relatório teor de umidade

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
UEPB / CAMPUS VIII 
CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE – CCTS 
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS EXPERIMENTAL I 
PROFESSOR: RAIMUNDO LEIDMAR BEZERRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MARIA JULIA HOLANDA 
THIAGO PIRES BEZERRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TEOR DE UMIDADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARARUNA - PB 
2013 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
 Os solos são constituídos de um conjunto de partículas com água (ou 
outros líquidos) e ar nos espaços intermediários. As partículas de maneira geral 
podem deslocar-se entre si. Em alguns casos podem ocorrer pequenas 
cimentações, mas de grau extremamente baixo, quando comparada aos 
cristais de rochas e de concreto. 
O teor umidade do solo é bastante dinâmico, e se modifica 
constantemente, em resposta às forças de movimento da água criadas pela 
percolação, evaporação, irrigação, chuva, temperatura e absorção pelas 
plantas. 
A umidade do solo(h) ou teor em água(w) é definida como o peso da 
água(Pa) contida em uma amostra de solo dividido pelo peso seco das 
partículas sólidas(Ps) do solo, sendo expressa em percentagem. 
A umidade do solo pode ser determinada através de 03 métodos: secagem em 
estufa, speedy e expedito do álcool. 
No método de secagem em estufa a amostra é mantida com 
temperatura entre 105ºC e 110ºC, por 24 horas, o que significa que ela perdeu 
a sua água por evaporação. O segundo método utiliza o aparelho speedy e um 
conjunto de ampolas com cerca de 6,5g de carbureto de cálcio. O último 
método para determinação da umidade é pelo emprego de álcool etílico, onde 
o mesmo é adicionado à amostra com a posterior queima. 
 
OBJETIVO 
O objetivo do ensaio é determinar a porcentagem de umidade presente 
em uma determinada amostra de solo pelos métodos estufa, speedy e álcool. 
No caso dos métodos estufa e álcool a porcentagem de umidade é 
determinada pela diferença de peso entre a amostra úmida e a amostra seca; e 
no caso do método speedy, é dada pela reação entre o carbureto de cálcio e a 
umidade que eleva a pressão à medida que o solo seja mais úmido. 
 
REVISÃO TEÓRICA 
A resistência do solo está diretamente relacionada com seu grau de 
compacidade quando é adensado por um determinado esforço. Para cada tipo 
de solo e para cada esforço de compactação existe uma determinada umidade, 
denominada umidade ótima de compactação, na qual ocorrem as condições 
em que se pode obter o melhor adensamento, ou seja, a maior massa 
específica seca. Nesta condição, o solo também apresenta menor porosidade, 
caracterizando assim um material mais durável e mais resistente 
mecanicamente. 
O teor de umidade de uma amostra de solo é a razão entre o peso da 
água contida em uma determinada quantidade de solo e o peso da parte sólida 
presente na mesma amostra, expressa em percentagem. O símbolo w é 
adotado internacionalmente como teor de umidade podendo ser expresso por: 
 w (%) = 
����	�	
����	�ó��
�
 x 100 (Eq. 1) 
Podendo ser expresso também em razão de massa 
 w (%) = 
�	��		�	
�	��		�ó��
�
 x 100 (Eq. 2) 
Existem vários métodos para determinar o teor de umidade de um solo, 
no entanto o que geralmente difere é o método de secagem da amostra a ser 
estudada. 
Método da estufa: 
Executa-se a secagem da amostra de solo colocando-a na estufa. 
w (%) = 
�	��		���
	��	��		���	
�	��		���	��	��		����������
 x 100 (Eq. 4) 
 
Método do álcool: 
Executa-se a secagem da amostra de solo através da queima do álcool 
w (%) = 
�	��		���
	��	��		���	
�	��		���	��	��		����������
 x 100 (Eq. 5) 
Método “speedy”: 
O princípio de funcionamento do método é a reação da água existente 
na amostra do solo com o carbureto de cálcio (����) que, colocado em 
excesso em uma amostra de agregado miúdo, em ambiente fechado, reage 
com a água existente na amostra produzindo gás acetileno. 
 ���� + 2���	 → 	���� + ��(��)� (Eq. 6) 
Como a amostra se encontra num recipiente hermeticamente fechado, a 
formação de gás acetileno provocará aumento na pressão interna do 
recipiente. A pressão é lida em um manômetro e é diretamente proporcional ao 
conteúdo de água na amostra de solo. 
O peso da amostra a ser utilizada é estimado pela umidade que se 
admite a amostra possuir de acordo com a seguinte tabela: 
 
Umidade Estimada (%) Peso da amostra (g) 
5 20 
10 10 
15 5 
30 ou mais 2 
 
Se a leitura manométrica for menor que 20 kPa (0,2 kgf/ !�), o ensaio 
deve ser repetido com peso de amostra imediatamente superior ao empregado, 
conforme tabela. Se a leitura for maior que 150 kPa (1,5 kgf/ !�), repete-se o 
ensaio com um peso imediatamente inferior. Entra-se na tabela de aferição 
própria do aparelho com a leitura manométrica e o peso da amostra utilizada 
no ensaio; obtém-se a percentagem de umidade em relação à amostra total 
úmida. 
 
METODOLOGIA 
Para determinar-se o teor de umidade existente em uma amostra de 
solo, podem-se utilizar métodos de laboratório ou de campo. No laboratório o 
método mais usado é o método gravimétrico (estufa). Neste método a amostra 
úmida é pesada e levada para secar em estufa ajustada para temperatura de 
105°C a 110°C, onde permanece por um tempo mínimo de 24 horas. Após 
esse período de tempo é retirada da estufa e pesada imediatamente. Desta 
forma são conhecidos os pesos da amostra úmida e seca, que fornecem o teor 
de umidade da amostra, através da fórmula: 
"	(%) =
%&'(	ú!*+(	+�	�!(',-�	 − %&'(	'& (	+�	�!(',-�
%&'(	'& (	+�	�!(',-�
× 100 
 
Um dos métodos utilizados no campo é o teste rápido de umidade 
(método Speedy), que emprega um recipiente metálico onde é colocada a 
amostra de terra juntamente com uma ampola de vidro contendo carbureto de 
cálcio e duas pequenas bolas de metal. O recipiente é provido de um 
manômetro e é fechado hermeticamente após a adição da amostra úmida. O 
aparelho é agitado até que as bolas metálicas quebrem a ampola, liberando o 
carbureto de cálcio que ira reagir com a umidade na amostra de terra. A 
umidade da amostra faz com que o carbureto seja transformado em gás 
acetileno, que provoca um aumento da pressão interna do recipiente que é 
medido pelo manômetro. Quanto mais úmido estiver o solo, mais carbureto se 
transforma em acetileno e maior será a leitura registrada no manômetro. 
 No método expedido do álcool, após a separação da amostra, pesa-se a 
cápsula, obtendo o valor da mesma, para que, logo depois, a balança seja 
tarada e pesa-se a massa do solo úmido. O peso da cápsula foi somado ao 
peso do solo úmido. Logo após é adicionado álcool ao recipiente, onde o solo 
úmido estava e ateia-se fogo. Repetindo o procedimento anterior três vezes. Ao 
final, pesa-se o solo seco juntamente com o recipiente, e a partir dai define-se 
o teor de umidade pela mesma equação que usada para o método estufa. 
 
MATERIAL 
Método da Estufa: 
• Estufa elétrica controlada automaticamente por termostato; 
• Balança analítica; 
• Recipientes de material resistente ao calor; 
• Peneira de 2,00 mm. 
Método do “Speedy”: 
• Conjunto “Speedy”; 
• Ampolas com cerca de 6,5 g de carbureto de cálcio. 
Método do Álcool: 
• Balança analítica; 
• Cápsula metálica; 
• Espátula de aço com lâmina flexível com ponta arredondada; 
• Álcool etílico; 
• Peneira de 2,00 mm. 
 
RESULTADOS 
Entendemos que a principal função dos ensaios é a retirada da umidade das 
porções de solo a serem estudadas. Apesar de identificamos pequenas 
diferenças ocorridas devido à falta de experiências dos executores, uma vez 
que os ensaios foram realizados com o intuito didático. Obtivemos resultados 
satisfatórios com baixa variabilidade entre os métodos praticados para retirada 
de umidade das porções de solo. VejaMétodo da Estufa 
w (%) = 
�	��		���
	��	��		���	
�	��		���	��	��		����������
 x 100 = 
74,48�73,27
73,27−14,15
 x 100 = 2,05% 
Método Speedy 
Massa úmida = 20g 
Pressão = 0,4 KN/cm² 
W. tab = 2% 
 
 
 
Método do Álcool 
Antes de realizarmos esse experimento taramos a balança com a massa 
do recipiente, assim trabalhamos apenas com as massas do solo. Isso nos 
permite uma alteração na formula tradicional de realização do experimento. 
w (%) = 
�	��		���
	��	��		���	
�	��		���	
 x 100 = 
�8�9:,;<
9:,;<
 x 100 = 1,88 % 
 
CONCLUSÃO 
A partir dos resultados podemos ver que, no teor de umidade os diferentes 
métodos de ensaio para definição de valores, resultam em valores 
aproximados. Sabendo das diferenças observadas em qualquer tipo de 
laboratório, encontramos diferenças nos resultados das amostras estudadas. 
Dos ensaios realizados observamos que cabe ao profissional escolher o 
método mais viável para analise. 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
PINTO, C. S.: Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3ª Edição, Editora Oficina 
de Textos, 2006. 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAIBA. Professor Leidimar Bezerra. 
AULA-02- 17/05/2013 Teor de umidade métodos: estufa, álcool e speedy