Ensaios: determinação de massa especifica, teor de materiais pulverulentos, massa unitária, umidade superficial e inchamento.

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA II E RELATÓRIO II
ENSAIOS COM AGREGADOS PARA CONCRETO
						
DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONTRUÇÃO I
5° PERIODO
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
PROFESSOR: FABRÍCIO SANTOS DE SOUZA
ALUNA: LEDIVÂNIA FERREIRA DA SILVA
No dia 08 de Março de 2018, aconteceu a 2° aula prática da disciplina de Materiais de Construção I no galpão de laboratórios práticos da Univértix. Onde o professor Fabricio Santos ministrou e apresentou técnicas para 6 ensaios, distintos entre si e descritos abaixo.
Ensaio 2: Determinação da massa especifica do agregado miúdo por meio do Frasco Chapman – NBR 9776. 
Massa especifica é a relação entre a massa do agregado seco e seu volume, excluindo os poros permeáveis.
A determinação da massa especifica do agregado miúdo é dada com os seguintes aparelhos: balança e Frasco de Chapman. 
Foi pesado na balança 500 gr de areia seca. No frasco de Chapman foi colocado água ate a marca de 200 cm³. 
Em seguida adicionamos a areia seca dentro do frasco com água, com um funil inapto, pois não tinha no laboratório o funil apropriado. Agitamos o frasco até eliminar as pequenas bolhas de ar por completo.
. 
Depois de agitado, efetuamos a leitura no frasco de Chapman, com água e areia dentro. Leitura: 387 cm³. Ou seja, o frasco só com água era 200 cm³, depois de adicionarmos 500 gr de areia seca, o frasco subiu para 387 cm³.
	DETERMINAÇÃO
	MS
	MASSA DE AREIA SECA (GR)
	500
	L0
	LEITURA INICIAL (CM³)
	200
	L0
	LEITURA FINAL (CM³)
	387
	P
	MASSA ESPECIFICA (KG/DM³)
	2,67
Cálculo para descobrir a massa especifica, descrita no quadro acima, de 2,67 kg/dm³.
A importância de se determinar a Massa Específica é para analisar a estrutura do solo, revelando características importantes para que se possa obter informações como a sua resistência e estabilidade. Além disso, a Massa Específica pode ser utilizada para o cálculo de diversos outros índices físicos.
Ensaio 3: Determinação teor de materiais pulverulentos – NBR NM 46.
De acordo com a NBR NM 46 deveríamos usar nesse procedimento a Estufa, para secarmos o agregado, porém com o tempo curto na aula prática, não usamos. Determinamos o valor final a partir da dedução do professor, onde já conhecia a amostragem.
No geral a presença desses materiais é indesejável na constituição do concreto; um agregado com alto teor de materiais pulverulentos diminui aderência do agregado a pasta ou argamassa, prejudicando de forma direta a resistência e instabilidade dimensional do concreto produzido com alto índice de material pulverulento.
Procedimentos usados: Em um recipiente redondo adicionamos 500 gr de areia seca, sem ir a estufa. Adicionamos água dentro do recipiente com areia, para que os materiais indesejáveis ali fossem retirados aos poucos, com a lavagem da areia. É importante ressaltar que a lavagem da areia deve ser realizada quantas vezes for necessário, até que ela fique clara. Através de peneiras retiramos parte da água adicionada, e assim repetitivamente até que a água se torne límpida. Em seguida deveríamos levar o agregado ate a estufa a 100°C, porém como disse no começo, usamos os dados do professor, para determinar a massa que sobrou da areia lavada.
Para determinar o teor de matérias pulverulentos, é calculado da seguinte forma:
Esta Norma inclui dois procedimentos, um deles usando apenas água para a operação de lavagem e, o outro, incluindo um agente umectante para facilitar a liberação do material mais fino. Na aula prática usamos somente água.
O ensaio de determinação do teor de materiais pulverulentos nos agregados foi realizado com sucesso e ressaltamos a grande importância do mesmo para que não venha comprometer a qualidade do concreto.
Conforme citado anteriormente os materiais pulverulentos em alto teor diminui a aderência do agregado, a pasta ou argamassa prejudicando de forma direta a resistência mecânica e a trabalhabilidade do concreto.
Ensaio 4: Determinação da massa unitária em estado solto – NBR 7251. E determinação da massa unitária em estado compactado – NBR NM 45.
Nesse ensaio usamos de aparelhagem: balança, concha e recipiente cilíndrico.
Determinamos a massa do recipiente, dada com 2,974 kg. Enchemos o recipiente totalmente de agregado graúdo (brita). Compactamos com golpes do cabo da concha, o material dentro do recipiente, para que coubesse a necessidade total. Alisamos com uma régua a superfície para regularizar, compensando saliências das pedras. 
Em seguida é possível determinar a massa do recipiente cheio de agregado, dada com 5,170 kg. 
O recipiente continha diâmetro: 10cm e altura: 20cm. Com isso podemos determinar o seu volume, e dessa maneira através de cálculos identificar a massa procurada.
	DETERMINAÇÃO
	Mc
	MASSA DO RECIPIENTE (kg)
	 
	Mt
	MASSA DO REC. + AMOSTRA (kg)
	 
	M
	MASSA DA AMOSTRA (kg)
	 
	V
	VOLUME DO RECIPIENTE (dm³)
	 
	U
	MASSA UNITÁRIA (kg/dm³)
	 
A determinação da massa unitária nesse ensaio, so foi realizada com material compactado.
Cálculo do volume e massa unitária:
Após realizar o ensaio pedido, foi possível esclarecer aos alunos a importância de determinar a massa unitária para a dosagem do concreto em um canteiro de obras. Podendo ter conhecimento do material em seu estado compactado.
Ensaio 5: Determinação da umidade superficial do agregado miúdo pelo método do aparelho Speedy – DNER – ME 52- 64.
Podemos definir a umidade de um solo como a relação existente entre a massa de agua em um determinado volume de solo juntamente com a massa de seus grãos. A mesma é expressa pelo símbolo “h” o qual geralmente é dado em porcentagem.
A análise do teor de umidade do solo é importantíssima no dia a dia da construção civil, sendo que através da determinação do teor de umidade existente no solo consegue-se identificar qual será a quantidade de água necessária para que se possa fazer uma melhor compactação do solo, conseguindo-se assim uma maior resistência desse solo.
No procedimento adotado para se determinar o teor de umidade utilizamos o aparelho “speedy”, o qual determina a umidade dos solos e agregados miúdos na reação química da água presente no solo com carbureto de cálcio, o qual deve ser realizado em local isolado.
Consegue-se obter a quantidade de água na amostra nesse processo através da pressão do gás resultante da reação química com a água existente na amostra com o carbureto o qual vem a gerar o gás acetileno, gerando a referida pressão a qual é medida através de um manômetro, obtendo-se dessa forma o teor de umidade da amostra.
Procedimentos do ensaio: Pesamos 10 g de areia úmida através de um recipiente de alumínio cilíndrico. Colocamos a amostra dentro no recipiente da câmara do aparelho, em seguida duas esferas de aço e a ampola de carbureto. Feito isso o aparelho Speedy foi fechado, apertando-se o parafuso obturador, para que dessa forma não viesse a ocorrer vazamento de gás. Agitamos o aparelho, fazendo movimentos para cima e para baixo com o intuito da ampola se quebrar, é possível verificar o quebramento da ampola quando a pressão aumenta no manômetro do aparelho. A pressão aumenta devido a reação do carbureto de cálcio com a água contida na areia, formando assim hidróxido de carbono.
A leitura no manômetro foi: Pressão = 0,9 KgF/cm²
 Umidade = 9,8%
O ensaio foi feito de maneira correta pelos alunos, porém o manômetro usado estava com defeito. Só verificamos o total defeito depois da procedimento realizado e o ponteiro do aparelho não se movimentar. Dessa forma, levamos em consideração o resultado dado na caixa do aparelho, onde continha uma lista de pressões e umidades dada de acordo com ensaios já feitos.
Ensaio 6: Determinação da umidade superficial do agregado miúdo pelo métododo Frasco de Chapman – NBR 9775.
O objetivo desse experimento, relatado na NBR 9775, é a determinação da umidade superficial em agregados miúdos por meio do Frasco de Chapman. Procedimento realizado com auxílio de balança e frasco de Chapman. 
Umidade no agregado é a quantidade de água absorvida no agregado. Esta água deve ser medida para corrigir a quantidade de areia no traço e descontar da água de amassamento.
O ensaio foi dado nos seguintes procedimentos: Colocamos água no frasco de Chapman até a divisão de 200 cm³. Introduzimos 500 gr de agregado miúdo (areia) úmido dentro do frasco. Agitamos até eliminar as bolhas de ar. Logo em seguida efetuamos a leitura no frasco atingido pela água depois da agitação, que foi dada em 427 cm³.
 
Cálculo da Umidade Superficial do agregado:
	DETERMINAÇÃO
	Mn
	MASSA DE AREIA ÚMIDA (gr)
	  500
	p
	MASSA ESPECÍFICA AREIA SECA (kg/dm³)
	  
	L
	LEITURA NO FRASCO (cm³)
	  427
	h
	UMIDADE SUPERFICIAL (%)
	 
O experimento foi realizado de forma correta, e de acordo com a NBR 9775. Sendo assim podemos acreditar nos resultados dentro das possibilidades utilizadas. Foi um ensaio simples, fácil e rápido, para a determinação do teor de umidade no agregado miúdo, podendo ser realizado até no canteiro de obras.
Ensaio 7: Determinação do inchamento do agregado miúdo – NBR 6467.
A NBR 6467 apresenta a Determinação do Inchamento de Agregado Miúdo, que é o aumento de volume que sofre na absorção da água com a areia em seu estado seco, portanto, na preparação de concretos em que o agregado é proporcionado em volume, é importante considerar o inchamento devido à absorção de água do agregado miúdo conforme a granulometria, podendo variar de 20 a 40%. O inchamento varia com a umidade e, conhecendo-se a curva de inchamento (inchamento em função da umidade), basta que se determine a umidade para que se obtenha essa característica. 
Procedimentos: A amostra deve ser coletada conforme NBR NM 26 e NBR NM 27. A quantidade deve ser no mínimo, o dobro do volume do recipiente a ser utilizado. Secar a amostra por 24 horas, ou em estufa a temperatura de 105 °C / 110 ºC.
Com o agregado miúdo seco. Determinar o volume do recipiente (V). Colocar o material seco sobre o encerado de lona ou piso limpo, e determinar a massa unitária do material seco e solto, conforme NBR 7251, enchendo o recipiente com a concha até transbordar, despejando o agregado de uma altura de aproximadamente 12 cm, evitando segregação dos grãos. Com uma a régua, retirar o excesso de agregado deixando no mesmo nível das bordas superiores do recipiente e determinar a massa do recipiente mais agregados. 
Determinar uma massa (peso) do material seco que ultrapassou um pouco ao volume do recipiente utilizado no ensaio da massa unitária seca. Este material é utilizado para realizar todas as massas unitárias úmidas. Sobre esta massa obtida de material seco, adicionar 0,5% de água, homogeneizar cuidadosamente a amostra úmida manualmente no encerado ou através do misturador mecânico, evitando perdas de material. Determinar a massa unitária do material com 0,5% de umidade, enchendo o recipiente com a concha até transbordar, despejando o agregado de uma altura de
aproximadamente 12 cm. Com a régua, retirar o excesso de material, e deixar no mesmo nível das bordas superiores do recipiente e determinar a massa do recipiente mais agregados. Coletar o material úmido e homogêneo na cápsula e determinar a massa da cápsula com o material úmido e colocar na estufa, aproximadamente 24
horas. 
Repetir sucessivamente, aplicando os mesmos procedimentos, com a mesma amostra, com todos os teores de umidades previstos, (0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7%, 9% e 12%).
RESULTADOS
1. Para cada massa unitária determinada, calcular o teor de umidade do agregado.
2. Para cada teor de umidade, calcular:
onde:
CI = coeficiente de inchamento;
h= umidade do agregado (%);
µ= massa unitária do agregado seco (kg/dm³);
µh= massa unitária do agregado com h% de umidade (kg/dm³)
3. Assinalar os pares de valores (h, V/Vs) em gráfico, e traçar a curva de inchamento;
4. Traçar a tangente a curva, paralela ao eixo das umidades, pelo ponto de CI máximo;
5. Traçar a corda que une a origem de coordenadas ao ponto de tangência da reta traçada anteriormente (CI máximo);
6. Traçar nova tangente à curva, paralela a esta corda, e determinar:
•A umidade crítica que corresponde, na abscissa, ao ponto de interseção das duas tangentes;
•O coeficiente de inchamento médio que corresponde à média aritmética entre os CI máximos e aquele correspondente à umidade crítica.
Observações:
1. O coeficiente de inchamento médio é empregado para correção do volume do agregado miúdo;
2. Seu emprego é adequado quando a umidade do agregado é superior ou igual à umidade crítica.
O ensaio de inchamento de um agregado miúdo feito segundo a NBR 6467 apresentou os seguintes resultados:
•Trace a curva de inchamento da areia acima estudada;
•Determine a umidade crítica do agregado;
•Determine o inchamento médio agregado.
umidade crítica = ________coeficiente de inchamento médio = _________
Questão: Cite o nome de outros ensaios que são feitos com agregados para obras.
Resposta: Forma e textura DNER – ME 086/94; Resistência ao choque e ao Desgaste ME 035/94; Durabilidade DNER – ME 089/94; Densidade real, aparente e efetiva do grão ME 084/64 – 081/94; Adesividade aos produtos asfálticos ME 078/94 – 079/94; e entre outros.