RELATORIO Teor de umidade de solos

Prévia do material em texto

7
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA:
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS – 2570
TURMA: 06
RELATÓRIO NO 01
Título da aula prática:
 TEOR DE UMIDADE
Acadêmicos:
JOSÉ AUGUSTO RODRIGUES JUNIOR RA: 
LEONARDO CALOI DOS SANTOS RA: 
MARINGÁ, 19 de MAIO de 2016
1. OBJETIVO(S)
O objetivo da prática deste relatório foi a determinação do teor de umidade de uma amostra de solo natural, utilizando alguns métodos.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	Teor de umidade é um índice fisico de solo que relaciona a massa de água contida no solo e a massa dos solidos que compõem o solo. Termo adimensional largamente usado na mecânica dos solos e fundamental para a compactação em obras de terra. 
Tal índice é de total importância sendo uma das primeiras grandezas a serem aferidas no laboratório quando uma amostra de solo chega.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
	Teor de umidade da amostra de solo pelo método da estufa, do fogareiro e do Speedy.
- Método da estufa:
É o processo, normatizado pelo DNIT-ME 213/94 mais indicado para a obtenção de teor de umidade. Entretanto, devido a demora para a obtenção do resultado torna-se um procedimento não muito utilizado. Existem estufas com ventilação forçada que aceleram a obtenção do resultado, mesmo assim, essas estufas não são utilizadas, demoram em torno de duas horas tempo muito grande.
- Método da frigideira:
Método bastante empregado que consiste em “fritar” o solo. Uma pequena porção de solo úmido é colocado em uma frigideira que por sua vez é colocada sobre uma fonte de calor, vai-se revolvendo a amostra suavemente até a água evapore-se. Para certificar-se de que a água evaporou-se coloca-se uma placa de vidro sobre a frigideira e observe se existe vapor se formando na placa, caso contrário a amostra esta seca.
- Método Speedy:
Padronizado pela PMSP-ME-10 e pelo DER-SP m 161, é um método que utiliza um equipamento patenteado, mundialmente difundido denominado de Speedy. Através de uma reação química entre a água existente na amostra úmida e carbureto de cálcio, dentro de um recipiente hermético (Speedy), nessa reação ocorrerá uma pressão. Essa pressão que é função da quantidade de água existente na amostra é correlacionada com valores de uma tabela onde se obtém a umidade da referida amostra. O procedimento básico consiste em colocar uma quantidade conhecida de amostra úmida dentro do equipamento speedy, que é função do tipo de solo – argila ou silte ou areia, colocar a quantidade de cápsulas de carbureto de cálcio também função do tipo de solo – argila ou silte ou areia, colocar duas esferas de aço, fechar o speedy e agitar de maneira que as esferas de aço quebre as cápsulas de vidro de carbureto, fazendo com que o carbureto das cápsulas reajam com a água contida na amostra.
MATERIAL – O solo
Descrever o solo utilizado, procurando identificar sua procedência, tipo de amostra utilizada no ensaio (deformada ou indeformada), forma de preparo da amostra, características iniciais do corpo de prova ensaiado (quando for o caso), etc.
EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
No método da estufa foram-se utilizados capsulas de massa conhecida, balança digital, estufa e um dessecador. 
No método da frigideira utilizou-se uma frigideira literalmente, uma capsula para dimensionar a amostra de solo, um fogareiro á gás com tela de amianto como suporte, uma espátula para mexer o solo durante o processo, uma placa de vidro e uma balança digital.
No método speedy utilizou-se uma balança, ampolas de carbureto de cálcio, aparelho “Speedy” e esferas de aço.
MÉTODO(S) DE ENSAIO
No método da estufa se pesa a amostra numa capsula em uma balança, feito isso se leva a estufa por 24 horas a uma temperatura de aproximadamente 106ºC, então retira-se a amostra na capsula e se insere a mesma num dessecador até esfriar sem contato com a umidade ambiente, após este procedimento afere-se a massa da amostra com a capsula, o teor de umidade será obtido subtraindo a massa inicial sem a massa da capsula pela a massa final sem a massa da capsula, logo após divide-se este valor pela massa final sem a massa da capsula.
No método de frigideira, inicialmente tarou-se somente a frigideira, em seguida pesou-se a areia úmida. Em seguida colocou-se cuidadosamente sobre o fogareiro a frigideira. Mexeu-se o solo por um determinado período para evaporar a umidade, logo após, retirou-se a frigideira do fogo colocando-se uma superfície espelhada sobre a mesma, com a finalidade de testar se realmente o solo estava seco, caso não esteja, coloca-se no fogo novamente até secar. No final, pesada a cápsula com o solo seco.
Pelo método Speedy, então se é pesado a amostra de solo e colocados na câmara do aparelho “Speedy”.
Introduzidas na câmara duas esferas de aço, seguidas da ampola de carbureto de cálcio, deixando-a deslizar pelas paredes da câmara com cuidado, para evitar que se quebre.
Fechado o aparelho, agitado repetidas vezes de cima para baixo até a quebra da ampola, o qual foi constatado pelo surgimento da pressão assinalada no manômetro. Depois colocado o aparelho na posição horizontal e realizado um movimento rotativo, facilitando a mistura amostra-carbureto. Em seguida, agitado e rotacionado até o gás ter esfriado.
Realizada a leitura da pressão manométrica após esta ter se apresentado constante, o que indicava que toda a água existente na amostra havia reagido com o carbureto de cálcio. Sendo que, o resultado demonstra a pressão em kgf/cm2.
Verificada Tabela de aferição própria do aparelho com a leitura manométrica realizada junto com a massa da amostra utilizada, com o intuito de obter a percentagem de umidade em relação à amostra total úmida.
No fim, aberto de forma vigorosa o aparelho de um só lado para descarregar o gás e depois aberto completamente e limpado a seco.
4. RESULTADOS
Speedy:
Fogareiro:
Para determinar o teor de umidade em relação a massa do solo seco, foi necessário aplicar a fórmula a seguir, a qual se difere da fórmula da DNER-ME 088/94, pois alguns aparelhos da Norma não foram utilizados neste, como o suporte da cápsula. Contudo, o resultado nas duas fórmulas se apresentaria o mesmo.
Onde:
mbu = massa do solo úmido + massa da capsula em g	 
mbs= massa do solo seco + massa da capsula em g
m = massa da capsula
.
Por meio desta fórmula foi possível obter os resultados do teor de umidade em relação à massa do solo úmida.
Para determinar o teor de umidade pelo método da estufa foi utilizado o equação demonstrada abaixo:
mbu = massa do solo úmido + massa da capsula em g	 
mbs= massa do solo seco + massa da capsula em g
m = massa da capsula
	Teor de umidade
	NBR 6457/86
	Local: Campus Sede da UEM
	Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016
	Amostra: 01
	Profundidade: 1,7m
	Data: 05/05/2016
	Estufa
	Cápsula nº
	18
	35
	113
	Massa da Amostra úmida + Cápsula (g)
	96,27
	87,03
	87,95
	Massa da Amostra seca + Cápsula (g)
	85,55
	76,16
	76,62
	Massa da Cápsula (g)
	29,07
	24,79
	22,78
	Massa de Sólidos (g)
	55,48
	51,37
	53,84
	Massa de água (g)
	11,72
	10,87
	11,33
	Umidade (%)
	21,12
	21,16
	21,04
	Umidade média (%)
	21,10
	Fogareiro
	Cápsula nº
	116
	117
	118
	Massa da Amostra úmida + Cápsula (g)
	130,73
	132,02
	131,25
	Massa da Amostra seca + Cápsula (g)
	117,16
	118,51
	117,76
	Massa da Cápsula (g)
	56,22
	55,96
	55,01
	Massa de Sólidos (g)
	60,94
	62,55
	62,75
	Massa de água (g)
	13,57
	13,51
	13,49
	Umidade (%)
	22,36
	21,59
	21,49
	Umidade média (%)
	21,91
	Speedy
	Speedy nº
	36150
	36150
	36150
	Massa da Amostra úmida (g)
	10
	10
	10
	Leitura do manômetro (kgf/cm²)
	1,70
	1,75
	1,80
	Umidade (%)
	19,5
	20,1
	20,7
	Umidade média (%)
	20,1
5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Como se pode ver diferentes métodos obtiveram diferentes valoresde umidade, sendo o mais confiável deles o método da estufa pois o tempo de estadia da amostra na estufa é grande o suficiente para eliminar totalmente a água, o método speedy depende da calibração do manômetro do equipamento podendo ocasionar erros caso haja uma descalibração.
REFERÊNCIAS
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.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADA DE RODAGEM. DNER–ME 052/94Solos e agregados miúdos – determinação da umidade com emprego do “Speedy”.DNER, 1994.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADA DE RODAGEM. DNER–ME 088/94 Solos – determinação da umidade pelo método expedito do álcool. DNER, 1994.
ORTIGÃO, J.A.R.,Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos. Terratek, 2007.
NBR 6457 – Amostras de Solo: preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. 
DNER-ME 052/94 - Solos e agregados miúdos - determinação da umidade com emprego do "Speedy". 
M 145/60 - DER/SP – Método de Determinação de Umidade de Solos pelo “Speedy”; 
ME-64 - Método de Ensaio - Determinação do Teor de Umidade de Solos, da PCR; 
M 161 - DER/SP – Determinação do Teor de Umidade de Solos