Determinação do equivalente de areia

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Centro de Ciências Tecnológicas – CCT
Disciplina: Pavimentação
Professor: Jardel Andrade
 Determinação do equivalente de areia
Gilson de Sousa Oliveira Neto 
Novembro de 2017
Fortaleza – CE
Sumário
CONSIDERAÇÕES INICIAIS .................................................................. 03
OBJETIVOS ................................................................................................ 03
APARELHAGEM ....................................................................................... 03
EQUIPAMENTOS....................................................................................... 03
REAGENTES .............................................................................................. 04
SOLUÇÕES ................................................................................................. 04
Solução concentrada (Preparar 5 L) ................................................... 04
Solução de trabalho ............................................................................... 04
PROCEDIMENTOS PARA ENSAIO ...................................................... 05
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................... 05
CÁLCULOS ................................................................................................ 11
RESULTADOS ........................................................................................... 11
8. NORMAS ....................................................................................................... 12
9. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ...................................................... 12
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
 O equivalente de areia é 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 neste método. (ABNT NBR 12052 -1992, pág. 01)
 É um ensaio de canteiro de obra que visa acompanhar a evolução da qualidade de uma jazida que se explora rapidamente à custa da maquinaria moderna. Determina a quantidade de impurezas e finos em determinada mistura de agregado, ou seja, quanto maior o equivalente de areia, menor a quantidade de finos e impurezas na amostra.
OBJETIVOS
 O ensaio de equivalente de areia tem por objetivo determinar a proporção relativa de materiais finos em amostras de agregados miúdos.
 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.
APARELHAGEM
3.1 EQUIPAMENTOS
São utilizados os seguintes equipamentos:
Peneira de 4,8mm, de acordo com a DNER-EM 035/95, designada peneiras de malhas quadradas para análise granulométrica de solos;
Proveta cilíndrica, transparente, de vidro ou acrílico, de 32mm 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 elevador 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;
Garrafão com capacidade de 5 litros, dotado de sifão constituído da rolha de borracha com dois furos e de um tubo de cobre dobrado. O garrafão é colocado 90 cm acima da mesa de trabalho;
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 base metálica de 45 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 1kg;
Recipiente de medida, com capacidade de (855)mL;
Funil para colocar o solo na proveta; e
Papel-filtro Whatman nº12 ou equivalente.
3.2 REAGENTES
Cloreto de cálcio anidro, grau técnico;
Glicerina conforme especificação USP;
Solução de formaldeído a 40%, em volume;
3.3 SOLUÇÕES
3.3.1 Solução concentrada (Preparar 5 L)
Dissolver 557g de cloreto de cálcio em 2L de água destilada e agitar energicamente a solução;
esfriá-la e filtrá-la através do papel-filtro;
adicionar 2510g de glicerina a 57,5g de solução de formaldeído, agitar bem e completar o volume de 5L de solução concentrada através de adição de água destilada.
3.3.2 Solução de trabalho
Para a solução de trabalho deve tomar-se 125 ml da solução concentrada e diluir com água destilada até completar o volume de 5 litros;
No preparo da solução de trabalho é permitido o uso de água corrente limpa, para o que deve ser feita previamente comparação entre os resultados de ensaio com água corrente e água destilada, em amostras idênticas, e resultar favorável;
O volume de 125 ml de solução concentrada pode ser obtido enchendo-se a proveta até 15,5 cm de altura.
PROCEDIMENTOS PARA ENSAIO
 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.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
 Este ensaio foi realizado utilizando o método da demonstração. Na oportunidade a Técnica de Laboratório realizou as operações explicando-as passo-a-passo aos alunos.Seguindo as especificações ditadas pelas Normas da ABNT NBR 12052-1992, e a norma do DNER-ME-97, o procedimento seguiu a seguinte ordem:
aberta a pinça do tubo de ligação e acionado o sifão soprando-se no topo do garrafão que contém a solução, através de um pequeno tubo. Verificando o escoamento da solução fechar a pinça;
Figura 01 – Equipamento completo
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
sifonar a solução de trabalho para a proveta, até atingir o traço de referência a 10 cm da base;
transferir para a proveta, com auxílio do funil, o conteúdo de um recipiente de medida cheio de amostra preparada e rasada na superfície. O conteúdo do recipiente correspondente a cerca de 110 g de material solto. Bater o fundo da proveta firmemente com a palma da mão várias vezes.
Figura 02 – Transferência da amostra para a proveta
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
após o período de 10 minutos, a proveta é tampada com a rolha de borracha e agitada vigorosamente, num movimento alternado, horizontalmente. Executam-se 90 ciclos em aproximadamente 30 segundos, com um deslocamento de cerca de 20 cm. Cada ciclo compreende um movimento completo de vaivém. A fim de agitar satisfatoriamente a amostra como antes foi especificado é necessário que o operador agite apenas os antebraços;
Figura 03 – Agitação da proveta – 90 ciclos em 30 segundos
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
retirar a rolha e introduzir o tubo lavador. Lavar as paredes rapidamente e imediatamente inserir o tubo até o fundo da proveta. Agitar levemente com o tubo lavador a camada de areia para levantar o material argiloso eventualmente existente. Esta operação deve ser acompanhada de leve giro da proveta. Quando o líquido atingir o círculo de referência superior da proveta (a 38 cm da base), suspende-se o tubo lavador lentamente sem para o escoamento e de tal modo que aquele nível se mantenha aproximadamente constante. Regular o escoamento pouco antes de se retirar completamente o tubo e ajustar o nívelnaquele traço de referência. Deixar-se repousar 20 minutos sem perturbação. Qualquer vibração ou movimento da proveta durante esse período interferirá com a velocidade normal de sedimentação da argila em suspensão e será cauda de erro no resultado;
Figura 04 – Adição de solução com auxílio do tubo lavador
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
após período de 20 minutos, determinar o nível superior da suspensão argilosa, efetuando a leitura com precisão de 2 mm;
Figura 05 – Leitura da suspensão no nível da argila
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
introduzir o pistão cuidadosamente na proveta até assentar completamente na areia. Girar a haste ligeiramente, sem empurrá-la para baixo, até que um dos parafusos de ajustagem torne-se visível, fixando-o à haste, por meio de um parafuso nele existente. Determinar o nível do centro de um dos parafusos de ajustagem e adotá-lo como leitura correspondente ao nível superior da areia. Este pode ser também determinado 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).
Figura 06 – Leitura da suspensão no nível da areia
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
Figura 07 – Esquema de leituras
Fonte: DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia
Figura 08 – Esquema de leituras
Fonte: ABDECA – 2010
CÁLCULOS
 De posse dos resultados, compartilhados entre todos os alunos, serão efetuados os cálculos utilizando-se das ferramentas matemáticas indicadas nas já citadas NBR 12052/1992, da ABNT.
Tabela 01 – Dados obtidos durante o experimento
	Leituras
	
	
	
	
	
	
	
	
	Altura medidas (mm)
	Leitura no topo da argila
	
	
	
	
	
	
	
	
	323
	Leitura no topo da areia
	
	
	
	
	
	
	
	
	73
7. RESULTADOS
 O resultado do ensaio é apresentado na forma de média aritmética de três repetições do ensaio com a mesma amostra.O equivalente de areia da amostra ensaiada nesta oportunidade é:Segundo Gomes et all (20xx), um valor de indica ser um material constituído unicamente de argilas e colóides. De forma inversa, um material com , indica ser uma areia pura, não contendo fração alguma de argila.
 Fazendo uma comparação com a escala explicada, temos um material arenoso, ótimo para ser usado nas camadas de pavimentação.A amostra ensaiada possui um , significando alta presença de material siltoso/argiloso em sua constituição. Segundo a tabela abaixo, apresentada por Gomes et all (20xx), o EA obtido, entre 20 e 30 indica a necessidade de recorrer aos ensaios clássicos de caracterização.
Figura 08 – Classificação do solo através do equivalente de areia
Fonte: Gomes et all (20xx)
 A alta presença de finos em uma amostra indica que este é um material com alta expansibilidade, o que o torna impróprio para uso em pavimentação.
8. NORMAS
NBR 12052-1992, Solo agregado miúdo – Determinação do equivalente de areia, ABNT, Rio de Janeiro, 1992.
DNER - ME 054 - 1997 – Equivalente de areia – Rio de Janeiro - 1997
9. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
BERNUCCI, Liedi Bariani, DA MOTTA, Laura Maria Goretti, et all – Pavimentação asfáltica – Formação básica para engenheiros, 3ª reimpressão – Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto – Rio de janeiro – 2010.
BASTOS, Cézar Augusto Burkert, Apostila Mecânica dos Solos, Departamento de Materiais e Construção, Fundação Universidade de Rio Grande, Rio Grande – RS.
CHRUSCIAK, Mariana Ramos, Apostila de Mecânica dos Solos I, Aula 16, UFRR, Boa Vista – RR, 2015.
GOMES, C. C. et all (20xx). Apostila de Ensaios de Mecânica dos Solos. Ceará. Universidade Federal do Ceará – UFC, 74p.