RELATÓRIO DE DETERMINAÇÃO DO EQUIVALENTE DE AREIA

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE TOPOGRAFIA, SOLOS E MATERIAIS
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DE ENSAIOS LABORATORIAIS DE MECÂNICA DOS SOLOS I
RELATÓRIO 06 – SOLO OU AGREGADO MIÚDO: DETERMINAÇÃO DO EQUIVALENTE DE AREIA.
6 INTRODUÇÃO 
O ensaio do equivalente de areia estabelece a quantidade finos e de possíveis impurezas em uma mistura de agregados. Ele representa a relação volumétrica que corresponde à razão entre a altura do nível superior da areia e a altura do nível superior da suspensão argilosa de uma determinada quantidade de solo ou de agregado miúdo, numa proveta, em condições estabelecidas pela Norma da ABNT: NBR 12052/1992.
O resultado do ensaio aprova o material para utilização de determinadas obras de engenharia ou, em outros casos, determina a realização de outros ensaios de caracterização ou, ainda, reprova o material em virtude da presença excessiva de finos e materiais orgânicos.
Quando o valor do EA (equivalente de areia) é alto o solo pode ser considerado satisfatório, o que significa um solo com poucas impurezas e finos. Quando o valor do EA é muito baixo significa que o solo é ruim e tem uma grande presença de finos, no caso de uma obra de pavimentação, por exemplo, este solo fica inviável, pois ele acaba sendo considerado um material muito expansível, o que o torna impróprio para este uso.
7 OBJETIVO
7.1 Objetivo geral
Este ensaio teve como finalidade a obtenção do equivalente de areia de solos ou de agregados miúdos, usando reagentes e soluções específicas, dentro dos parâmetros técnicos exigidos pela NBR 12052/1992 para sua execução.
 Objetivos específicos
I. Fazer a leitura no topo da areia.
II. Fazer a leitura no topo da argila.
III. Fazer a medição da distância do topo do disco que se apoia na boca da proveta à base inferior do cilindro do pistão, quando a sapata estiver apoiada na areia, em mm.
IV. Fazer a medição da distância do traço de referência superior da proveta ao nível da suspensão argilosa, em mm.
8 METODOLOGIA
Este ensaio foi realizado utilizando o método da demonstração. Na oportunidade o Técnico de Laboratório realizou as operações explicando-as passo-a-passo aos alunos, seguindo as especificações ditadas pela Norma da ABNT: NBR 12052/1992.
8.1 Equipamentos
A aparelhagem com o qual se executa o ensaio, é a que se segue (Figura x):
Estufa capaz de manter temperaturas entre 60ºC e 65ºC e entre 105ºC a 110ºC; 
Balança que permita pesar nominalmente 1,5 kg, com resolução de 0,1 g e sensibilidade compatível; 
Proveta cilíndrica, transparente, de vidro ou matéria plástica, de 32 mm de diâmetro interno e cerca de 43 cm de altura, graduada de 2 em 2 mm, até pelo menos 38 cm, a partir da base, ou apresentando dois círculos de referência a 10 cm e 38 cm, respectivamente, da base;
Tubo lavador de cobre ou latão, de 6,4 mm de diâmetro externo e 50 cm de comprimento. A extremidade inferior é fechada em forma de cunha, tendo dois orifícios de 1 mm de diâmetro perfurados nas faces da cunha e junto à ponta (Figura 15);
Garrafão com capacidade de 5 litros, dotado de sifão constituído de rolha de borracha com dois furos e de um tubo de cobre dobrado;
Tubo de borracha de 5 mm de diâmetro interno, com uma pinça de Mohr ou dispositivo similar para interromper o escoamento. Este tubo é usado para ligar o tubo lavador ao sifão;
Pistão constituído por uma haste metálica de 46 cm de comprimento, tendo na extremidade inferior uma sapata cônica de 25,4 mm de diâmetro. A sapata possui três pequenos parafusos de ajustagem que permitem centrá-la com folga na proveta. Um disco perfurado, que se adapta ao topo da proveta, serve de guia para a haste. Um lastro cilíndrico é preso à extremidade da haste para completar ao pistão a massa de 1 kg;
Recipiente de medida, com capacidade de (85 ± 5) mλ;
Funil para colocar o solo na proveta.
Reagentes e soluções:
Cloreto de cálcio anidro, grau técnico;
Glicerina conforme especificação USP;
Solução de formaldeído a 40%, em volume;
Papel-filtro Whatman nº 12 ou equivalente.
Peneira de 4.8 mm, de acordo com a NBR 5734;
Cronômetro;
Cápsulas.
Figura 14: Materiais e equipamentos
8.2 Execução do ensaio
8.2.1 Operações preliminares
A amostra é obtida com material que passa na peneira de 4,8 mm. Se a amostra inicial não estiver úmida, deverá ser umedecida antes do peneiramento. Se o agregado graúdo apresentar finos aderentes que não se desprendam durante o peneiramento, deve-se secá-lo e esfregá-lo com as mãos, juntando-se os finos resultantes ao material que passou na peneira.
8.2.2 Procedimento
Abriu-se a pinça do tubo de ligação. Acionou-se o sifão, soprando-se no topo do garrafão que contém a solução, através de um pequeno tubo de respiro. Verificado o escoamento da solução, fechou-se a pinça (Figura 16). Sifonou-se a solução de trabalho para a proveta, até que esta atingisse o traço de referência a 10 cm da base, como demonstrado na Figura 17.
	
Figura 15: Tubo de cobre
	
Figura 16: Técnico conectando o tubo de ligação na solução
	
Figura 17: Preenchendo a proveta com a solução
Transferiu-se para a proveta, com auxílio do funil, o conteúdo de um recipiente de medida cheio de amostra preparada e rasada na superfície, conforme mostra a Figura 18. O conteúdo do recipiente corresponde a cerca de 110 g de material solto. Bateu-se firmemente o fundo da proveta com a palma da mão várias vezes, a fim de deslocar as bolhas de ar e ajudar a molhar a amostra. Deixou-se, a seguir, a proveta em repouso durante 10 minutos (Figura 19).
	
Figura 18: Colocando amostra na proveta com auxílio do funil
	
Figura 19: Amostra deixada em repouso
Após o período de 10 minutos, tapou-se a proveta com a rolha de borracha e agitou-a vigorosamente no sentido horizontal num movimento alternado, como ilustra a Figura 20. A agitação foi executada em aproximadamente 30 s, a fim de agitar satisfatoriamente a amostra da maneira especificada.
Figura 20: Agitação da proveta
Retirou-se a rolha e introduziu-se o tubo lavador. Lavou-se as paredes rapidamente e inseriu-se imediatamente o tubo até o fundo da proveta, como mostra a Figura 22. Agitou-se levemente com o tubo lavador a camada de areia para levantar o material argiloso eventualmente existente. Quando o líquido atingiu o círculo de referência superior da proveta, a 38 cm da base, suspendeu-se o tubo lavador lentamente sem que parasse o escoamento e de tal modo que aquele nível se mantivesse aproximadamente constante. Regulou-se o escoamento pouco antes que fosse retirado completamente o tubo e ajustou-se o nível naquele traço de referência. Deixou-se repousar 20 min sem qualquer vibração ou movimento da proveta.
	
Figura 21: Proveta com rolha, após agitação
	
Figura 22: Preenchimento da proveta com solução
Após o período de 20 min, anotou-se o nível superior da suspensão argilosa, efetuando-se a leitura, com precisão de 2 mm.
Introduziu-se o pistão (Figura 23) cuidadosamente na proveta até que se assentasse completamente na areia (Figura 25). Girou-se a haste ligeiramente, sem empurrá-la para baixo, até que um dos parafusos de ajustagem se tornasse visível. Nesta posição, deslocou-se o disco que corre na haste até que ele assente na boca da proveta, fixando-o à haste, por meio de um parafuso nele existente. 
	
Figura 23: Pistão
	
Figura 24: Forma como o pistão deve ser posicionado
	
Figura 25: Pistão posicionado na proveta com material
	
Figura 26: Lendo medidas
A leitura correspondente ao nível superior da areia foi determinada medindo-se a distância entre o topo do disco que se apoia na boca da proveta e a base inferior do peso cilíndrico, e subtraindo-se desta, a mesma distância, medida quando a sapata está assentada no fundo da proveta (constante do aparelho), conforme demonstrado na Figura 26. Os esquemas de realização das medidas a serem utilizadas no cálculo do ensaio estão apresentados na Figura 27.9 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
Neste capítulo serão apresentados e analisados os resultados dos ensaios expostos na metodologia. 
9.1 Equivalente de Areia
Após fazer as leituras do topo de areia e do topo de argila, foi feita a seguinte tabela e calculado o equivalente de areia com a fórmula ao lado: 
	
Tabela 3: Leituras e respectivo EA de acordo com a primeira fórmula
	
	
É possivel calcular o equivalente de areia de outra forma, como mostra a fórmula a seguir:
		Leituras 
	K (mm)
	d1 (mm)
	d2 (mm) 
	EA (%) 
	1
	13,26
	112
	80,97
	25,26
	2
	13,26
	113
	81,51
	25,56
	3
	13,26
	115
	80,77
	25,48
	Média
	25,43
Tabela 4: Leituras e EA de acordo com a segunda fórmula
	
	Onde, assim como observado na Figura 27: 
 = Distância do topo do disco que se apóia na boca da proveta à base inferior do cilindro do pistão, quando a sapata estiver apoiada na areia, em mm.
 = Distância do traço de referência superior da proveta ao nível da suspensão argilosa, em mm.
 = constante do aparelho (caso particular da distância d2) quando a sapata do pistão estiver assentada no fundo da proveta, em mm.
Figura 27: Esquema da realização de leituras
Para classificar um solo de acordo com o equivalente de areia, usa-se a seguinte tabela: 
Tabela 5: Classificação EA
9.5 Análise de resultados
De acordo com a classificação do solo feito com o ensaio de equivalência de areia, é estabelecido a quantidade de finos e possíveis impurezas na amostra. Calculando-se pelas duas formulas, foram obtidos dois resultados muito distintos, mostrando erro em um dos ensaios ou nos dois. Má agitação e pesagem errada podem ter ocorrido, ocasionando diferentes resultados. Como o solo foi misturado manualmente e colhida diferentes amostras para cada ensaio, pode-se conter mais pedregulhos em uma amostra do que na outra, podendo ser outro motivo para seu erro. 
10 CONCLUSÃO
Para a engenharia é necessário o conhecimento do solo em que será realizada uma construção, pois assim saberá como o solo se comportará. O ensaio equivalente de areia é importante para essa análise da estrutura do solo, pois define a porcentagem de finos e possíveis impurezas no solo, garantindo-se assim um melhor conhecimento do solo. Este ensaio, por ter tido diferentes resultados, não foi considerado satisfatório. Porém serviu para analisarmos quais possíveis erros podem ter ocorrido, servindo de grande aprendizado.
REFERÊNCIAS
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
b) DNER-ME 054/94 - Equivalente de areia;
c) ABNT-NBR 12052/92 - Solo ou agregado miúdo - determinação do equivalente de areia;
______. NBR 6459. Solo: Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro. 1984. 
______. NBR 7180. Solo: Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro. 1984. 
______. NBR 12052. Solo ou agregado miúdo: Determinação do equivalente de areia. Rio de Janeiro. 1992.
______. NBR 6457. Amostra de solos: Preparação para ensaio de caracterização e compactação. Rio de Janeiro. 2016. 
	
______. NBR 7181. Solos: Análise granulométrica. Rio de Janeiro. 1984. 
______. NBR 6023. Informação e documentação: Referências: elaboração. Rio de Janeiro, 2002a.
DNER - ME - DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM.
______. 054. Equivalente de areia. Rio de Janeiro. 1994.
SOUZA PINTO, C. Curso básico de mecânica dos solos. São Paulo. 2000.
TERZAGHI, K.; PECK, R. B. Mecânica dos solos na prática da engenharia. Tradução da 1. ed. americana. Rio de Janeiro. 1962.
Plan1
	Leituras	Topo da argila (mm) 	topo da areia (mm) 	EA (%)
	1	235	89	37.87	Leituras 	K (mm)	d1 (mm)	d2(mm) 	EA (%) 
	2	223	91	40.81	1	13.26	112	80.97	25.26
	3	215	89	41.40	2	13.26	113	81.51	25.56
	Média	40.02	3	13.26	115	80.77	25.48
	Média	25.43
	LIMITE DE LIQUIDEZ 
	Nº da capsula	1013	1006	1019	1009	203
	Nº de golpes	15	20	25	30	35
	Tara (g) 	36.03	33.52	30.22	32.97	27.06
	Tara (g) + SH (g)	50.01	58.87	52.6	48.64	47.2
	Tara (g) + SS (g)	45.9	51.47	46.29	44.21	41.4
	w (%)	41.64	41.23	39.27	39.41	40.45
	LIMITE DE LIQUIDEZ 	39.06	40.08	39.28	40.39	42.32
	LIMITE DE PLASTICIDADE 
	Nº da capsula	1008	1014
	Tara (g) 	34.9	34.99
	Tara (g) + SH (g)	38.81	35.73
	Tara (g) + SS (g)	37.96	35.63
	w (%)	27.78	15.62
	w	P (%):	21.70
	ÍNDICE DE PLASTICIDADE (%):
Plan1
	Leituras	Topo da argila (mm) 	topo da areia (mm) 	EA (%)
	1	235	89	37.87	Leituras 	K (mm)	d1 (mm)	d2(mm) 	EA (%) 
	2	223	91	40.81	1	13.26	112	80.97	25.26
	3	215	89	41.40	2	13.26	113	81.51	25.56
	Média	40.02	3	13.26	115	80.77	25.48
	Média	25.43
	LIMITE DE LIQUIDEZ 
	Nº da capsula	1013	1006	1019	1009	203
	Nº de golpes	15	20	25	30	35
	Tara (g) 	36.03	33.52	30.22	32.97	27.06
	Tara (g) + SH (g)	50.01	58.87	52.6	48.64	47.2
	Tara (g) + SS (g)	45.9	51.47	46.29	44.21	41.4
	w (%)	41.64	41.23	39.27	39.41	40.45
	LIMITE DE LIQUIDEZ 	39.06	40.08	39.28	40.39	42.32
	LIMITE DE PLASTICIDADE 
	Nº da capsula	1008	1014	EA	CLASSIFICAÇÃO
	Tara (g) 	34.9	34.99	EA > 30	Solo Satisfatório
	Tara (g) + SH (g)	38.81	35.73	EA <20	Solo Ruim 
	Tara (g) + SS (g)	37.96	35.63	20 < EA < 30	Recorrer aos ensaios de caracterização
	w (%)	27.78	15.62
	wP (%):	21.70
	ÍNDICE DE PLASTICIDADE (%):