DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA

APARENTE, “IN SITU”, COM EMPREGO DO FRASCO DE AREIA

(NBR 7185/1996)

OBJETIVO• O objetivo do ensaio é determinar a massa específica

aparente de solo “in situ”.

• Este tipo de ensaio é aplicável em solos de qualquer granulação, contendo ou não pedregulhos, que podem ser escavados com ferramentas de mão, cujos vazios naturais sejam suficientemente pequenos, de forma a evitar que a areia usada no ensaio penetre nos mesmos. O material que está sendo ensaiado deve ser suficientemente coesivo e firme, de modo que as paredes na cavidade a ser aberta permaneçam estáveis e as operações a serem realizadas não provoquem deformações na mesma.

• Este ensaio não é aplicável quando as condições locais forem propícias a percolação de água para o interior da cavidade.

APARELHAGEMA aparelhagem necessária para a execução do ensaio é a seguinte:

1. Frasco de vidro ou de plástico translúcido com cerca de 3500 cm³ de capacidade, dotado de gargalo rosqueado (Figura 1), com funil metálico provido de registro e de rosca para se atarraxar ao frasco (Figura 2).

Figura 2

Figura 1

2. Placa quadrada rígida, metálica, com aproximadamente 30 cm de lado e bordas de 2,5 cm de altura, com orifício circular no centro, dotado de rebaixo para apoio do funil anteriormente citado (Figura 3).

3. Pá de mão (concha) (Figura 4);

4. Talhadeira de aço, com cerca de 30 cm de comprimento (Figura 5);

5. Martelo com cerca de 1 kg (Figura 6);

6. Balanças que permitam determinar nominalmente de 1,5 kg e 10 kg, com resolução de 0,1 g e 1 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis (Figura 7);

Figura 3 Fig. 4 Fig. 5 Figura 6

Figura 7

11.Peneiras de 1,2 mm a 0,59 mm (n.º 16 e 30) (Figura 11).

8. Medidor de umidade tipo Speedy ou fogareiro (Figura 9);

7. Recipiente que permita acondicionar a amostra, sem perda de umidade (Figura 8);

9. Cilindro metálico de volume conhecido , cujo diâmetro interno seja igual ao diâmetro interno do funil do frasco de areia, para determinação da massa específica aparente da areia (Figura 10);

10.Areia lavada e seca, de massa específica aparente conhecida e obtida conforme a NBR 7185/1986, que seja constituída da fração com diâmetro dos grãos compreendido entre 1,2 mm e 0,59 mm (peneiras nº 16 e 30). O armazenamento da areia, após a secagem, deve ser feito de modo a evitar ganho de umidade;

Figura 8

Figura 9

Fig. 10

Fig. 11

EXECUÇÃO DO ENSAIO

1.1 Montar o conjunto frasco + areia + funil, estando o mesmo com 7000 g, e confirmar sua massa em uma balança com resolução de 1 g. Anotar como sendo M1.

1º Passo: Determinação da massa da areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo

da bandeja.

1.2 Colocar o conjunto frasco + areia + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja, e colocar esta sobre uma superfície plana. Abrir o registro, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu movimento no interior do frasco (Por isso que a norma pede um frasco translúcido, para que se possa observar a movimentação da areia no interior do frasco). Nesse momento é imprescindível que não haja nenhum tipo de vibração no local. Fechar o registro, retirar o conjunto frasco + areia + funil, estando o frasco com areia restante, determinar sua massa com resolução de 1 g e anotar como M2.1.3 A massa da areia deslocada, que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja é:

M3 = M1 – M2

1.4 Repetir o procedimento descrito de 1.1 a 1.3 pelo menos três vezes. A massa de areia a ser usada nos cálculos , deve ser a média de três determinações. Não são aceitos na composição média, resultados individuais que diferenciem mais de 1% do valor da média.

EXECUÇÃO DO ENSAIO

2.1 Montar o conjunto frasco + areia + funil, estando o mesmo com 7000 g, e confirmar sua massa com resolução de 1 g. Anotar como sendo M4.

2º Passo: Determinação da massa específica aparente da areia

2.2 Colocar o conjunto frasco + areia + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja, e colocar esta sobre a borda de um cilindro metálico de volume conhecido (V). Abrir o registro, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu movimento no interior do frasco. Nessa etapa do ensaio, novamente não pode haver nenhum tipo de vibração no local. Fechar o registro, retirar o conjunto frasco + areia + funil, estando o frasco com areia restante, determinar sua massa com resolução de 1 g e anotar como M5.

2.3 A massa da areia que preenche o cilindro de volume conhecido é:M6 = M4 – M5 – M3

Onde: M3 = Massa de areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da

bandeja, obtida em 1.3.

EXECUÇÃO DO ENSAIO

2.4 Repetir o procedimento descrito de 2.1 a 2.3, pelo menos três vezes. A massa da areia que preenche o cilindro, a ser usada nos cálculos, deve ser a média de três determinações. Não são aceitos na composição da média, resultados individuais que diferenciem mais de 1% do valor da média.

2º Passo: Determinação da massa específica aparente da areia

2.5 Calcular a massa específica da areia utilizando-se a expressão:

Onde:γar = Massa específica aparente da areia, em g/cm³M6 = Massa da areia que preencheu o cilindro, em g, obtido em 2.3.V = Volume do cilindro, em cm³

OBS: Os passos numero 1 e 2 são todos realizados em laboratório e ambos devem ser determinados antes do ensaio ser realizado no campo.

Representação fotográfica do cálculo para se obter a

massa específica aparente (γ) da areia

- -

M4 M5 M3=

EXECUÇÃO DO ENSAIO

3.1 Limpar a superfície do terreno, tornando-a, tanto quando possível, plana e horizontal.

3º Passo: Determinação da massa de areia que preenche a cavidade no terreno

(procedimento no campo).

3.2 Assentar a bandeja, certificando-se se há um bom contato entre a superfície do terreno e a bandeja, em torno do orifício central, e escavar, com auxílio da talhadeira, martelo e concha de mão, uma cavidade cilíndrica no terreno, limitada pela orifício central da bandeja e com profundidade de cerca de 15 cm¹.

¹ A norma fala em cerca de 15 cm, porém deve-se antes verificar no projeto de terraplenagem, a espessura com que cada camada vai ser executada. Nesse caso, fica a cargo do laboratorista fiscal cobrar os 15 cm que a norma pede, ou então, pros casos em que a camada for maior, cobrar que seja perfurada a camada toda.

3.3 Recolher cuidadosamente na bandeja o solo extraído da cavidade e

determinar a massa do material com resolução de 1 g e anotar como Mh.

3.4 Peneirar o solo extraído da cavidade na peneira 4,8 mm (nº 4), e determinar o teor de umidade (h) através do método de estufa, speedy ou então fogareiro.

EXECUÇÃO DO ENSAIO

3.5 Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco de areia com 7000 g, a fim de determinar sua massa com resolução de 1 g e anotar como M7.

3º Passo: Determinação da massa de areia que preenche a cavidade no terreno

3.6 Colocar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da bandeja. Abrir o registro do frasco, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu movimento no interior do frasco. Do momento em que o registro é aberto até o momento em que ele é fechado, não pode haver nenhum tipo de vibração no local, que venha a alterar a queda da areia. Fechar o registro, retirar o conjunto frasco + funil, estando o frasco com a areia restante a fim de determinar sua massa com resolução de 1 g e anotar como M8.3.7 A massa da areia deslocada que preencheu o funil, o orifício no rebaixo da bandeja e a cavidade do terreno é:

M9 = M7 - M83.8 A massa da areia deslocada, que preencheu a cavidade no terreno, é:

M10 = M9 – M3Onde:

M3 = massa da areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja, obtida em 1.3.

EXECUÇÃO DO ENSAIO

4.1 Calcular o volume da cavidade perfurada utilizando a expressão:

4º Passo: Cálculos

Onde:V = volume da cavidade, em cm³.

γar = massa específica aparente da areia, obtida em 2.5, em g/cm³.

M10 = Massa da areia que preencheu a cavidade no terreno, obtida em 3.8, em g.

=

EXECUÇÃO DO ENSAIO

4.2 Calcular a massa específica aparente úmida do solo “in situ”, utilizando a expressão:

4º Passo: Cálculos

Onde:

γsolo úmido = massa específica aparente úmida, do solo “in situ”, em g/cm³.Mh = massa do solo úmido extraído da cavidade do terreno, obtida em 3.3, em g.V = Volume da cavidade, obtido em 4.1, em cm³.

EXECUÇÃO DO ENSAIO

4.3 Calcular a massa específica aparente seca do solo “in situ”, utilizando a expressão:

4º Passo: Cálculos

Onde:

γ solo seco = massa específica aparente seca, do solo “in situ”, em g/cm³.

γ solo úmido = massa específica úmida do solo extraído da cavidade do terreno, obtido em 4.2, em g.

h = teor de umidade do solo extraído da cavidade no terreno, obtido em 3.4, em %.

x 100

EXECUÇÃO DO ENSAIO

4.2 O grau de compactação (GC) do terreno ensaiado é determinado pela seguinte expressão:

4º Passo: Cálculos

Onde:GC = grau de compactação do terreno, em %.

γsolo = massa específica aparente seca, do solo “in situ”, obtida em 4.3, em g/cm³.

γmax = massa específica aparente máxima, obtida em laboratório, em g/cm³.

EXECUÇÃO DO ENSAIO

5.1 A massa específica aparente seca do solo “in situ”, deve ser expressa com três algarismos significativos, em g/cm³, e o teor de umidade do solo, com a aproximação de 0,1%.

5º Passo: Resultados

5.2 O grau de compactação do terreno deve ser expresso com um algarismo significativo, em %.

5.3 Deve-se verificar no projeto de terraplenagem qual o grau de compactação exigido para cada camada, juntamente com a energia de compactação especificada.

Planilha de Densidade “In Situ”

Ensaio de Compactação (NBR 7182) onde é obtido o

γmáx, em laboratório

MODELOS DE PLANILHAS

FONTE BIBLIOGRÁFICA

NBR 7185/1996