ENSAIOS DE LABORATÓRIO
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- Luiz Fernando Tuschinski Assunção
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1 Pós-Graduação em Engenharia Civil - UPE Mestrado em Engenharia Civil ENSAIOS DE LABORATÓRIO Profª Drª Kalinny Lafayette POLI/UPE
2 ÍNDICE 1. Composição Gravimétrica 2. Beneficiamento 3. Peso Específico das Partículas e Densidade Relativa (ou Real dos Grãos) 4. Granulometria (Peneiramento e Sedimentação) 5. Compactação
3 1. ENSAIO DE COMPOSIÇÃO GRAVIMÉTRICA Separação Manual dos Materiais que Compõe o RCD CG % = P i x 100 P t CG = composição gravimétrica P i = peso de um material constituinte P t = peso total dos materiais constituintes
4 2. BENEFICIAMENTO Redução do Tamanho das Partículas (Grãos) Britador de Mandíbulas RCD coletado Britagem/Trituração RCD beneficiado
5 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS A norma NBR 6508/1984 ABNT fixa o método para obtenção do peso específico real dos grãos. Alternativamente, devido a maior simplicidade, recomenda-se também o procedimento do DNER DPT M OBJETIVO: Determinação da densidade das partículas que constituem um determinado solo. Peneira de 2,0mm; balança com capacidade de 200g, sensível a 0,01g ; estufa capaz de manter a temperatura entre 105o e 110o C; picnômetro com capacidade de 50, 250 ou 500ml ; bico de gás, outra fonte de calor ou bomba de vácuo; cápsula de porcelana; pegador de madeira ou de metal ; funil de 5cm de diâmetro. - picnômetro de 50ml 10g - picnômetro de 250ml 25g - picnômetro de 500ml 50g
6 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS PROCEDIMENTO P c P 1 P 2 P 3 P 4 CÁLCULO: t1 = densidade real do solo à temperatura (t 1 ) ; P 1 = peso do picnômetro vazio e seco, em g ; P 2 = peso do picnômetro mais amostra, em g ; P 3 = peso do picnômetro mais amostra, mais água, em g ; P 4 = peso do picnômetro mais água, em g. P P t P P P P
7 3. DENSIDADE REAL DOS GRÃOS CÁLCULO: OBS:o valor da densidade real deverá ser referido à água à temperatura de 20 o C t t x 1 = densidade real do solo a 20 C t = razão entre a densidade relativa da água a temperatura t 1 e a densidade relativa da água a 20 o C, obtida na tabela t1 = densidade real do solo à temperatura t 1
8 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO OBJETIVO: obtenção da curva granulométrica do solo, e a identificação da granulometria das partículas granulares do solo. APARELHAGEM: a) peneira de ,5-4, ,2-0,6-0,42-0,30-0,15-0,075mm. b) agitador para peneiras, com dispositivo para fixação capacidade 6, incluindo tampa e fundo. c) balança com capacidade de 200g, sensível a 0,01g. d) balança com capacidade de 2kg, sensível a 0,1g. e) estufa capaz de manter a temperatura entre 105 o e 110 o C. f) cápsula com capacidade de 500ml. g) cápsula de alumínio. h) escova de aço. AMOSTRA: Toma-se: 1500g para solos siltosos e argilosos 2000g para solos arenosos
9 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO PROCEDIMENTO: 1) peneirar a amostra na peneira 2,0mm ( N o 10 ); 2) a amostra retida na peneira 2,0mm deve ser lavada com o auxílio de jato d água, com a finalidade de remover qualquer grão de dimensão menor que 2,0mm, a seguir coloca-se na estufa até constância de peso; 3) retirar duas cápsulas do material que passa na peneira de 2,0mm, para a determinação da umidade; h Ph Ps ( ) 100 Ps h = teor de umidade, em %; P h = peso do material úmido, em g ; P s = peso do material seco em estufa, em g. 4) tomar o material que passa na peneira de 2,00mm e passar na peneira de 0,075mm (n o 200); 5) Iniciar peneiramento propriamente dito:
10 Etapas 1, 2 e 3: Etapas 4, 5 e 6:
11 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR SEDIMENTAÇÃO OBJETIVO: obtenção da curva granulométrica do solo, e a identificação da granulometria das partículas finas do solo. APARELHAGEM: a) Água destilada; b) Balança permita pesar 2kg sensível a 0,01g c) Estufa capaz de manter a temperatura entre 105 e 110 C; d) Cápsulas com capacidade de 200ml; e) Defloculante; f) Provetas com capacidade igual a 1000ml; g) Densímetro de bulbo simétrico, calibrado a 20 o C e graduado em 0,001(de 0,995 a 1,050); h) Dispersor elétrico ou manual; i) Cronômetro; j) Termômetro. AMOSTRA: Toma-se: 70g para solos argilosos 120g para solos arenosos
12 4. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR SEDIMENTAÇÃO PROCEDIMENTO: 1) dispersar em água o material que passa pela peneira 2,0 mm ( N o 10 ); 2) para melhor dispersão dos elementos, utilizar um defloculante (ex: hexametafosfato de sódio); 3) levar a solução a um dispersor elétrico ou manual (alguns segundos); 4) verter a solução em uma proveta e completar com água destilada; 5) agitar a mistura dentro da proveta (cerca 1 minuto); 6) introduzir um densímetro na suspensão e faz-se a leitura para 30seg, 1 min, 2min, 4min, 8min, 15min, 30min, 1h, 2h, 4h, 8h e 25h; 7) em cada leitura do densímetro, toma-se a temperatura da mistura; 8) uso de ábaco esquemático para determinar os diversos diâmetros.
13 CURVA GRANULOMÉTRICA Parâmetros extraídos da curva granulométrica: Diâmetro efetivo: corresponde a 10% em peso total de todas as partículas menores que ele Coeficiente de uniformidade: C u = d 60 / d 10 Coeficiente de curvatura: C c = ( d 30 ) 2 / (d 60 x d 10 ) Solo Uniforme (todos os grãos com diâmetros próximos): C u < 5 Solo Bem Graduado (uniformemente distribuido): 5 < C u < 15 1 < C c < 3 Solo Mal-Graduado (granulometria aberta): C u > 15
14 5. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO Proctor verificou que um mesmo material (solo), conforme o seu teor de umidade, reage diferentemente à compactação, alcançando valores diversos de densidade. A curva mostra que para uma umidade chamada de ótima o solo possui uma resistência máxima. Curva de compactação
15 Variação da Densidade com o Teor de Umidade.
16 5. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR NORMAL) Pesa-se 3 Kg de material ( < 4,8mm) para o ensaio. Em seguida, inicia-se a homogeneização da amostra de 3kg, com posterior adição de água. O material é transferido para um molde cilíndrico, sendo compactado em três camadas aproximadamente iguais. Cada camada recebe 26 golpes de soquete com 2,5Kg, caindo de 30cm, distribuídos sobre a superfície da camada uniformemente.
17 5. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR NORMAL) Depois da compactação, a parte superior do cilindro é retirada e com uma régua de aço, rasa-se o material na altura exata do molde. De posse do peso do molde, determina-se por dedução o peso do material úmido, através da pesagem do molde com o material úmido compactado. Em seguida, remove-se o corpo de prova do molde, coletando-se duas amostras de material passante na peneira Nº 10 para determinação da umidade, através do método em estufa.
18 FONTES DE ERROS NO ENSAIO Alguns fatores podem provocar erros na obtenção da curva de compactação em laboratório como, por exemplo: Destorroamento incompleto do solo durante a preparação da amostra; Homogeneização deficiente da amostra após adição da água (absorção incompleta e desuniforme da água pelo solo); Reutilização do solo. Alguns solos são afetados pela recompactação, principalmente alguns solos argilosos ou solos com concreções ferruginosas lateríticas, que apresentam aumento do peso específico seco máximo e diminuição do teor de umidade ótima; Número insuficiente de pontos para definição adequada da curva de compactação; Base inadequada para apoio do molde durante a compactação; Determinação incorreta do volume interno do molde;
19 FONTES DE ERROS NO ENSAIO Fatores humanos durante a compactação: Distribuição desuniforme dos golpes sobre a superfície da camada, não verticalização do soquete, variações na elevação do soquete, velocidade de aplicação dos golpes, não liberação total do soquete durante a queda. Variação excessiva na espessura de cada camada; Determinação do teor de umidade através de amostra não representativa; Calibração incorreta do soquete.
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