Relatório Atividade Prática - Massa Especifica

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Serviço Público Federal
	Ministério da Educação
	Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
	 	Relatório de Atividades Práticas	(Para uso do professor)
Nota:
	 (Laboratório de Geotecnia e Engenharia de Transportes) 	
		
	Aluno (a): Raiana Fabris dos Santos	
	Turma prática: P06	
	Professor (a): Daniel Anijar de Matos	
	Ensaio: Massa Específica dos Sólidos	
	Disciplina/Curso: Mecânica dos Solos/Engenharia Ambiental	
	Data: 10 de março de 2020	
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	2
1.1	Objetivos	2
2.	REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	3
3.	MATERIAIS E MÉTODOS	4
3.1	Materiais	4
3.2	Métodos	4
3.2.1	Calibração do picnômetro ou balão	5
3.2.2	Ensaio de determinação da massa especifica dos grãos	5
4.	RESULTADOS E DISCUSSÃO	6
5.	CONCLUSÃO	10
6.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	11
1. INTRODUÇÃO
Em um solo, só parte do seu volume total é composta pelas partículas sólidas, o restante é composto por vazios preenchidos por uma mistura de ar e agua, sendo considerado um sistema trifásico, pois se divide em três frações. Independentemente de ter pouca ou muita matéria orgânica e mineral, e independente dos tipos de minerais, todos os solos apresentam proporções variáveis de fração sólida, liquida e gasosa. 
A Massa Específica de um solo é a relação entre a sua massa total e o seu volume total, incluindo-se aí o peso da agua existente em seus vazios e o volume de vazios do solo. A Massa Específica é um dado necessário para a determinação do índice de vazios e outros índices físicos do solo e também para o ensaio de sedimentação. A Massa Específica do solo possui definição semelhante à definição de peso especifico, considerando-se a sua massa ao invés do peso. 
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. 
O conceito de Massa Específica está sempre ligada a relação entre massa e volume, e nos solos não é diferente. O valor da Massa Específica pode ser encontrado de diversas maneiras. No ensaio realizado, se abordou a metodologia expressa pelo método do Picnômetro. 
1.1 Objetivos
O experimento tem como objetivo determinar a massa especifica dos sólidos que passam na peneira de 4,8 mm de acordo com as normas NBR 6457/2016 e NBR 6458/2016.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
No solo, apenas parte do volume total é ocupado por partículas sólidas, acomodadas de forma estrutural. O resto do volume costumeiramente é chamado de vazios, embora seja composto por água e ar, esses componentes (sólido, água e ar) são responsáveis diretamente pelo comportamento solo, comportamento determinado pela quantidade relativa de cada um dos referidos componentes (FILHO, 2017).
Os ensaios in situ consideram as eventuais descontinuidades que um solo pode apresentar, no entanto o mesmo pode não acontecer em ensaios de laboratório devido aos corpos de provas serem relativamente pequenos. Entretanto, nos ensaios laboratoriais há um maior controle das condições limites do ensaio, do material ser ensaiado e da precisão das medidas realizadas. O fator econômico também agrega importância, visto que os ensaios in situ são mais caros que os correspondentes ensaios de laboratório. (NOGUEIRA, 2005).
No laboratório, determinam-se massas, e as normas existentes indicam como obter massas especificas. Entretanto, na pratica da Engenharia, é mais conveniente trabalhar com pesos específicos. (PINTO, 2006).
O comportamento de um solo depende da quantidade relativa de cada uma das três fases. O peso especifico das partículas de um solo é, por definição, o peso da substancia sólida, por unidade de volume, já a densidade relativa das partículas é a razão entre o peso da parte sólida e o peso de igual volume de água. O valor da densidade relativa depende do constituinte mineralógico da partícula (CAPUTO, 1975). 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 Materiais
· Balão ou picnômetro com volume de 500 cm3;
· Termômetro;
· Balanças de precisão;
· Bomba à vácuo;
· Aparelho dispersor;
· Água destilada;
· Estufa com temperatura constante de 1050 +/- 50 C;
· Cápsulas de alumínio;
· Banho-maria para aquecimento dos balões;
· Pipeta para reposição ou retirada de água dos balões.
3.2 Métodos
O ensaio de determinação da massa específica dos grãos complementa o conhecimento dos índices físicos do solo.
Realizado em duas etapas:
· Calibração do picnômetro ou balão;
· Ensaio de determinação da massa específica dos grãos.
Os procedimentos para o ensaio diferem de acordo com o tipo de solo utilizado: argiloso ou arenoso.
3.2.1 Calibração do picnômetro ou balão
A etapa para calibração do picnômetro foi realizada pelos técnicos do Laboratório de Geotecnia e Engenharia de Transportes.
3.2.2 Ensaio de determinação da massa especifica dos grãos 
Preparação da amostra: 250g conforme NBR 6457/2016.
Primeiramente foi separado uma porção de amostra. Segundo a NBR 6458/2016 a porção deve ter 50g caso seja argila/silte e 60g para as areias.
As amostras (porções) ficam imersas em água destilada por pelo menos uma hora. Em seguida, obedecendo a norma, a amostra foi transferida para o copo de dispersão, lavando-se a capsula com água destilada para remoção completa do material. A agua destilada foi acrescentada até metade do copo e dispersada por 15 minutos.
Após a dispersão, a amostra foi colocada no picnômetro com auxílio do funil, lavando-se o funil e o copo com agua destilada para a total remoção do material.
Adiciona-se a agua destilada até próximo da metade do picnômetro e aplicou-se a bomba de vácuo por 15 minutos, movimentando o picnômetro com intervalo de 3 minutos. Foi acrescentada água até 1cm abaixo da base do gargalo e aplicou-se a novamente a bomba de vácuo e banho maria por mais 15 minutos.
Após, com um conta-gotas, foi adicionado agua destilada até coincidir com a marca de referência (menisco), em seguida enxugou-se a parte externa e interna do picnômetro e o mesmo foi levado para pesagem junto com agua e solo presentes, sendo esse valor denotado por M2. Com auxílio do termômetro, determinou-se a temperatura do conteúdo.
Foi retirado todo o conteúdo do picnômetro e lavado, preenchido novamente com agua destilada até a marca correspondente (menisco), e feito a pesagem novamente. Depois de 2 dias foi retornado ao laboratório para recolher a amostra que ficou na estufa, e pesamos a massa da capsula com o sólido.
4. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O primeiro passo, feito o cálculo da massa da água e massa dos sólidos, com os dados adquiridos em laboratório. Através das formulas:
	mw = (solo + cápsula) – (sólidos + capsula)
	ms = (sólidos + cápsula) – (massa da cápsula)
Massa Agua
 = 41,59 – 37,24 = 44,12 – 40,26 = 29,18 – 26,10
 = 4,35 = 3,86 = 3,08
Massa Solo
 = 37,24 – 14,37 = 40,26 – 20,14 = 26,10 – 10,06
 = 22,87 = 20,12 = 16,04
	w =.100
Posteriormente calculamos o teor de umidade, representado por porcentagem através da formula: 
 w = w = . 100 w = . 100
 w = 19,02 w = 19,18 w = 19,20
Depois disso, obtivemos o teor de umidade médio. 
w = w = w = 19,13
Verificado valores tabelados para massa especifica da agua de acordo com as temperaturas medidas em laboratório.
32,5° - 0,9949 29,5° - 0,9958 33,5° - 0,9946 30° - 0,9957
Com os outros valores adquiridos em laboratório como: Massa de Solo Úmido Inicial, Massa (Balão + Solo + Água) e Massa (Balão + Água), junto com os valores calculados de teor de umidade e valor tabelado de massa especifica, calculamos o valor de massa especifica dos sólidos através da formula. 
	
ρs = ρw
 ρs = ρs = 
 ρs =2,8446 ρs = 2,7103
 ρs = ρs = 
 ρs = 2,8682 ρs = 2,903
	
K = 
Agora é necessário calcular massa específica dos sólidos a 20°C, para isso primeiramente é preciso obter os fatores de conversão (k), que é a razão entre a massa especifica da água a de acordo com a temperatura medida em laboratório, pela massa especifica da água a 20°C (0,9982). De acordo com a formula. 
 K = K = 
K = K = 
Então agora com os valores do fator de conversão já calculados, pode-se obter a massa especifica dos sólidos a 20°C, que é dada através da formula. 
	 
 
 
 
 
	Assim com tudo já calculado, podemos obter média das massas especificas. (Diferença de < 0,02)
 = 2.8352 – 2,8578 = 0,0226
= = 2,8465
	MASSA ESPECÍFICA DOS SÓLIDOS
	Local: Laboratório de Mecânica dos Solos (LAMECS)
	Responsável: Raiana Fabris dos Santos
	Norma: ABNT NBR 6458/2017
	Amostra:
	Data: 10/03/2020
	Dados sobre a Amostra
	
	Processo de preparação da amostra
	com secagem prévia ao ar
	
	
	
	sem secagem prévia ao ar
	
	
	Procedimento 1
	ρsr: massa específica dos grãos retidos na # 4,8 mm
	
	
	ρs: massa específica dos grãos passantes e retidos na # 4,8 mm
	
	Procedimento 2
	ρsp: massa específica dos graõs passantes na # 4,8 mm
	
	Teor de Umidade
	Massa de Sólidos
	
	Cápsula n°
	14
	26
	74
	Massa da Amostra Inicial - M1 (g)
	
	
	Solo + Cápsula (g)
	41,59
	44,12
	29,18
	Teor de Umidade Médio (%)
	
	
	Sólidos + Cápsula (g)
	37,24
	40,26
	26,10
	Massa de Sólidos Inicial - Msi (g)
	
	
	Massa da Cápsula (g)
	14,37
	20,14
	10,06
	N° Béquer
	
	
	Massa de Água (g)
	4,35
	3,86
	3,08
	Tara do Béquer (g)
	
	
	Massa de Sólidos (g)
	22,87
	20,12
	16,04
	Béquer + Sólidos (g)
	
	
	Teor de Umidade (%)
	19,02
	19,18
	19,20
	Massa de Sólidos Final - Msf (g)
	
	
	Teor de Umidade Médio (%)
	19,13
	
	Dados do Ensaio
	Determinação
	1
	2
	3
	4
	5
	N° Balão Volumétrico
	24
	23
	24
	23
	
	Temperatura do Ensaio - T (°C)
	32,5
	29,5
	33,5
	30
	
	Massa de Solo Úmido Inicial --- M1 (g)
	60
	60
	60
	60
	
	Massa Balão + Solo + Água --- M2 (g)
	710,61
	701,24
	711,17
	701,97
	
	Massa Balão + Água (calibração) --- M3 (g)
	677,86
	669,38
	678,27
	668,89
	
	Massa Específica da Água a T °C --- ρw (g/cm³)
	0,9949
	0,9958
	0,9946
	0,9957
	
	Massa Específica dos Sólidos --- ρs (g/cm³)
	2,8446
	2,7103
	2,8682
	2,903
	
	Resultados
	≠
	Diferença do ρs entre 2 balões inferior a 0,02 g/cm³ (g/cm³)
	2,8446
	2,8682
	0,0226
	Média de 2 balões com diferença inferior a 0,02 g/cm³ (g/cm³)
	2,8465
	
Massa específica dos sólidos -- ρs (g/cm³) – FINAL 
2, 22,8465 
= 
2,8465
							2,8465
5. CONCLUSÃO
Foram utilizados 5 testes diferentes, por cinco grupos diferentes, para a análise e conclusão do experimento foram utilizados apenas 4, onde somente dois dos 4 ensaios teve contribuição na determinação da massa específica da amostra de solo. Mesmo com poucos testes o resultado ficou satisfatório dentro do intervalo esperado.
Ficou concluído que para certas propriedades físicas do solo, como sua massa específica, seria necessário um pouco mais de testes para um resultado mais preciso. Os erros no laboratório podem ocorrer com frequência, por uma marcação de dados incorreta, ou pesagem não tão precisa, ou uma má análise do que realmente deveria ter sido observado.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
NOGUEIRA, J. B. Mecânica dos solos: Ensaios de laboratório. Escola de engenharia de São Carlos – Departamento de Geotecnia, USP. São Carlos, 2005. Disponível em: <http://repositorio.eesc.usp.br/bitstream/handle/RIEESC/6042/Mecânica%20dos%20solos- %20Ensaios%20de%20laboratório_Nogueira.pdf?sequence=1> Acesso em: 14 de março de 2020. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (2016) ABNT NBR 6457: – Grãos de solos que passam na peneira de 4,8mm – Determinação da massa específica. Rio de Janeiro/RJ.
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos Solos. Volume I, Rio de Janeiro: Editora Livros Técnicos e Científicos S.S., 1975.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (2016) ABNT NBR 6457: AMOSTRAS DE SOLOS – Preparação de amostras de solo para ensaios de compactação e caracterização. Rio de Janeiro/RJ.
MELLO, Talles. Mecânica dos Solos I/Talles Taylor dos Santos Mello–Campo Grande, MS, 2018. Disponível em: <https://www.tallesmello.com.br/wp-content/uploads/2017/09/Apostila-de-Mec%C3%A2nica-dos-Solos-I.pdf>. Acesso em 14 de março de 2020.
<https://even3.blob.core.windows.net/anais/82009.pdf
PINTO, Carlos Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos, 3. ed. São Paulo: Editora Oficina de Textos, 2006
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