LAB4 - Peso Especifico do Grãos (Mec Solos)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SÓLIDOS – GEO003
PESO ESPECÍFICO APARENTE
VINICIUS MOTA DOS SANTOS – 26772
PROF.: ADINELE GOMES GUIMARÃES
ITAJUBÁ
2015
INTRODUÇÃO
Peso específico dos grãos
O peso específico é definido como o peso por unidade de volume. No caso existem pesos específicos que determinam proporções entre água, solos e vazios. O que determinamos como peso específic dos grãos  é definido numericamente como o peso dos sólidos (Ps) dividido pelo seu volume (Vs), ou seja:
De um modo geral este valor não varia muito de solo para solo, independente se este é argila, areia ou pedregulho. Tal fato se deve ao fator preponderante ser a sua mineralogia, ou seja, depende principalmente da rocha matriz que deu origem ao solo.
Picnômetro:
A picnometria é uma técnica constituída em estabelecer a determinação da massa específica e da densidade de líquidos. É possível determinar a massa específica e a densidade de sólidos, devendo antes ser dissolvido.
O picnômetro é uma vidraria especial utilizada na picnometria, que possui baixo coeficiente de dilatação.A água é utilizada como substância padrão na picnometria, estando esta a temperatura de 25ºC.
OBJETIVO
Obter a massa específica aparente de um solo, sendo aplicável somente a solos de granulação fina, isentos de pedregulhos, coesivos e não muito duros.
MATERIAIS E MÉTODOS
	DENSIDADE DOS GRÃOS UTILIZANDO PICNÔMETRO DE 500ml
MATERIAIS:
- Estufa capaz de manter a faixa térmica de 105-110 e entre 60 e 65
- Dispersor com hélices substituíveis e copo com chicanas metálicas (pelo menos 1200 rpm)
- Picnômetro de vidro resistente ao calor, com capacidade nominal de 500ml ou 1000 ml com a respectiva curva de calibração (variação da massa do picnômetro cheio de água
destilada até a marca de referência, em função da temperatura)
- Bomba de vácuo, com capacidade de aplicar um vácuo de 88 kPa (66 cm de Hg a 0),
para remoção do ar existente na água e do que adere às partículas de solo
- Termômetro com haste de cerca de 30 cm, que permita a leitura de temperaturas entre 0e 50 com precisão de 0,1
- Balança, com capacidade 1,5 kg com resolução de 0,01 g e sensibilidade compatível
- Funil de vidro (cerca de 14 cm de diâmetro de boca)
- Conta-gotas ou pipeta com cerca de 25 ml de capacidade
- Banho-maria (nível constante, com espaço útil de no mínimo 15 x 15 cm)
- Cápsula de porcelana com cerca de 20 cm de diâmetro
- Dessecador com cerca de 24 cm de diâmetro, placaperfurada e absorvente de umidade (cloreto de cálcio, silica-gel, anidros, etc. )
- Espátula de aço flexível com lâmina de cerca de 20 cm de comprimento
- Pinça metálica com cerca de 2,5 cm de comprimento
- Bisnaga de borracha ( piceta ) 
MÉTODOS:
A amostra deve estar preparada segundo a NBR 6457. Passar na peneira 4,8mm (NBR 6598) ou 2,0 mm (DNER), homogeneizar, e dela tomar por quarteamento cerca de 250 gramas para a execução dos ensaios (pelo menos dois).
1. Tomar, com resolução de 0,01 g, cerca de 60 g quando se tratar de solo arenoso ou 50 g se o solo for siltoso ou argiloso, se for utilizado o picnômetro de 500 ml. 
2. Do restante do material, imediatamente tomar três amostras para determinar a umidade, pelo processo da estufa (NBR 6457).
3. Colocar a amostra a ser ensaiada em cápsula (porcelana) e acrescentar água destilada em quantidade suficiente para completa imersão do material durante 12 horas, no mínimo.
4. Transferir a amostra (depois do período de imersão) para o copo de dispersão, lavando a cápsula com água destilada para completa remoção do material, evitando perda de material. Se necessário, acrescentar água destilada suficiente para imergir a hélice;
5. Dispersar durante 15 minutos (se constatada a existência de partículas muito frágeis, reduzir esse tempo a não menos que 10 minutos);
6. Transferir a amostra para o picnômetro, com auxílio do funil, lavando-se o copo e o funil com água destilada (evitar perda de material);
7. Acrescentar água destilada até cerca de metade do volume do picnômetro. A seguir, aplicar vácuo de, no mínimo 88 kPa, durante pelo menos 15 minutos, agitando o picnômetro em intervalos regulares de tempo
8. Adicionar água destilada até cerca de 1 cm abaixo da base do gargalo e aplicar a pressão de vácuo já referida, durante 15 minutos. No caso de não ocorrer
remoção total do ar aderente às partículas deve-se colocar o picnômetro embanho-maria durante 30 minutos, no mínimo, adicionando água destilada para compensar a evaporação. Trinta minutos em banho-maria podem substituir o emprego de vácuo.
9. Adicionar água destilada até cerca de 1 cm abaixo da marca de calibração do picnômetro
10.Deixar, em seguida, o picnômetro em repouso até que a temperatura do mesmo se equilibre com a temperatura do ambiente;
11.Com auxílio do conta-gotas, adicionar água destilada até que a base do menisco coincida com a marca de referência. (Se espuma prejudicar a visão do menisco, vaporizar éter sulfúrico);
12.Enxugar a parte externa do picnômetro e a parte interna do gargalo acima do menisco
13.Pesar o conjunto picnômetro + solo + água, com resolução de 0,01 g, à temperatura T. Anotar como M2.
14. Determinar, com resolução de 0,1ºC, a temperatura no meio do picnômetro e anotar T. Com esse valor, obter na curva de calibração correspondente, com resolução de 0,01g, a massa do picnômetro cheio de água até a marca de referência, e anotar como M3. (no caso de não haver curva de calibração disponível, pesar o picnômetro apenas com água destilada isenta de ar, na mesma temperatura em que foi obtido M2)
OBS: TRABALHO PRÉVIO NO LABORATÓRIO
Em etapas anteriores é necessário à preparação da areia, esta feita da seguinte forma:
Etapas:
1. secar ao ar
2. peneirar com as peneiras 1,2 mm e 0,59 mm, recolhendo a areia entre elas
3. lavar na peneira 0,59 mm
4. secar em estufa
5. peneirar na peneira 0,59 mm
RESULTADOS E DISCUSSÃO
	
	Realizando todas os passos contidos nas amostragem de Frasco de areia obtivemos os seguintes resultados (tabela1):
	Picnômetro 
	A
	B
	Temperatura
	28
	28
	Massa solo seco = Ms (g)
	62,0
	62,0
	Peso picnômetro + água M1 (g)
	637,21
	638,57
	Peso picnômetro + água + solo = M2 (g)
	676,21
	636,57
Através de diferença resultante da adição de solo ao sistema picnômetro+água, é possivel através da expressão [1] obter a densidade dos grãos de solos. Tal relação aplicada tem seus resultados expressos abaixo expressos abaixo:
∆MA = 676,21 - 637,21 = 39 g 
e 
∆MB = 638,57 - 636,57 = 2 g
Calculamos a densidade real dos grãos de solo por
Onde:
 = densidade dos grãos do solo;
= massa específica da água na temperatura em que o ensaio foi executado;
Ms = massa da amostra seca, obtida por Ms = 100 x M0/ (100+w)
				onde M0 = massa úmida
					w = umidade inicial da amostra
Mf = massa do picnômetro com solo e água até a marca, na temperatura T de ensaio;
Mi = massa do picnômetro com água até a marca, na temperatura T de ensaio.
	Assim os valores de que obtivemos estão contidos na tabela [3], sendo os a massa específica da água á temperatura de 28 ºC igual a 0,9963 e o valor de massa seca para ambos os casos 62 gramas, para as amostras A e B são definidos abaixo nas condições:
Condição:
Mf - Mi na amostra A é igual a ∆MA = 676,21 - 637,21 = 39 g 
e 	na amostra B é ∆MB = 638,57 - 636,57 = 2 g
	Amostra 
	 (g/cm3)
	A
	
	B
	
Considerações finais:
	Assim percebe-se que as amostra A o valor de é próximo do esperado em relação ao valor teórico, e portanto pode ser considerado válido segundo as condições. Já na amostra B observa-se um valor bem mais baixo para peso específico ; talvez esta alteração de deva a adição de água excessiva em alguma parte do processo, ou tempo excessivo na estufa gerando contração abusiva do solo.
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
SOUZA PINTO, C. Curso de Mecânica dos Solos. 2ªEd. São Paulo: Oficina de Textos, 2002
CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas Aplicações. 6ª Ed. v1. São Paulo: LTC Editora, 1998. 234p.