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RELATÓRIO DE ENSAIO PROCTOR Danilo Eduardo Batista, Eng. Civil 8ºA, RA 193296212783 Tomás Henrique dos Santos, Eng. Civil 8ºA, RA 193291312783 O objetivo deste relatório é expor os dados obtidos após a realização do Ensaio Proctor em laboratório, realizado durante as aulas laboratoriais da disciplina de Fundamentos da Mecânica dos Solos. Palavras-chave: Mecânica dos solos, compactação de solos, ensaio Proctor. Introdução Como de praxe técnica em diversos procedimentos de análise e estudo nas construções civis, uma das de extrema importância para boa execução de fundações, barragens e pavimentações em geral, o ensaio de Proctor e sua a curva de compactação tem grande importância no cenário. O ensaio Proctor é utilizado para a melhoria da eficiência de compactação do solo, a depender da quantidade de água contida em seus vazios. Com base nesse estudo, tem-se que a partir desse ensaio é possível determinar a sua melhor umidade para a realização da sua compactação máxima, a fim de se evitar futuras deformações e recalques após a aplicação da carga necessária em sua área a ser construída. Objetivo Identificar a umidade ideal através do ensaio de Proctor de um solo coletado como, expor os dados obtidos e calcular a umidade ótima e peso específico seco máximo após a realização do ensaio em laboratório, realizado durante as aulas de fundamentos da mecânica dos solos. 1. Sobre o procedimento realizado Para a realização do ensaio Proctor, foi nos lecionada uma aula prática com o Prof. MSc. Lucas Sato em laboratório de Mecânica dos Solos da Faculdade Anhanguera, un. II, para haver um primeiro contato e noções de uso dos equipamentos e das práticas a serem utilizadas. Foi nos instruído ainda um roteiro pelo professor para a realização do ensaio, que juntos das normas atuais brasileiras foram pesquisadas e consultadas para aprimoramento das nossas técnicas de procedimento. O ensaio Proctor é de procedimento simples e de grande importância, no qual consiste em realizar a compactação do solo em várias camadas, pré- determinadas de acordo com o modelo de Proctor selecionado, a partir da necessidade em campo, com umidades diferentes para então, após ser determinado o teor de umidade, traçar a curva de umidade ótima para obter-se assim eficiência máxima na diminuição dos vazios do solo no qual irá ser trabalhado, onde sabe-se que o solo a ser trabalhado terá o seu peso específico aumentado de acordo com a energia despendida e sua humidade no momento em que esta é realizada, podendo esta humidade vir a ser corrigida para então chegar em seu peso específico máximo. São normas que regulamentam o ensaio Proctor: Tabela 1: Normas regulamentadoras do Ensaio Proctor. Fonte: o autor, 2019. Normas Nacionais Normas Internacionais NBR 7182: Solo – ensaio de compactação. ABNT, 1986. D698-70: standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using standard effort. ASTM International, 2012 NBR 9895: Solo – índice de suporte Califórnia. ABNT, 1986. D1557-70: standard test methos for laboratory compaction characteristics of soil using modified effort. ASTM International, 2012. NBR 6457: Amostras de Solo – Preparação para ensaios de Compactação e Caracterização. ABNT, 1986 T99-70: standard method of test for the moisture-density relations of soil. AASHTO, 2011 T180-70: modified method of test for the moisture-density relations of soil. AASHTO, 2011 2. Materiais e Métodos Figura 1 - Materiais e equipamentos para realização de Ensaio Proctor. Fonte: Danilo, 2019. Para a realização dos ensaios, foram organizados os seguintes materiais para o procedimento: - Becker com água; - Soquete Médio para ensaio modificado; - Cilindro grande, com as medidas internas de 152mm de diâmetro e altura de 178mm (sem o colarinho), e peso de 4,962 kg; - Macaco hidráulico para remoção de solo compactado; - Tigela e pístola de cerâmica para destorroar; - Cápsulas para determinação do teor de humidade. - Óleo mineral para lubrificação do interior do cilindro. Para maior precisão no ensaio, foi selecionado para este ensaio o Proctor de característica intermediária a partir do cilindro disponível para uso em laboratório da faculdade, onde no local havia disponível somente o cilindro grande e este escolhido então para melhor se adequar à norma, conforme opções da tabela abaixo: Tabela 2 - Características de ensaios Proctor. Fonte: Adaptado de Tschebotarioff, 1958. Ensaio Peso do Pistão (Kg) Altura de Queda (cm) Golpes/camada Camadas Normal 2,5 30,5 26 3 Modificado 4,5 45,7 55 5 Intermediário 4,5 45,7 26 5 12 Golpes 2,5 30,5 12 3 A extração do solo foi realizada a partir de 1 metro de profundidade, para se evitar a execução do ensaio com solo orgânico. A alteração na coloração do solo pode ser verificada na escavação após alguns centímetros de profundidade, como pode ser notado na figura 3 abaixo. Após a escavação deste solo, conforme item 4.1 da NBR 6457, o solo foi deixado em secagem ao ar para ter seu teor próximo da umidade higroscópica, para se chegar em umidade presumível abaixo de 5% da umidade ótima, destorroado os grãos e então homogeneizado a mistura. Após, ainda conforme o item 4.1.4, o solo foi passado integralmente pela peneira de 4,8mm, para fazer a devida separação do que é considerado solo e do que é considerado pedregulho. (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 6457: Amostras de Solo - Preparação para ensaios de compactação e caracterização., 2016). Figura 3: Alteração das cores, percebendo a alteração no horizonte de solo, entre solo orgânico e solo maduro. Fonte: Danilo, 2019. Figura 2: Detalhe da profundidade mínima para a extração do solo para realização do ensaio. Fonte: Danilo, 2019. Após ser destorroado e peneirado, o solo foi diretamente aplicado no cilindro para as primeiras camadas, visto que este já se encontrava com uma relativa umidade para compactação, mesmo após a secagem por 24 horas, pois o local de onde fora retirado sofrera uma breve precipitação na noite anterior de sua retirada. Antes da montagem do cilindro, este fora retirado seus dados, conforme tabela abaixo, e untado seu interior com óleo mineral para facilitar a retirada do solo compactado pela prensa após a pesagem, no final da última camada após a regularização da superfície superior. Para o início da adição das 5 camadas e compactação destas, foi realizada a pesagem do conjunto para obtenção do seu peso sem o solo e, após sua pesagem com o solo logo após a compactação e regularização, poder ser calculado o peso específico compactado dentro do cilindro através da relação de peso/volume. Figura 4 - Conjunto de socador e cilindro para Proctor Intermediário. Fonte: Danilo, 2019. Cilindro Proctor Grande Medidas internas: Altura: 178 mm Diâmetro: 152 mm Peso: 4962 g. Vol: ( 𝜋∗15,22 4 ) ∗ 17,8 = 3229,96 cm³ Soquete Grande Peso do Pistão: 4500 g Altura de queda: 457 mm Figura 5 - Adição das camadas no cilindro para compactação. Fonte: Danilo, 2019. Após a compactação em 5 camadas, o cilindro foi removido de sua base e retirado seu colarinho, regularizado a superfície e pesado. Este procedimento foi realizado 5 vezes, com a adição empírica de certa quantidade de água e a massa homogeneizada. Com os dados anotados, foi realizado o cálculo de volume de cada cilindro e então retirado de cada núcleo compactadouma amostra para a determinação do teor de umidade, que foram coletados os dados dos solos secos após secos por 24 horas em estufa padronizada a 105º C. Os dados obtidos foram lançados na tabela 3, para então poder ser construído o gráfico com o teor de umidade na linha das abscissas e o peso específico na linha das ordenadas. Figura 6 - Compactação das camadas utilizando o soquete grande de Proctor. Fonte: Danilo, 2019. Figura 8 - Detalhe de regularização da face superior. Fonte: Tomás, 2019. Figura 7 - Extração de solo compactado. Fonte: Tomás, 2019. Figura 9 - Corte do cilindro para extração do núcleo para determinação da umidade. Fonte: Tomás, 2019. 3. Resultados e discussão Após a inserção de dados em planilha Excel, os seguintes dados foram calculados. Tabela 3 - Apresentação de dados adquiridos em laboratório. Fonte: O autor, 2019. Ensaio Proctor Intermediário Dados Cilindro Grande Altura 17,80 cm Diâmetro 15,23 cm Volume 3242,72 cm³ Peso 4962,00 g Dados das Cápsulas (g) 1 2 3 4 5 Tara 4,140 3,907 4,453 3,893 6,542 Cápsula + Solo Úmido 13,672 14,384 20,693 15,236 17,640 Cápsula + Solo Seco 11,407 11,677 16,177 11,981 14,332 Solo Úmido 9,532 10,477 16,240 11,343 11,098 Solo Seco 7,267 7,770 11,724 8,088 7,790 Peso de água 2,265 2,707 4,516 3,255 3,308 Dados dos Solos Cilindro + Solo Úmido (g) 10585 10790 10610 10520 10370 Solo Úmido (g) 5623 5828 5648 5558 5408 Peso Específico Aparente Úmido (g) 1,734 1,797 1,742 1,714 1,668 Teor de Umidade (%) 31,17 34,84 38,52 40,24 42,46 Peso Específico Seco (g/cm³) 1,322 1,333 1,257 1,222 1,171 Após a análise dos dados e traçado do gráfico, foi possível constatar que pelo formado da curva, o solo em estudo se assemelha à uma argila siltosa ou residual, de baixa alteração no peso específico conforme a adição de água para diferentes níveis de umidade. Tal baixa alteração deve-se à sua baixa quantidade de vazios e porosidade, característica da argila. O Gráfico apresenta 2 pontos no ramo seco e 3 pontos no ramo úmido. Tal solo pode apresentar ainda mais um ponto seco caso este seja coletado no local após época de estiagem, porém, o que não alteraria sua curvatura de compactação e umidade ótima. Figura 10 - Gráfico de curva de Compactação. Fonte: O autor, 2019. Após análise pelo gráfico, foi definida a seguinte umidade ótima e peso específico seco máximo: Peso Específico Seco Máximo (g/cm³): 1,34 Umidade Ótima: 34,2% Conclusão O ensaio Proctor é de execução simples e metódica e deve ser realizado com máxima atenção ao roteiro que especificam as normas para não haver erros nos cálculos de peso específico máximo no ato de construir o gráfico pois tais erros em campo podem resultar em perda de tempo, gastos com maquinário e mão-de-obra. Estão atrelados ainda à má execução o não alcance da compactação máxima que pode gerar futuros recalques. Ainda que simples, tem grande importância a sua execução para o aproveitamento de tempo, custo e execução em campo e pode ser feito com aparelhagem móvel no local junto dos soquetes com os cilindros e um aparelho Speedy test para o cálculo de umidade. 1,100 1,150 1,200 1,250 1,300 1,350 1,400 28 30 32 34 36 38 40 42 44 P es o e sp ec íf ic o S ec o ( g/ cm ³) Teor de Umidade (%) Curva de Compactação Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (1986). NBR 7182: Solo - ensaio de compactação. Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (1987). NBR 9895: Solo - Índice de suporte Califórnia (ISC). Rio da Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (2016). NBR 6457: Amostras de Solo - Preparação para ensaios de compactação e caracterização. Rio de Janeiro. Caputo, H. P. (2015). Mecânica dos Solos e suas aplicações. Rio de Janeiro: LTC. Leão, M. F. (2018). Fundamentos da mecânica dos solos. Londrina/PR: Ed. e Dist. Educacional S.A.
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