LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Prof. Netúlio Alarcon Fioratti ROTEIRO DE AULAS PRÁTICAS Aula 02 Nome: RA > DETERMINAÇÃO DA UMIDADE PELO MÉTODO DO UMIDÍMETRO SPEEDY. > DETERMINAÇÃO DA UMIDADE ATRAVÉS DE SECAGEM EM ESTUFA. > DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DE AGREGADO MIÚDO PELO FRASCO DE CHAPMAN. > ESTIMATIVA DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE DE AGREGADOS MIÚDOS ATRAVÉS DE MEDIÇÕES DIRETAS. 1. OBJETIVO Obtenção de alguns índices indispensáveis para a caracterização física de um agregado. 2. DEFINIÇÕES 2.1 UMIDADE É a relação entre a massa total de água presente no agregado e a sua massa seca:. 100 Eq. 01 m h = massa do material úmido. m s = massa do material seco em estufa até adquirir peso constante. Na figura abaixo apresentamos quatro das cinco condições de umidade que um agregado pode apresentar cuja descrição segue: *Seco em estufa (figura 01) Devido à alta e constante temperatura que uma estufa pode manter, o agregado encontra-se completamente seco, tanto no seu exterior quanto no seu interior (vazios permeáveis). *Seco ao ar (figura 02) Como a temperatura ao ar livre é menor e possui uma variabilidade maior que na estufa, o agregado tem a sua superfície seca, porém, os poros permeáveis mais internos não são completamente secos, havendo assim umidade residual na partícula representada pela área menos escura da figura. *Saturado superfície seca (figura 03) Neste caso todos os poros permeáveis encontram-se saturados e a superfície do agregado encontra-se seca. Essa situação é encontrada na prática de determinação de absorção e massa específica de agregados graúdos. *Saturado (figura 04) Semelhante ao caso anterior, porém, há uma película de água aderida na superfície do agregado. *Saturado com água livre Existe água não aderida à superfície dos grãos, retida no material nos vazios entre um grão e outro. 6
2.2 MASSA ESPECÍFICA APARENTE (UNITÁRIA) É a relação entre a massa do material e seu volume no estado solto. Não se desconta o volume dos vazios existentes entre os grãos. Expressa pela Equação 02. m s = Massa do material no estado solto com a umidade atual. v = volume do material no estado solto. Eq. 02 2.3 MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS (DOS SÓLIDOS) É a relação entre a massa do material seco em estufa e o volume dos grãos (dos sólidos) que compõe este material. Este volume dos sólidos exclui o volume de vazios existente entre os grãos. Expressa pela Equação 03: Eq. 03 m s = massa do material no estado solto com a umidade atual. v s = volume dos sólidos do material, descontando-se os vazios entre os grãos do agregado. 3. ENSAIOS 3.1 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE PELO MÉTODO DO UMIDÍMETRO SPEEDY 1 conjunto Umidímetro Speedy. b) Amostra: 5 a 20g, conforme umidade estimada. c) Execução: *Pesa-se a amostra. *Coloca-se na garrafa Speedy com a ampola de carbureto de cálcio e esferas de metal. *Agitar o aparelho de modo que a cápsula seja quebrada reagindo o carbureto de cálcio com a água existente na areia, formando hidróxido de cálcio e gás acetileno (DEVE-SE TOMAR CUIDADO, POIS A GARRAFA FICA PRESSURIZADA E COM UM GÁS TÓXICO E INFLAMÁVEL). d) Efetuar leitura no manômetro. 7
e) Pela pressão aferida, correlaciona-se na tabela previamente calibrada para este conjunto a pressão e a massa da amostra a fim de se obter o valor da umidade do agregado miúdo. APRESENTE ABAIXO OS DADOS UTILIZADOS E OBTIDOS EM LABORATÓRIO: 3.2 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE ATRAVÉS DE SECAGEM EM ESTUFA *Balança com precisão de 0,01g. *Estufa com temperatura entre 105 e 110 o C. *Cápsulas de alumínio e espátulas. b) Amostra: 300g de areia úmida, que será dividida nas 3 cápsulas, sendo uma para cada medição. c) Execução: *Pesar as cápsulas vazias a fim de se obter a TARA. *Pesar as amostras úmidas a fim de se obter a MASSA ÚMIDA + TARA. *Colocar em estufa. *Determinar a massa do material seco após 24h ou até atingir massa seca constante. d) Resultados: Anotações na tabela abaixo com auxílio da Equação 01. 1 2 3 Cápsula No. Tara (g) mh (g) ms (g) h (%) Média: 3.3 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DE AGREGADO MIÚDO PELO FRASCO DE CHAPMAN. *Balança com capacidade mínima de 1kg e precisão de 0,01g. *Pisseta com água destilada. *Becker de plástico para pesagem da areia. *Funil para auxílio na utilização do frasco de Chapman. *Frasco de Chapman. b) Amostra: 500g de agregado miúdo seco em estufa. 8
c) Execução do ensaio: Colocar água no frasco até a marca de 200cm³ deixando-o em repouso para que a água aderida as faces internas escorram totalmente e em seguida introduzir cuidadosamente 500g de agregado miúdo seco em estufa no fraco que deve ser devidamente agitado para garantia da eliminação de bolhas de ar. A leitura do nível atingido pela água no gargalo do frasco indica o volume em cm³ ocupado pelo conjunto água+agregado. Atentar-se para que as faces internas estejam completamente secas e sem grãos aderidos. d) Resultados: A partir da Equação 03 com os dados fixos do frasco de Chapman chegamos à seguinte expressão: (g/cm³) L = leitura no frasco de Chapman. APRESENTE ABAIXO OS DADOS OBTIDOS EM LABORATÓRIO E O RESPECTIVO CÁLCULO, AMBOS EXPRESSOS COM 3 CASAS DECIMAIS: 3.4 ESTIMATIVA DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE DE AGREGADOS MIÚDOS ATRAVÉS DE MEDIÇÕES DIRETAS *Balança com capacidade mínima de 1kg e precisão de 0,01g. *Becker graduado de plástico para pesagem da areia. b) Amostra: agregado miúdo seco ou em umidade conhecida. c) Execução do ensaio: Preencher o Becker com o agregado miúdo até um volume conhecido. Certificar-se de que a superfície encontra-se perfeitamente nivelada e pesar. Fazer duas repetições. d) Resultados: Com os dados obtidos, utilizar a Equação 02 para encontrar o valor da massa específica aparente. Certificar-se de ter descontado a massa do Becker quando do cálculo. APRESENTE ABAIXO OS DADOS OBTIDOS EM LABORATÓRIO E O RESPECTIVO CÁLCULO, AMBOS EXPRESSOS COM 3 CASAS DECIMAIS: 9
Medição Volume (cm³) Massa (g) Massa específica aparente (g/cm³) 1 2 Média: 4. CONSIDERAÇÕES O teor de umidade de um agregado é bastante utilizado para se corrigir o traço de um concreto, pois as massas apresentadas neste são massas secas e deve-se saber que ao utilizar areia úmida está-se acrescentando boa parcela de água em vez de areia. A determinação das massas específicas dos sólidos serve para dar um indicativo do quão denso é o material em questão e é este valor que a maioria dos métodos de dosagem se utiliza para estabelecimento dos traços. A massa específica aparente serve para transformar os traços apresentados em massa para traços em volume. 10