LABORATÓRIO NP EN DETERMINAÇÃO DA MASSA VOLÚMICA E DA ABSORÇÃO DE ÁGUA

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1 UNIVERSIDADE DO ALGARVE ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA ÁREA DEPARTAMENTAL DE ENGENHARIA CIVIL LABORATÓRIO DETERMINAÇÃO DA MASSA VOLÚMICA E DA ABSORÇÃO DE ÁGUA DOCENTE: Engº Elson Almeida 2005

2 DEFINIÇÕES Massa Volúmica das partículas secas em estufa: Relação entre a massa de uma amostra de agregado seca em estufa e o volume que esta amostra ocupa dentro de água incluindo quaisquer poros internos e os poros acessíveis à água.

3 DEFINIÇÕES Massa Volúmica do material impermeável das partículas: Relação entre a massa de uma amostra de agregado seca em estufa e o volume que esta amostra ocupa dentro de água incluindo quaisquer poros internos fechados mas excluindo poros acessíveis à água.

4 DEFINIÇÕES Massa Volúmica das partículas saturadas com superfície seca: Relação entre a massa de uma amostra de agregado incluindo a massa de água alojada nos poros acessíveis à água e o volume que a amostra ocupa na água quer os poros acessíveis à água, quer os poros internos fechados.

5 DEFINIÇÕES Massa Volúmica das partículas secas: Relação entre a massa de uma amostra de agregado seca em estufa e o volume das partículas incluindo o volume dos poros internos fechados e dos poros acessíveis à água.

6 DEFINIÇÕES Absorção de água: Aumento da massa de uma amostra de agregado seco em estufa devido à penetração da água nos poros acessíveis à água.

7 PRINCIPIO A massa volúmica das partículas é calculada a partir da razão entre a massa e o volume. A massa é determinada através pesagem do provete com as partículas saturadas com superfície seca e a partir de outra pesagem do mesmo provete após secagem em estufa. O volume é determinado a partir da massa da água deslocada, quer pela redução da massa no método do cesto de rede metálica, quer por pesagens no método do picnómetro.

8 É necessário separar a amostra em fracções de: 0,063 mm a 4 mm Método do Picnómetro Método do Picnómetro 4 mm a 31,5 mm ou Método do Cesto da Rede Metálica ALTERNATIVO MATERIAIS 31,5 mm a 63 mm Método do Cesto de Rede Metálica Água previamente fervida e arrefecida Demonstração no Laboratório

9 APARELHOS E UTENSÍLIOS Uso Geral Estufa ventilada Balança Equipamento (Banho Maria) Termómetro Peneiros (0,063 mm; 4 mm; 31,5 mm; 63 mm) Tabuleiros Panos absorventes macios e secos

10 Equipamento de lavagem Cronómetro Equipamento para o método do cesto de rede metálica Cesto de rede metálica Tanque impermeável (31,5 mm a 63 mm)

11 Equipamento para o método do picnómetro (4 mm a 31,5 mm) Picnómetro (composto por um frasco com volume entre 1000 ml a 5000 ml) Equipamento para o método do picnómetro (0,063 mm a 4 mm) Picnómetro (composto por um frasco com volume entre 500 ml a 5000 ml) Molde metálico (forma troncocónica)

12 Pilão metálico Funil Tabuleiro de pouca profundidade Fonte de ar quente (secador de cabelo)

13 Método do cesto de rede metálica (31,5 mm a 63 mm) PREPARAÇÃO Massa mínima do provete Quadro 1:Massa mínima dos provetes (método do cesto de rede metálica) Dimensão máxima dos agregado Massa mínima dos provetes (mm) (kg) 63 15,0 45 7,0 NOTA: Para outra dimensões de agregados a massa mínima do provete pode ser determinada por interpolação.

14 Lavar o provete sobre o peneiro de 63 mm e sobre o peneiro de 31,5 mm. 63 mm 31,5 mm Rejeitar qualquer partícula retida no peneiro 63 mm.

15 PROCEDIMENTO Colocar o provete preparado no cesto de rede metálica. Emergir o provete no tanque com água (22 3ºC), com uma altura de água de pelo menos 50 mm acima do topo do cesto. Levantar o cesto cerca de 25 mm acima da base do tanque e deixá-lo cair 25 vezes. Deixar o cesto imerso na água durante 24 0,5 h. Agitar o cesto com o provete ± ±

16 Pesar o cesto com o provete na água ( ) Registar a temperatura da água Retirar da água o cesto com o agregado Deixar escorrer Verter o agregado sobre o pano seco Colocar o cesto vazio dentro de água Agitar 25 vezes M 3 Pesar o cesto imerso em água ( ) M 2

17 Secar a superfície das partículas M 1 Pesar o agregado ( ) ± 4 Secar a ºC até massa constante ( ) M Registar todas as pesagens com uma exactidão igual ou superior a 0,1% da massa do provete ( M 4 )

18 CÁLCULOS Massa volúmica do material impermeável das partículas M 4 ρa = M ( M M ) 3 4 M 2 - Massa aparente do cesto contendo o provete de agregado saturado, imersos em água ( g ) M 3 - Massa aparente do cesto vazio imerso em água ( g ) M 4 - Massa no ar do provete seco em estufa ( g ) ρw - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2 ρ 2 w

19 CÁLCULOS Massa volúmica das partículas secas em estufa M 4 ρrd = M ( M M ) 3 1 M 1 - Massa do agregado saturado com superfície seca ao ar ( g ) M 2 - Massa aparente do cesto contendo o provete de agregado saturado, imersos em água ( g ) M 3 - Massa aparente do cesto vazio imerso em água ( g ) M 4 - Massa no ar do provete seco em estufa ( g ) ρw - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2 ρ 2 w

20 CÁLCULOS Massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca M1 ρssd = M ( M M ) 3 1 M 1 - Massa do agregado saturado com superfície seca ao ar ( g ) M 2 - Massa aparente do cesto contendo o provete de agregado saturado, imersos em água ( g ) M 3 - Massa aparente do cesto vazio imerso em água ( g ) ρ w - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2 ρ 2 w

21 CÁLCULOS Absorção de água ( em percentagem da massa seca) Após a imersão durante 24 h WA 24 = 100 ( M M 1 4 M 4 ) M 1 - Massa do agregado saturado com superfície seca ao ar ( g ) M 4 - Massa no ar do provete seco em estufa ( g ) ρ w - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2

22 Verificação dos cálculos ρ ssd =1+ ρ rd ρ ρ rd a ARREDONDAMENTOS Massas Volúmicas Absorção de Água 2 casas décimais 1 casa décimal

23 Método do picnómetro (4 mm a 31,5 mm) PREPARAÇÃO Massa mínima do provete Quadro 1:Massa mínima dos provetes (método do picnómetro) Dimensão máxima dos agregado Massa mínima dos provetes (mm) (kg) 31,5 5,0 16 2,0 8 1,0 NOTA: Para outra dimensões de agregados a massa mínima do provete pode ser determinada por interpolação.

24 Lavar o provete sobre o peneiro de 31,5 mm e sobre o peneiro de 4 mm. 31,5 mm 4 mm Rejeitar qualquer partícula retida no peneiro 31,5 mm.

25 PROCEDIMENTO Imergir o provete preparado no picnómetro com água (22 ± 3ºC) Agitar o picnómetro em posição inclinada Colocar o picnómetro em banho Maria (22 3ºC) durante 24 ± 0,5 h. Agitar o picnómetro (para retirar o ar) Transbordar o picnómetro por adição de água e colocar a tampa sem deixar ar Secar o picnómetro por fora ±

26 Pesar ( M 2 ) Registar a temperatura da água Remover o agregado da água e deixar escorrer Agitar o picnómetro Encher o picnómetro com água e colocar a tampa Secar o picnómetro por fora M 3 Pesar ( ) Registar a temperatura da água

27 NOTA: TW TW 2º C M2 M3 Transferir o provete escorrido sobre o pano seco Secar a superfície das partículas Pesar o agregado ( ) ± M 1 M 4 Secar a ºC até massa constante ( )

28 CÁLCULOS Massa volúmica do material impermeável das partículas M 4 ρa = M ( M M ) 3 4 M 2 - Massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado ( g ) M 3 - Massa do picnómetro apenas cheio de água ( g ) M 4 - Massa no ar do provete seco em estufa ( g ) ρw - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2 ρ 2 w

29 CÁLCULOS Massa volúmica das partículas secas em estufa M 4 ρrd = M ( M M ) 3 1 M 1 - Massa do agregado saturado com superfície seca ao ar ( g ) M 2 - Massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado ( g ) M 3 - Massa do picnómetro cheio de água ( g ) M 4 - Massa no ar do provete seco em estufa ( g ) ρw - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2 ρ 2 w

30 CÁLCULOS Massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca M1 ρssd = M ( M M ) 3 1 M 1 - Massa do agregado saturado com superfície seca ao ar ( g ) M 2 - Massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado ( g ) M 3 - Massa do picnómetro apenas cheio de água ( g ) ρ w - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2 ρ 2 w

31 CÁLCULOS Absorção de água ( em percentagem da massa seca) Após a imersão durante 24 h WA 24 = 100 ( M M 1 4 M 4 ) M 1 - Massa do agregado saturado com superfície seca ao ar ( g ) M 4 - Massa no ar do provete seco em estufa ( g ) ρ w - Massa volúmica da água à temperatura registada na 3 determinação de M (norma - ver anexo D) em ( kg / m ) 2

32 Verificação dos cálculos ρ ssd =1+ ρ rd ρ ρ rd a ARREDONDAMENTOS Massas Volúmicas Absorção de Água 2 casas décimais 1 casa décimal

33 Método do picnómetro (0,063 mm a 4 mm) PREPARAÇÃO Massa do provete do agregado 1kg

34 Lavar o provete sobre o peneiro de 4 mm e sobre o peneiro de 0,063 mm. 4 mm 0,063 mm Rejeitar qualquer partícula retida no peneiro 4 mm.

35 PROCEDIMENTO Imergir o provete preparado no picnómetro com água (22 ± 3ºC) Agitar o picnómetro em posição inclinada Colocar o picnómetro em banho Maria (22 3ºC) durante 24 ± 0,5 h. Agitar o picnómetro (para retirar o ar) Transbordar o picnómetro por adição de água e colocar a tampa sem deixar ar Secar o picnómetro por fora ±

36 Pesar ( M 2 ) Registar a temperatura da água Decantar e esvasiar o picnómetro sobre um tabuleiro Encher o picnómetro com água e colocar a tampa Secar o picnómetro por fora M 3 Pesar ( ) Registar a temperatura da água

37 NOTA: TW TW 2º C M2 M3 Espalhar o provete numa camada uniforme Secar a humidade superficial das partículas com um fonte de ar quente Remexer o provete e deixar arrefecer Encher o molde troncocónico Apiloar com um pilão a superfície com 25 pancadas Levantar o molde delicadamente

38 Repetir o processo de secagem e ensaio do cone até que o agregado se deforme após desmoldagem Pesar o agregado ( ) ± M 1 M 4 Secar a ºC até massa constante ( )

39 CÁLCULOS As expressões de cálculo são as utilizadas para a fracção de 4 mm a 31,5 FIM