Determinação Da Massa Específica Dos Grãos

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Relatrio

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE UFCG

    CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS - CTRN

    UNIDADE ACADEMICA DE ENGENHARIA CIVIL UAEC

    REA DE GEOTECNIA LABORATRIO DE SOLOS

    DETERMINAO DA MASSA ESPECFICA

    DOS GROS

    Professora: Veruscka Escario D. Monteiro

    Grupo: Bruna Barbosa de Souza

    Clio Freire Freitas

    Virgnia Almeida R. Carvalho

    Yana de Medeiros Silva

    Campina Grande, Maio de 2015

  • 2

    LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 As fases do solo ................................................................................ 5

    Figura 2 - Balana .............................................................................................. 6

    Figura 3 Aparelho de disperso ...................................................................... 6

    Figura 4 Vacumetro ...................................................................................... 6

    Figura 5 Funil de Vidro ................................................................................... 7

    Figura 6 - Termmetro ...................................................................................... 7

    Figura 7 Picnmetros, Bqueres e Amostras de Solo .................................... 7

    Figura 8 - Pesagem Picnmetro + gua ........................................................... 8

    Figura 9 Amostras Imersas ............................................................................ 8

    Figura 10 Disperso da Amostra .................................................................... 9

    Figura 11 Picnmetro com Amostra ............................................................... 9

    Figura 12 Aplicao de Vcuo ........................................................................ 9

    Figura 13 Picnmetros + gua + Solo ............................................................. 9

    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 Dados Experimentais ..................................................................... 10

  • 3

    Sumrio

    1.INTRODUO ................................................................................................ 4

    1.1 Justificativa ........................................................................................ 4

    1.2 Objetivos............................................................................................ 4

    2. REVISO BIBLIOGRFICA .......................................................................... 5

    3.MATERIAIS E MTODOS ............................................................................. 6

    3.1 Materiais ........................................................................................... 6

    3.2 Mtodos ........................................................................................... 7

    4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS ............................................................... 10

    4.1 Clculos Realizados ....................................................................... 10

    4.2 Anlise dos Resultados ................................................................... 11

    5. CONCLUSES ........................................................................................... 12

    6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................ 13

  • 4

    DETERMINAO DA MASSA ESPECFICA DOS GROS

    (DENSIDADE REAL)

    1. INTRODUO

    1.1 Justificativa

    O experimento para determinao da massa especfica dos gros apresenta

    grande relevncia no campo da engenharia civil devido necessidade da identificao

    das propriedades do solo para posterior caracterizao do mesmo.

    O solo solicitado de diferentes maneiras pela maioria das obras de

    engenharia, seja para receber as cargas das construes ou, at mesmo, servindo

    como material de construo, como por exemplos em barragens e aterros de estradas.

    Portanto, o desempenho dos materiais que so utilizados nos macios terrosos est

    diretamente associado estabilidade e comportamento funcional das obras.

    1.2 Objetivos

    Este experimento tem como objetivo a determinao da massa especfica

    (densidade real) dos gros que passam na peneira de 4,8 mm, utilizando como norma

    regulamentadora a ABNT NBR 6508/94, atravs da utilizao de um picnmetro.

  • 5

    2. REVISO BIBLIOGRFICA

    Segundo Caputo (1988), os solos so materiais que resultam do intemperismo

    ou meteorizao das rochas, por desintegrao mecnica ou decomposio qumica.

    Ao explicitar o conceito de desintegrao mecnica o autor descreve como agentes a

    gua, temperatura, vegetao e ventos, resultando na formao de pedregulhos,

    areias, siltes e at mesmo argila, e anuncia que a decomposio qumica acarreta

    uma mudana nas propriedades qumicas e mineralgicas das rochas originais.

    As partculas slidas ocupam apenas uma parte do volume total de um solo, ao

    restante do volume se dado o nome de vazios, que pode ser ocupado por gua ou

    ar. A partir dessa observao feita a diviso do solo nas trs seguinte fases:

    partculas slidas, ar e gua (Pinto, 2006).

    Pinto (2006) afirma que o comportamento de um solo depende da quantidade

    relativa de cada uma das trs fases. Para expressar a proporo entre as fases, so

    utilizadas diversas relaes, algumas delas esto expressas na Figura 1.

    Figura 1 As fases do solo: (a) no estado natural, (b) separado em volume, (c) em

    funo do volume de slidos

    Fonte: Pinto (2006)

    Para a identificao do estado do slido so empregados ndices obtidos a

    partir da correlao entre os pesos e os volumes das trs fases. Entre esses ndices

    est a massa especfica dos gros (densidade real), que o objetivo de estudo no

    presente experimento e relatrio.

    Conforme o conceito dado em ndices... (2008) a massa especfica dos gros

    a massa da fase slida por unidade de volume. Sendo uma relao de massa por

    volume a unidade mais usada a t/m3, que numericamente igual ao g/cm3,

    preferida em laboratrios de geotecnia.

  • 6

    3. MATERIAIS E MTODOS

    3.1 Materiais

    Amostra de solo colhida na cidade de Boa Vista

    Aparelho de disperso, com hlices metlicas substituveis ;

    Bquer;

    Picnmetro de 500 cm, calibrado a 20 C, com a respectiva curva de

    calibrao;

    Bomba de vcuo com registros, vacumetro e conexes, capaz de

    aplicar um vcuo de 88 kPa, para remoo do ar aderente s partculas

    do solo;

    Termmetro graduado em 0,1 C, de 0 a 50 C;

    Balana que permita pesar nominalmente at 1,5 kg, com resoluo de

    0,01g e sensibilidade compatvel;

    Funil de vidro;

    Conta-gotas.

    Figura 2 Balana Figura 3 Aparelho Figura 4 Vacumetro

    de Disperso

    Fonte : Google

  • 7

    Figura 5 Funil de Vidro Figura 6 - Termmetro

    Fonte: Google

    Figura 7 Picnmetros, Bqueres e Amostras de Solo

    Fonte: Prpria

    3.2 Mtodos

    A amostra de solo foi seca ao ar livre, homogeneizada e passado na

    peneira de 4,8 mm. Separou-se 50 g para cada amostra. (A norma exige

    que o material seja seco em estufa);

    Pesou-se cada picnmetro cheio de gua at a marca de referncia e

    anotou-se como M3;

  • 8

    As amostras foram colocadas em bqueres com gua em quantidade

    suficiente para imerso completa do material e deixada em repouso por

    alguns minutos. (Na norma especificado que a amostra fique imersa

    durante 12h, o que no foi seguido no laboratrio);

    As amostras foram levadas para o dispersor e foi feita a disperso por

    alguns minutos, mas no chegaram a 15 min, como se especifica na

    norma, e foi realizado no prprio bquer e no no copo de disperso;

    Transferiu-se a amostra para o picnmetro, com o auxlio do funil de

    vidro, lavando-se o bquer com gua para completa remoo do

    material, tomando-se a precauo de evitar perda do mesmo;

    Adicionou-se gua at cerca da metade do volume do picnmetro. A

    seguir, aplicou-se vcuo durante alguns instantes, no respeitando o

    tempo de 15 min especificado pela norma;

    Acrescentou-se gua at cerca de 1 cm abaixo da base do gargalo e

    aplicou-se presso de vcuo novamente, durante o mesmo intervalo de

    tempo;

    Adicionou-se gua at que a base do menisco coincidisse com a marca

    de referncia do picnmetro;

    Pesou-se o conjunto picnmetro + solo + gua e anotou-se como M2;

    Determinou-se a temperatura do contedo do picnmetro;

    A determinao da umidade foi feita atravs do experimento de teor de

    umidade, de acordo com a NBR 6457;

    Figura 8 - Pesagem Picnmetro + gua Figura 9 Amostras Imersas

    Fonte: Prpria Fonte: Prpria

  • 9

    Figura 10 Disperso da Amostra Figura 11 Picnmetro com Amostra

    Fonte: Prpria Fonte: Prpria

    Figura 12 Aplicao de Vcuo Figura 13 Picnmetros + gua + Solo

    Fonte: Prpria Fonte: Prpria

  • 10

    4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS

    A tabela a seguir contm os dados obtidos no laboratrio que sero

    utilizados na determinao da massa especfica dos gros.

    Tabela 1 Dados Experimentais

    N PROCEDIMENTO DO ENSAIO Referncia Picnmetro N: Picnmetro N:

    1 Peso da Amostra mida M1 50 g 50 g

    2 Picnmetro + Amostra + gua M2 668,6 g 652,9 g

    3 Picnmetro + gua M3 637,8 621,5

    4 Temperatura da gua C 34 34

    5 Massa Especfica da gua t 0,9944 g/cm 0,9944 g/cm

    6 Umidade Mdia do Solo h 1,1%

    Fonte: Prpria

    4.1 Clculos Realizados

    Com os dados obtidos, podemos determinar as massas especficas das

    amostras atravs da seguinte frmula:

    tx

    MMh

    M

    hM

    231

    1

    100

    100.

    100

    100.

    Onde: M1 = Massa do solo mido

    M2 = Massa do (Picnmetro + solo + gua), na temperatura do ensaio

    M3 = Massa do picnmetro cheio de gua, na temperatura do ensaio.

    h = Umidade inicial da amostra

  • 11

    t = Massa especfica da gua, na temperatura do ensaio

    = Massa Especfica relativa dos gros

    Utilizando os valores obtidos experimentalmente, obtemos para a

    amostra 1:

    (

    )

    [ (

    ) ]

    Da mesma forma para a amostra 2:

    (

    )

    [ (

    ) ]

    4.2 Anlise dos Resultados

    Atravs dos clculos apresentados na seo anterior, obtivemos dois

    valores distintos para massa especfica nas duas amostras. Para a amostra 1,

    e para a amostra 2 o valor encontrado foi .

    Podemos notar que os resultados obtidos diferem em , o que

    nos leva a concluso de que, seguindo os critrio a norma ABNT NBR 6508,

    que indica que esses resultados no podem diferir em mais de , no

    podemos classificar nosso ensaio como satisfatrio.

    O resultado final para a massa especfica dos gros das amostras, que

    tiveram secagem prvia ao ar, dado pela mdia dos dois valores encontrados

    e, portanto, .

  • 12

    5. CONCLUSES

    Avaliando os resultados obtidos atravs do experimento realizado,

    podemos concluir que o fato de no se ter seguido verdadeiramente os

    procedimentos ditados na norma, acarretou no acmulo de erros, notado na

    diferena entre os valores encontrados para cada amostra. Os resultados

    diferiram em 0,08 g/cm, quando a norma limita esse valor a 0,02 g/cm. Entre

    os motivos que levaram a esse desfalque, podemos citar:

    O solo foi seco ao ar livre, e no em estufa;

    Para disperso da amostra no foi utilizado o copo munido de chicanas

    metlicas, mas o prprio bquer;

    No procedimento no foi utilizado gua destilada;

    As amostras no ficarem imersas durante 12h;

    As disperses no tiveram as duraes necessrias;

    A aplicao de vcuo no experimento foi rpida, apenas com a inteno

    de demonstrar a sequncia.

    Apesar das observaes feitas acima, o valor mdio

    encontrado est dentro da faixa de valores habituais e aceitveis para solos,

    que varia de 2,3 a 2,9 g/cm. Os principais constituintes minerais nos solos so

    quartzo, feldspatos e silicatos, os quais apresentam massa especfica mdia de

    2,65 g/cm, o que justifica os valores obtidos.

    Por fim, sabendo que nosso experimento tinha como principal fim

    demonstrar aos alunos o mtodo para obteno da massa especfica do solo,

    podemos considerar que os objetivos foram alcanados, visto que foi possvel a

    compreenso de todo o processo e a obteno de um valor final que condiz

    com a literatura abordada em sala de aula.

  • 13

    6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

    PINTO, Carlos de Sousa. Curso Bsico de Mecnica dos Solos em 16

    Aulas. 3 Edio. So Paulo: Oficina de Textos, 2006.

    CAPUTO, Homero Pinto. MECNICA DOS SOLOS E SUAS

    APLICAES: FUNDAMENTOS. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Tcnicos

    e Cientficos Editora S.A., 1988.

    DAVILLA, Cellio. NDICES FSICOS. Disponvel em:

    . Acesso em: 03 maio 2015.

    ABNT NBR 6508/84 Gros de solo que passam na peneira de 4,8 mm

    Determinao da massa especfica

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