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FELIPE PINTO DE LIMA NATALIA DE SOUSA CORREA Turma:3323 RELATÓRIO DE ENSÁIOS DE DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE NO SOLO Palmas – TO Setembro/2017 Felipe Pinto de Lima Natalia de Sousa Correa RELATÓRIO DE ENSÁIOS DE DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE NO SOLO Relatório elaborado como requisito parcial para aprovação na disciplina de Mecânica dos Solos do curso de Engenharia Civil pelo Centro Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA). Professora: Jacqueline Henrique Palmas – TO Setembro/2017 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 2 2 NORMAS REGULAMENTADORA 3 2.1 Título 3 2.2 Objetivo 3 3 MATERIAIS E MÉTODOS 4 3.1 Localização 4 3.2.1 Materiais 4 3.2.2 Métodos 4 3.2.3 Resultados e discussões 5 3.3 Método do FOGAREIRO 5 3.3.1 Materiais 5 3.3.2 Métodos 6 3.3.3 Resultados e discussões 6 3.4 Método da estufa 7 3.4.1 Materiais 7 3.4.2 Métodos 7 3.3.3 Resultados e discussões 8 4 Discussões finais 10 5 Conclusão 11 6 Referencias 12 7 ANEXO 13 7.1 Memorial de Cálculo 13 7.1.1 Cálculos Fogareiro 13 7.1.2 Cálculos Estufa 14 1 INTRODUÇÃO Para iniciar uma obra é necessário conhecer as propriedades do solo, no qual irá se trabalhar, isso garantirá a segurança no futuro edifício, além de prevenir possíveis patologias. Teor de umidade é definido como a relação entre a massa de água contida no solo e a massa do próprio solo. É de suma importância identificar tal propriedade do solo, pois ela pode influenciar na resistência e compactação do solo. Existem diversas formas de se determinar o teor de umidade no solo, porém neste relatório serão abordados apenas três dos métodos, o método padrão da estufa, Fogareiro e o método do Speedy test. Para a determinação da umidade do solo é utilizada a ABNT NBR 16097:2012 - Solo — Determinação do teor de umidade — Métodos expeditos de ensaio. Neste relatório, serão abordados os três métodos de determinação realizados no Laboratório de Solos do CEULP/ULBRA. Os ensaios foram realizados no dia 16 de agosto de 2017 com a turma 3323 de Mecânica dos Solos. 2 NORMAS REGULAMENTADORA 2.1 Título ABNT NBR 16097:2012 - Solo — Determinação do teor de umidade — Métodos expeditos de ensaio, válida a partir de 16/09/2012. 2.2 Objetivo Determinar o teor de umidade contida no solo. 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 Localização A aula, para determinar o teor de umidade do solo, foi realizada no Laboratório de solos, no Prédio 6, do Campus do CEULP/ULBRA em Palmas-TO. 3.2. SPEEDY TEST 3.2.1 Materiais 12 g de solo: Ampola com Carbureto de Cálcio; Balança de precisão Esferas metálicas; Recipiente metálico que suporta altas pressões com tampa e manômetro acoplado (speedy test) 3.2.2 Métodos Para determinação por este método, é necessário pesar uma amostra de solo, e esta, é inserida no equipamento Speedy Test, juntamente com uma espera metálica e uma ampola de carbureto de Cálcio. Em seguida, o aparelho é agitado para que a ampola se quebre e o carbureto inicie uma reação química com a água. A reação química produz um gás que se expande, elevando a pressão no interior do recipiente. A quantidade da pressão dependerá do percentual de água existente no solo. Essa pressão é medida pelo manômetro (Figura 1) que está instalado no aparelho, é anotada e analisada com base em uma tabela que relaciona a pressão com a umidade. Imagem 1 – Aparelho Speedy Test com manômetro. CEULP, agosto/2017 Imagem 2 – Pesagem do solo. CEULP, agosto/2017 3.2.3 Resultados e discussões Pressão (kgf/cm²) Massa (g) Teor de umidade (%) Leitura 1,0 kgf 12 9,0% Tabela 1 – Speedy test A pressão em que o manômetro se estabilizou após o momento da reação do carbureto foi de 1,0 kgf/cm². Confrontando esse valor com a tabela, obteve-se o resultado de 9,0 % de umidade. 3.3 Método do FOGAREIRO 3.3.1 Materiais Amostra do solo Balança de precisão Bandeja metálica Capsulas numeradas Espátula Fogareiro 3.3.2 Métodos Primeiramente são pesadas duas capsulas vazias e seus pesos anotados. Feito isto, é inserido uma amostra de solo em cada uma das capsulas. Pesa-se novamente, obtendo o valor do peso da capsula + solo + água. Feito isto, as capsulas com suas amostras são colocadas numa chapa aquecida (fogareiro), conforme a imagem 2. É necessário mexer o material para auxiliar na evaporação da água. Em seguida deve-se pesar novamente, para obter o valor da capsula + solo. Para aumentar a confiabilidade dos resultados, foram efetuadas duas amostras. Imagem 3 e 4 – “Fogareiro”. CEULP, agosto/2017 3.3.3 Resultados e discussões Como resultado da análise dos dados colhidos, obtivemos a Tabela 2: FOGAREIRO DETERMINAÇÃO 1º 2º Nº da Capsula 1 2 C + S + A 48,0 45,1 C + S 46,2 42,7 Capsula 18,9 18,2 Solo 27,3 24,5 Água 2,7 2,4 Teor de Umidade 9,89% 9,80% Umidade Média 9,85% Tabela 2 - Fogareiro Para obtermos o resultado do teor de umidade, foi preciso realizar alguns cálculos (anexo), visando encontrar os valores de solo, cápsula, água e posteriormente umidade. Desta forma, descobrimos através do método do fogareiro, uma umidade média entre as duas cápsulas de 9,85%. Lembrando que o método em questão, pode não ser um dos mais precisos em resultados, entretanto é executado com maior rapidez, o que pode ser mais viável ao realizar-se ensaios em campo. 3.4 Método da estufa 3.4.1 Materiais Amostra do solo Balança de precisão Capsulas numeradas Espátula Estufa Bandeja metálica 3.4.2 Métodos O método da estufa consiste na retirada da umidade do solo através de secagem em estufa com temperatura média de 105 °C por 24 h. Este procedimento é o que melhor determina a umidade do solo, por não agredir o solo com elementos químicos que podem interagir com outros elementos e também, por não queimar materiais orgânicos ou pulverulentos. São pesadas as cápsulas vazias (Imagem 5) e anotadas os seus respectivos pesos. Logo após, são colocadas uma quantidade média de 20 gramas de solo em cada cápsula, pesa-se novamente e anota-se os valores. Em seguida, as capsulas são colocadas na estufa (Imagem 6) a 105°C por 24h. Após este período, retira-se as cápsulas e são pesadas novamente. A partir da diferença de peso seco e úmido, se obtém o teor de umidade. Para aumentar a confiabilidade dos resultados, foram efetuadas duas amostras. Imagem 5 – Cápsula vazia na balança de precisão. CEULP, agosto/2017. Imagem 6 -Amostra na estufa. CEULP, agosto/2017. 3.3.3 Resultados e discussões Como resultado da análise dos dados colhidos, obtivemos a Tabela 3: ESTUFA DETERMINAÇÃO 1º 2º Nº da Capsula 3 4 C + S + A 51,7 50,8 C + S 48 46,4 Capsula 17,1 17,2 Solo 30,9 29,2 Água 3,7 4,4 Teor de Umidade 11,97% 15,07% Umidade Média 13,57% Tabela 3 – Estufa Com o mesmo procedimento do método do fogareiro, recolhemos os valores e em seguida realizamos os cálculos (anexo), necessários para a obtenção do teor de umidade. Após todo o processo, encontramos o valor da média entre as duas cápsulas, que foi 13,57% de umidade contida no solo usado. É válido lembrar, que o método da estufa é considerado um dos mais precisos em resultados. Isso devido às amostras ficarem 24 horas em estufa, de modo que assegura total secagem de sua umidade. 4 Discussões finais Como se pode observar pelos resultados apresentados, o método Padrão da Estufa apresentou o maior valor de umidade, entre os três ensaios. O método do Fogareiro e o Speedy Test obtiveram números próximos, por volta dos 9,0% de umidade. O método Padrão da Estufa, apesar de necessitar de 24 horas ou mais para obter o resultado, tem sido a forma mais precisa de se determinar o teor de umidade do solo. Em laboratório, o processo da estufadeverá ter preferência sobre qualquer outro. O método Speedy Test considera-se que o teste é bastante sensível a pequenas alterações, sendo que se houver resíduo de carbureto no aparelho, este fornecerá valor do teor de umidade inferior ao real. Também existirá tendência à leitura menor que a verdadeira se não houver perfeita vedação, se utilizado corretamente e dentro dos limites aconselhados pelo fabricante tem se bom desempenho. Já em relação ao método do Fogareiro, é mais usado para tomar decisões imediatas. 5 Conclusão Em virtude de todos os processos realizados, conclui-se que o método da estufa é o que apresenta maior confiabilidade dos resultados, pois, pode-se controlar todo o procedimento realizado, de forma a ocorrer menor discrepância. É importante ressaltar que a realização dos ensaios em mais de uma amostra, tanto no método da estufa, quanto no fogareiro, assegura obter um resultado mais próximo do real. Todos os métodos usados apresentam resultados satisfatórios, contudo, alguns possuem maior precisão nos seus resultados. Desta forma, a escolha do processo a ser realizado, deverá ser tomada conforme a necessidade do momento, local e tempo disponível. 6 Referencias ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16097: Solo — Determinação do teor de umidade — Métodos expeditos de ensaio. Rio de Janeiro: Abnt, 2012. 7 ANEXO 7.1 Memorial de Cálculo Valor da massa de Água A = MT-MS A= massa da água MT= massa total (C + S + A) MS= massa seca (C + S) Valor da massa de solo S= MT - C – A S= massa do solo MT= massa total (C + S + A) C= massa da cápsula A= massa da água Umidade h (%) = (MT – MS)/ MS x 100 h = umidade MT = massa total MS = massa seca Umidade média hm = (h¹+ h² )/2 hm = umidade média h¹ = umidade da 1º cápsula h² = umidade da 2º cápsula 7.1.1 Cálculos Fogareiro - Água A¹ = 48,9 – 46,2 A¹ = 2,7 g A² = 45,1 – 42,7 A² = 2,4 g -Solo S¹ = 48,9 – 18,9 – 2,7 S¹ = 27,3 g S² = 45,1- 18,2 – 2,4 S² = 24,5 g -Umidade h¹ = (48,9 - 46,2) / (46,2 – 18,9) x 100 h¹ = 9,89 % h² = (45,1 – 42,7) / (42,7 – 18,2) x 100 h² = 9,80 % - Umidade média hm = (9,89 + 9,80) / 2 hm = 9,85 % 7.1.2 Cálculos Estufa - Água A¹ = 51,7 – 48 A¹ = 3,7 g A² = 50,8 – 46,4 A² = 4,4 g -Solo S¹ = 51,7 – 17,1 – 3,7 S¹ = 30,9 g S² = 50,8 – 17,2 – 4,4 S² = 29,2 g -Umidade h¹ = (51.7 – 48) / (48 – 17,1) x 100 h¹ = 11,97 % h² = (50,8 – 46,4) / (46,4 – 17,2) x 100 h² = 15, 07 % -Umidade média hm = (11,97 + 15,07) / 2 hm = 13,57 %
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