (g/cm3) 
areia = massa específica aparente da areia, (g/cm3) 
Mh = massa do solo extraído da cavidade no terreno (g) 
M10 = massa da areia que preencheu a cavidade no terreno (g) 
h = teor de umidade do solo (%) 
 
 
Método do Cilindro de Cravação 
 
O método do cilindro de cravação é realizado segundo ABNT (1987), e conforme de se descreve a 
seguir: 
 
Inicialmente determina-se a massa do cilindro de cravação (MC) e calcula-se o seu volume interno 
(VC) a partir da determinação da altura e do diâmetro interno. Assenta-se o cilindro de cravação (o 
interior deve estar levemente lubrificado com óleo), na superfície do terreno devidamente nivelada. 
Monta-se o restante do equipamento e inicia-se a cravação do cilindro, por intermédio da queda 
livre do soquete de cravação, tomando o cuidado de manter a haste na posição vertical. A cravação 
deve ser contínua até que o cilindro fique com sua borda superior 1,0 cm abaixo da superfície do 
terreno. 
 
Em seguida, desmonta-se o conjunto de cravação e com auxílio de pá e picareta escava-se o terreno 
circunvizinho ao cilindro. Corta-se o solo por baixo do cilindro, a uma profundidade de no mínimo 
5 cm abaixo da sua borda inferior. Remove-se o excesso de solo e rasam-se ambas as faces do 
corpo-de-prova, com auxílio de uma régua biselada. Determina-se o teor de umidade (h) do solo 
indicando o método de determinação (Speedy, estufa, etc). 
 
Calcula-se a massa específica aparente do solo “in situ”, utilizando a expressão 8: 
)100(
100
hV
M
c
am
s

 (8) 
Em que: 
Mam = massa da amostra úmida = Ma+c – Mc, (g) 
Ma + c = massa da amostra + cilindro, (g) 
MC = massa do cilindro, (g) 
VC = volume do cilindro, (cm3) 
h = teor de umidade do solo (%) 
s = massa específica do solo seco “in situ”; 
 
Figura 2: Determinação da Massa específica aparente de solos utilizando o cilindro biselado 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ABNT (1986) NBR 7185 - Solo – Determinação da massa específica aparente in situ, com o 
emprego do frasco de areia. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro. 
ABNT (1987) NBR 9813 - Solo - Determinação da massa específica aparente "in situ", com 
emprego de cilindro de cravação. Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro.