2 Ensaio de Inchamento e umidade da areia

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Ensaio de Inchamento e umidade da areia – Frasco Chapman
INTRODUÇÃO
Os agregados miúdos (areias) e os agregados graúdos (seixos e britas) apresentam características distintas de propriedades físicas e que são determinadas através de ensaios.
A Areia é um agregado miúdo, pois possui diâmetro médio característica (DMC) ≤ 4,8mm. É formada, principalmente por quartzo (SiO2), mas dependendo da composição da rocha da qual é originária, pode agregar outros minerais como: feldspato, mica, zircão, magnetita, ilmenita, mônazita, cassiterita, entre outros.
Sendo um agregado miúdo, tem grande capacidade de retenção de água. Quando utilizada em obra, apresenta-se mais ou menos úmida, refletindo de forma considerável sobre a massa unitária.
O ensaio do inchamento consiste em adicionar água a uma amostra, e depois verificar o seu volume. Após essas operações, será encontrado um Coeficiente Médio de Inchamento (CMI) junto a uma umidade crítica.
Todo o ensaio é orientado pela norma NBR 6467 – Determinação do inchamento de agregados miúdos.
A experiência realizada mostra que a água absorvida, aderente aos grãos, provoca afastamento entre eles, resultando no inchamento. Podemos dizer então, que a areia seca é mais “pesada” que a areia úmida, pois essa umidade superficial aderente aos grãos ocasiona um aumento no volume total.
INFORMAÇÕES PERTINENTES
O volume aparente de um agregado miúdo varia em função do seu teor de umidade, segundo uma curva de inchamento.
A curva de inchamento é expressa em volume relativo em função da umidade.
O volume relativo constitui o aumento de volume, expresso em relação ao volume original, que uma determinada massa de areia sofre, devido à umidade.
Cada agregado miúdo tem uma diferente curva de inchamento.
A curva de inchamento pode ser simplificada por duas retas a partir da consideração de que a partir de uma determinada umidade crítica o efeito do inchamento se torna desprezível, sendo pequena a variação de volume daí para diante.
De acordo com a NBR 6467:2006, temos as seguintes definições:
Inchamento de agregado miúdo é o fenômeno relativo à variação do volume aparente, provocado pela absorção de água livre pelos grãos do agregado, que altera a massa unitária.
Coeficiente de inchamento é o coeficiente entre os volumes úmido e seco de uma mesma massa de agregado, calculado pela equação:
.
Umidade crítica é o teor de umidade expresso em porcentagem, assim determinado:
a) traçar a reta (r) paralela ao eixo das umidades que seja tangente à curva (o ponto de tangência é o ponto A);
b) traçar a corda (s) que une a origem das coordenadas ao ponto de tangência da reta traçada ao ponto A;
c) traçar nova tangente (t) à curva, paralela à corda definida na alínea anterior; e
d) traçar a reta (u) paralelamente ao eixo das ordenadas, correspondente à interseção entre as retas (r) e (t), obtendo-se sobre a curva o ponto B. A interseção da reta (u) com o eixo das abscissas correspondente à umidade crítica.
Coeficiente de inchamento médio é o valor médio entre o coeficiente de inchamento máximo e aquele correspondente à umidade crítica determinado pela média aritmética entre os coeficientes de inchamento máximo e aquele correspondente à umidade crítica.
MATERIAL UTILIZADO
Estufa;
Balança de precisão;
Frasco Chapman.
METODOLOGIA
Primeiramente foi separada uma amostra 50g de Areia e levada a estufa. Para se medir a porcentagem de umidade da amostra, após a secagem o total de massa diminuiu 3g. 
Com esse resultado foi contatado que em uma amostra de 50g foi encontrado 6% de umidade .
 
FIGURA 1/2 – Areia na Estufa
 
Inicio do Ensaio no Frasco Chapman 
Para o ensaio preparamos uma amostra de 200g de areia.
 
FIGURA 3/4 – Amostra
Pegamos o frasco Chapman e acrescentemos nele 200ml de agua em seguida colocamos a amostra de areia dentro do frasco.
FIGURA 5 – Mostra o exato momento em o operador coloca a amostra de areia previamente pesada no franco Champan já com a água.
Em seguida pegamos o frasco já com a areia e a água e começamos a agita-lo lentamente e com bastante cuidado, para retirar da amostra eventuais bolhas de ar. Após esse procedimento, deixamos o franco com a amostra em repouso por 15 minutos.
FIGURA 6 – Amostra após a espera de 15 minutos
Ao esperar os 15 minutos a leitura foi de 393ml
RESULTADOS
Gráfico da curva de inchamento
O gráfico é desenhado a partir de uma interpolação dos pontos encontrados, com um ajuste específico (seu melhor ajuste). O processo para a determinação da umidade crítica e do CMI consiste no traçado de 5 retas no gráfico já desenhado. A reta de n° 1 é tangente ao ponto de maior ordenada da curva, horizontalmente. A de n° 2 ( a corda) é uma ligação da origem com esse ponto. A de n° 3 é uma tangente no ponto onde a curva acentua-se antes de ter seu limite tendendo ao CMI, paralela à reta n° 1. A de n° 4 é uma reta que liga o ponto de interseção das retas 1 e 3 ao eixo das abscissas, paralela ao eixo das ordenadas, a qual também determina a umidade crítica ao cortar o eixo de “x”. A última reta, de n° 5 é desenhada paralelamente ao eixo das abscissas no ponto onde a reta 4 corta a curva. Os coeficientes C2 e C1 correspondem aos pontos A e B. O inchamento será a média desses valores.
Tabela 05 – Dados para confeccionar o gráfico da curva de inchamento
	Umidade
(
%)
	Coeficiente de inchamento
()
	0,00
	1,00
	0,45
	1,08
	0,91
	1,16
	2,34
	1,26
	2,68
	1,32
	3,58
	1,29
	4,30
	1,23
	6,38
	1,29
	8,56
	1,21
	10,77
	1,12
Gráfico 01 – Curva de inchamento
Umidade crítica = 3,4 %
Coeficiente de inchamento médio =  =
CONCLUSÃO
A areia é de grande importância para a engenharia civil, pois é utilizada nas obras de aterros, execução de argamassas e concretos e também na fabricação do vidro.
O tamanho de seus grãos tem importância nas características dos materiais que a utilizam como componente.
Por meio deste ensaio percebemos que com a adição da água, a areia tem um aumento no seu volume, e depois de certa umidade, ela fica em uma razão de volume úmido por volume seco constante.
Em nosso experimento, obtivemos a umidade crítica de 3,4% e um inchamento médio de 29 %. Significa que para uma umidade de 3,4%, o volume sofre um acréscimo de 29 % do seu volume inicial. Para umidades maiores, o volume não sofre inchamento significativo, devido à umidade indicada ser crítica.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
SILVA, Ângela Maria Moreira. Normas para Apresentação dos Trabalhos Técnico-Científicos da UFRR - baseadas nas normas da ABNT, Boa Vista, Editora da UFRR, 2007. 108p.
ABNT NBR NM 27:2001. Agregados - Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório, Rio de Janeiro, 2002.
ABNT NBR 6467:20041. Agregados – Determinação do inchamento do agregado miúdo – Método de ensaio, Rio de Janeiro, 2006 – Versão corrigida 2, 2009.
IUNT NM 26:2009. Amostragem. Montevideo-UY, 2009.