PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁSDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

RELATÓRIO TÉCNICOENSAIOS DE LABORATÓRIO

CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL

Discentes

GOIÂNIA-GO2014

RESUMO

O resumo deve citar todas as partes do trabalho, como: introdução (objetivo), metodologia,

resultados e conclusões.

Palavras-chave: Análise Granulométrica. Massa específica real dos grãos. Índices de

Consistência. Limite de plasticidade. Limite de liquidez.

7

1 INTRODUÇÃO

Além de introduzir os assuntos, devem-se também colocar os objetivos do estudo.

8

2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Preparação das Amostras

A preparação das amostras foi efetuada de acordo com a norma NBR 6457 (ABNT,1986)......

(DESCREVER OS PROCEDIMENTOS; CITAR AS IMAGENS, TABELAS E EQUAÇOES

NO TEXTO. Ex: foi realizado o destorroamento da amostra, conforme Figura 2.1 (b)).

(a) (b)Figura 2.1 (a) Amostra secando ao ar, (b) Destorroamento da amostra.

Figura 2.2 Quarteador.

2.2 Análise Granulométrica

A norma NBR 7181 (ABNT, 1984) a qual “prescreve o método para análise granulométrica

de solos, realizada por peneiramento ou por uma combinação de sedimentação e

peneiramento”........

9

Figura 2.3.Amostras passadas na peneira de 2,0mm acrescidas de água e hexametafosfato de sódio (da esquerda para direita).

(a) (b)Figura 2.4. (a) Remoção da solução do aparelho dispersor; (b) Execução dos movimentos energéticos na solução.

Figura 2.5. (A) Proveta com solo e defloculante; (B) Proveta com solo e sem defloculante; (C) proveta com água para descanso do densímetro e termômetro.

CA B

10

Figura 2.6. Peneiramento da fração fina da amostra.

Terminada as etapas laboratoriais iniciam-se os cálculos para determinação da curva

granulométrica. O primeiro passo é calcular a massa total da amostra seca pela Equação 2.1:

M s=(M t−M g

100+h )×100+M g(2.1)

Onde:

M s = massa total da amostra seca;

M t = massa da amostra seca ao ar;

M g = massa do material seco retido na peneira de 2,0mm;

h = umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0mm.

2.3 Massa Específica Real dos grãos

Massa específica real dos grãos é a relação entre a massa dos grãos de um solo e o seu volume

real. É uma característica física dos solos, sendo função dos seus constituintes mineralógicos.

O ensaio foi executado segundo a norma NBR 6508 (ABNT 1984)....

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Figura 2.7 Amostras com água destilada.

(a) (b)

Figura 2.8 (a) Transferência da amostra para o copo dispersor; (b) Dispersão.

Figura 2.9 Transferência do material dispersado para o balão volumétrico.

12

Figura 2.10 Retirada do ar aderente as partículas.

Figura 2.11 Amostras imersas em água.

(a) (b)

13

Figura 2.12 (a) Pesagem do balão volumétrico + solo + água destilada, (b) Pesagem do Balão Volumétrico + água destilada.

2.4 Índices de Consistência

2.4.1 Limite de Liquidez (wL)

O ensaio foi realizado segundo a norma NBR 5459 (ABNT 1984) ....

(a) (b)

Figura 2.13 (a) Preparação da amostra, (b) Homogeneização da amostra.

Figura 2.14 Moldagem da amostra no aparelho de Casagrande.

14

Figura 2.15 Sulco da amostra.

Figura 2.16 Sulco da amostra.

2.4.2 Limite de Plasticidade (wP)

O ensaio foi realizado segundo a norma NBR 7180 (ABNT 1984)...

15

(a) (b)

Figura 2.17 (a) Adição de água na amostra, (b) Pasta homogênea.

(a) (b)

Figura 2.18 (a) Retirada da amostra para moldagem, (b) Moldagem do cilindro.

(a) (b)

Figura 2.19 (a) Divisão do cilindro moldado, (b) Amostras nas cápsulas para retirada de umidade

16

3 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

3.1 Análise Granulométrica

Devido ao material não apresentar partículas retidas na peneira N°10, o resultado do

peneiramento grosso foi conforme apresentado na Tabela 3.1.

Tabela 3.1 Resultados do ensaio de peneiramento fino.

Peneiramento grosso

Peneiras Abertura (mm)

Solo retido (g)

Solo retido acumulado (g) % passa

3" 76,2 0,00 0,00 100,002" 50,8 0,00 0,00 100,00

11/2" 38,1 0,00 0,00 100,001" 25,4 0,00 0,00 100,00

3/4" 19,1 0,00 0,00 100,003/8" 9,5 0,00 0,00 100,00Nº4 4,76 0,00 0,00 100,00Nº10 2,00 0,00 0,00 100,00

Para a obtenção do peneiramento fino, realizou-se o ensaio de sedimentação com e sem

defloculante, a Tabela 3.2 apresenta os resultados dos dois ensaios.

Tabela 3.2 Resultados do ensaio de peneiramento fino.

Peneiramento fino

Peneiras

Abertura (mm)

Com defloculante Sem deflocumante

Solo retido (g)

Solo retido acumulado

(g)

% passa

Solo retido (g)

Solo retido acumulado

(g)

% passa

16 1,20 0,76 0,76 98,8 0,68 0,68 98,930 0,60 2,17 2,93 95,5 2,18 2,86 95,640 0,42 1,38 4,31 93,3 1,28 4,14 93,650 0,30 1,65 5,96 90,8 1,58 5,72 91,160 0,25 1,02 6,98 89,2 0,93 6,65 89,7100 0,16 3,00 9,98 84,5 2,73 9,38 85,5200 0,075 2,95 12,93 80,0 3,19 12,57 80,5

Nas Tabela 3.3 e Tabela 3.4 apresentam-se os resultados dos ensaios de sedimentação com e

sem defloculante.

Tabela 3.3 Resultados do ensaio de sedimentação com defloculante.

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Sedimentação com defloculante

HoraTempo

decorrido(s)

Leitura Temperatura (ºC)

Ld(g/cm³)

a(mm)

QS

(%)

Diâmetro dos grãos

(mm)10:4

7 30 27,0 25,0 2,417 17,44 58,52 0,0722

10:48 60 25,0 25,0 2,417 17,44 53,76 0,0511

10:49 120 24,0 25,0 2,417 17,44 51,38 0,0361

10:51 240 23,0 25,0 2,417 16,73 49,00 0,0250

10:55 480 22,0 25,0 2,417 16,73 46,62 0,0177

11:02 900 21,0 25,0 2,417 16,73 44,24 0,0129

11:17 1800 21,0 25,0 2,417 16,73 44,24 0,0091

11:47 3600 20,0 25,0 2,417 16,73 41,86 0,0065

12:47 7200 19,0 26,0 2,139 16,77 40,14 0,0045

14:47 14400 17,0 27,0 1,862 16,81 36,04 0,0032

18:47 28800 16,0 26,5 2,000 16,79 33,33 0,0022

11:47 90000 16,0 25,5 2,278 16,75 32,67 0,0013

Tabela 3.4 Resultados do ensaio de sedimentação sem defloculante.

Sedimentação sem defloculante

HoraTempo

decorrido(s)

Leitura Temperatura (ºC)

Ld(g/cm³)

a(mm)

QS(%)

Diâmetro dos grãos

(mm)11:2

8 30 15,0 25,5 5,462 16,98 22,71 0,0708

11:29 60 13,0 25,5 6,010 16,89 16,64 0,0499

11:30 120 12,0 25,5 6,282 16,85 13,61 0,0353

11:32 240 10,5 25,5 6,690 16,05 9,07 0,0243

11:36 480 9,5 25,5 6,961 16,01 6,04 0,0172

11:43 900 8,0 25,0 7,367 15,95 1,51 0,0126

11:58 1800 0,0 25,0 - - - -

12:2 3600 0,0 25,0 - - - -

18

813:2

8 7200 0,0 25,0 - - - -

15:28 14400 0,0 25,0 - - - -

19:28 28800 0,0 25,0 - - - -

12:28 90000 0,0 25,0 - - - -

Fazendo uma análise dos dois resultados, observa-se que o ensaio realizado com defloculante

(hexametafosfato de sódio) na etapa de sedimentação, o material sedimentou com uma

velocidade mais lenta, se comparado com o ensaio sem defloculante. Isso se justifica pela

ação do defloculante nas partículas do solo, que tem como efeito dispersar as partículas,

fazendo com que ocorra a sedimentação mais lenta.

A partir dos resultados torna-se possível o traçado da curva de distribuição granulométrica

como apresentado na Figura 3.20.

ABNT(mm)

Argila< 0,002

Silte0,002 – 0,06

AreiaFina

0,06 – 0,2

AreiaMédia

0,2 – 0,6

AreiaGrossa

0,6 – 2,0

Pedregulho2,0 - 60

Pedra60 - 200

Figura 3.20 Curva granulométrica.

0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.0000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Com defloculante

Sem defloculante

Diâmetro das partículas (mm)

Porc

enta

gem

que

pas

sa

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As porcentagens de materiais correspondentes as frações argila, silte e areia estão

representadas na Tabela 3.5. No ensaio em que não se utilizou defloculante, não se observou

partículas com diâmetros pertencentes à fração argila, o que pode indicar a aglomeração das

partículas finas que se apresentam quando se utiliza o defloculante.

Tabela 3.5 Porcentagem de materiais.

Frações (%) Com Defloculante Sem Defloculante

Argila 33% -

Silte 22% 19%

Areia 45% 81%

3.2 Limite de Liquidez (wL)

Os resultados do ensaio de limite de liquidez estão representados na Tabela 3.6.

Tabela 3.6 Resultado do ensaio de limite de liquidez

Limite de liquidezPontos 1 2 3 4 5

Cápsulas 23 14 21 39 114

Tara da cápsula (g) 5,550 6,920 5,860 5,970 5,380

Massa solo úmido + cápsula (g) 9,270 11,200 11,040 10,800 8,770

Massa solo seco + cápsula (g) 8,110 9,860 9,380 9,200 7,630

Massa água (g) 1,160 1,340 1,660 1,600 1,140

Massa solo seco (g) 2,560 2,940 3,520 3,230 2,250

Teor de umidade (%) 45,31 45,58 47,16 49,54 50,67Número de golpes 27 26 21 18 17

20

1 10 10041

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

Número de Golpes

Teo

r de

Um

idad

e (%

)

25

(25; 45,92)

Figura 3.21 Representação gráfica dos resultados.3.3 Limite de Plasticidade (wP)

Tabela 3.7 Resultado do ensaio de limite de plasticidade.

Limite de PlasticidadePontos 1 2 3 4 5

Cápsulas 29 18 10 43 50Tara da cápsula (g) 6,05 6,12 5,84 6,22 5,40

Massa solo úmido + cápsula (g) 7,68 7,61 7,53 7,62 7,22Massa solo seco + cápsula (g) 7,31 7,27 7,15 7,31 6,80

Massa água (g) 0,37 0,34 0,38 0,31 0,42Massa solo seco (g) 1,26 1,15 1,31 1,09 1,40

Teor de umidade (%) 29,37 29,57 29,01 28,44 30,00Teor de umidade média (%) 29,28

3.4 Índice de Plasticidade e Índice de Atividade da Argila

Após a determinação dos limites, calculou-se o Índice de Plasticidade:

IP=wL−wP

I P=46−29

IP=17 %

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Com o valor do Índice de Plasticidade definido e com a porcentagem da fração argila,

calculou-se o Índice de Atividade da Argila:

I A=IP

% fração argila

I A=17 %33 %

I A=0,52

Com esse valor a argila presente no solo é classificada como inativa (I A<0,75¿ .

3.5 Massa Específica Real dos Grãos

A Tabela 3.8 apresenta os resultados da determinação do teor de umidade das amostras de

solo ensaiadas.

Tabela 3.8 Teor de umidade.

Determinação da Umidade Higroscópica

Cápsula no 26 10 42

Massa Solo úmido + Tara cápsula g 43,94 33,81 31,47

Massa Solo seco + Tara cápsula g 41,88 32,54 30,08

Tara cápsula g 17,76 17,59 13,68

Massa Água g 2,06 1,27 1,39

Massa Solo Seco g 24,12 14,95 16,40

Teor de Umidade % 8,5 8,5 8,5

Teor de Umidade - Média % 8,5

Os resultados do ensaio para determinação da massa específica real dos grãos estão

representados na Tabela 3.9.

Tabela 3.9 Massa Específica Real dos Grãos.

Determinação da Massa Específica Real dos Grãos

Balão volumétrico Nº 19 23 23Temperatura ºC 25,0 25,0 25,0

Massa específica da água à temperatura RT 0,9971 0,9971 0,9971Massa do balão cheio de água à temperatura (g) 669,66 719,99 707,23

Massa do solo seco (g) 46,08 46,08 46,08

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Massa do solo seco + balão cheio de água (g) 715,74 766,07 753,31Massa do balão + solo + água (após ebulição) (g) 699,47 749,81 737,05

Volume dos sólidos (cm³) 16,27 16,26 16,26Massa Específica Real dos Grãos x RT (g/cm3) 2,824 2,826 2,826

Massa Específica Real dos Grãos - Média (g/cm3) 2,825

Os resultados obtidos ficaram dentro do estabelecido por norma, não diferindo de 0,02g/cm³

de um resultado para o outro.

3.6 Classificação do material

3.6.1 Classificação SUCS

Figura 3.22 Esquema para classificação pelo Sistema Unificado.

3.6.2 Classificação TRB

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Figura 3.23 Esquema para classificação do Sistema Rodoviário.

4 CONCLUSÕES

O andamento dos ensaios ocorreu tranquilamente e através da análise de resultados, não foi

necessária a repetição de nenhuma etapa.

A classificação táctil-visual indicava um material de textura argilo arenosa, mas os resultados

da granulometria mostraram que a fração areia é mais significativa. Segundo Das (2007) o

material apresenta característica de argila de plasticidade média com IP entre 10% e 20%. Em

termos de atividade a argila foi classificada como inativa. Como observado na Tabela 3.2 e na

Figura 3.1 a porcentagem de material passante na peneira Nº 200 é maior ou igual a 80% no

ensaio de granulometria com e sem defloculante na etapa de sedimentação, logo na

classificação tanto pelo SUCS quanto pelo TRB o material enquadrou-se nos grupos com

predominância de frações finas.

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REFERÊNCIAS

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457 – Amostras de Solo – Preparação para Ensaios de Compactação e Ensaios de Caracterização. Rio de Janeiro, 1986b.........