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SUMRIO

1OBJETIVO42METODOLOGIA52.1Teor de Umidade52.1.1Mtodo da Estufa52.1.2Mtodo do Fogareiro52.2Determinao do Peso Especfico Natural do Solo62.2.1Mtodo do Corpo de Prova Cilndrico62.2.2Mtodo da Balana Hidrosttica72.3Determinao da Massa Especfica dos Slidos83RESULTADOS E DISCUSSO103.1Teor de Umidade do Solo (Estufa / Fogareiro)103.2Peso especfico Natural do Solo (CP Cilndrico / Balana Hidrosttica)113.3Peso Especfico dos Slidos (s)123.3.1Curva de Calibrao do Picnmetro124CONCLUSO145REFERNCIAS156COMENTRIO16

NDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 - Cpsulas Sobre Fogareiro6Figura 1.2 - Corpo de Prova Cilndrico7Figura 1.3 - Banho de Parafina8Tabela 1 - Medies Estufa e Fogareiro....................................................................10Tabela 2 - Peso Especfico Natural do Solo (n)........................................................11Tabela 3 - Peso Especfico dos Slidos (s)..............................................................12Grfico 1 - Peso(g) X Temperatura(C)......................................................................12

OBJETIVO

Reconhecer as quantidades relativas de cada fase do solo (slidos, gua e ar) a partir de ndices que correlacionam os pesos e os volumes de cada um destes, a partir de diferentes mtodos que permitam a comparao dos valores obtidos em cada ensaio.

METODOLOGIA

Para a identificao do estado das amostras de solo foram realizados os seguintes ensaios:

Teor de Umidade

Determina-se umidade de um solo a partir da razo entre a massa de gua (Mw) constituinte em um determinado volume de solo e a massa de partculas slidas da mesma (Ms).

Portanto, para a determinao do teor de umidade no laboratrio se utilizou dois mtodos: secagem em estufa e secagem no fogareiro. A princpio pesou-se as 6 (seis) cpsulas de alumnio, destinando 3 (trs) para cada mtodo, para conhecimento prvio da tara na balana.

Mtodo da Estufa

A partir de uma amostra de solo, preencheu at 2/3 da altura em 3 cpsulas e pesou-se a quantidade de solo em seu estado natural e reservou os dados. Aps o preenchimento das cpsulas estas foram levadas at a estufa onde ficaram por, aproximadamente, 24 horas a uma temperatura de 105 a 110C at a constncia do peso. As cpsulas foram pesadas novamente para conhecimento do peso do solo seco.

Mtodo do Fogareiro

Com a 3 cpsulas restantes preencheu at 1/3 da altura e pesou-se em seu estado natural. As cpsulas foram levadas at o fogareiro onde secou-se sua umidade em "banho maria de areia" por aproximadamente 15 minutos (Figura 1.1). Pesaram-se as cpsulas aps o processo de secagem para conhecimento do peso dos slidos.

Figura 1.1 - Cpsulas Sobre Fogareiro

Determinao do Peso Especfico Natural do Solo

Defini-se peso especfico natural do solo como a relao entre o peso total do solo (M) e seu volume total (V) em g/cm

Para a realizao do ensaio utilizou-se os seguintes mtodos:

Mtodo do Corpo de Prova Cilndrico

O qual se constitui de um bloco de solo cilndrico envolvido com parafina, para fins de impermeabilizao e conservao das condies naturais do solo, com dimenses conhecidas. Em seguida, com o corpo de prova travado na prensa com a ajuda de uma esptula, talhou-se a amostra at atingir aproximadamente o dimetro de 5 cm e altura de 10 cm (Figura 1.2).Aps foram retiradas com o paqumetro trs medidas do dimetro e da altura para a composio de uma mdia das dimenses, pesando o corpo de prova por fim.

Figura 1.2 - Corpo de Prova Cilndrico

Mtodo da Balana Hidrosttica

Logo aps o mtodo anterior, utilizou-se o corpo de prova que estava talhado para retirar uma amostra de, aproximadamente, 5x5x5 cm para moldar uma esfera com a superfcie o mais regular possvel.Com o corpo de prova esfrico moldado, pesou-se antes de envolve-lo com parafina, pesando o novamente aps o banho de parafina quente (Figura 1.3). Posteriormente depois de seca a parafina, pesou-se a amostra submersa em gua.

Figura 1.3 - Banho de Parafina

Determinao da Massa Especfica dos Slidos

a relao entre a massa e o volume dos slidos contidos no solo. Primeiramente a partir de uma amostra de solo de peso conhecido, 120g de massa natural, determinou-se a massa dos slidos. Atravs dos dados estabelecidos no ensaio anterior de umidade, fez-se uma mdia dos trs valores obtidos entre as trs cpsulas. Esse valor foi subtrado da massa natural, resultando no valor de massa da parte slida da amostra. O dado de umidade foi priorizado quanto ao mtodo da estufa, pois apresentam maior preciso e confiabilidade. Colocando a amostra de solo no bquer, preencheu com gua at aproximadamente 150 a 200 ml de mistura (slidos + gua). Aps uma mistura prvia, levou o bquer at o dispersor por 5 minutos, com o intuito de desagregar as partculas liberando o ar que porventura esteja contida na mistura. Para a desagregao utilizou-se agitao mecnica e produto qumico (defloculante). Assim, determinando o volume dos solos sem a quantidade de ar contida.Transferiu-se a mistura que estava no bquer para o picnmetro, evitando perdas de material, utilizando gua para desprender o solo que ficasse preso no fundo do bquer ou copo metlico. Preenchendo-o, no mximo at a marca estabelecida no picnmetro.Com o picnmetro j preenchido este foi levado at o banho maria com gua para volatilizar toda a parte gasosa, como tambm foi conectado a bomba a vcuo para a retirada do ar por 15 minutos. Aps o decorrido o tempo de espera, preencheu o picnmetro com gua novamente at a marca e com o termmetro retirou duas temperaturas; uma mais abaixo e uma mais acima para retirar uma mdia para servir de orientao para as prximas medidas. Em seguida, levou at a bacia com gua gelada e resfriou 5 graus, aps o resfriamento preencher novamente com gua at a marca, j que a mistura retraiu devido variao de temperatura. Com o picnmetro o picnmetro, para garantir maior preciso, pesou-se. Repetindo trs vezes esse processo para retirar uma mdia dos valores no final para diminuir o erro no final dos clculos. Com esse valor obtido foi comparado o resultado do valor do picnmetro preenchido somente com gua. Este valor estava tabelado e calibrado previamente pelo laboratrio. A partir disso se ajustou uma reta de disperso dos dados das temperaturas e pesos para o picnmetro.

RESULTADOS E DISCUSSO

Teor de Umidade do Solo (Estufa / Fogareiro)

Tabela 1 - Medies Estufa e FogareiroEstufa

Capsula nHannah 1 Hannah 2Hannah 3

Pc = peso da cpsula (g)16,221,117,5

P1 = Ps + Pa + Pc (g)65,392,172,5

P2 = Pc + Ps (g)60,284,166,8

Pa = P1 - P2 (g)5,185,7

Ps = P2 - Pc (g)446349,3

W = (Pa/Ps) . 100 (%)11,59%12,70%11,56%

W = umidade mdia11,95%

Fogareiro

Capsula n5215D306

Pc = peso da cpsula (g)13,712,817,6

P1 = Ps + Pa + Pc (g)28,742,549,5

P2 = Pc + Ps (g)27,23946,1

Pa = P1 - P2 (g)1,53,53,4

Ps = P2 - Pc (g)13,526,228,5

W = (Pa/Ps) . 100 (%)11%13%12%

W = umidade mdia12,13%

De acordo com os resultados que constam na Tabela 1 acima podemos observar que houve uma sutil diferena nos valores da umidade mdia entre as amostras que foram aquecidas no fogareiro e as mantidas na estufa. Considerando que na estufa h um maior controle da temperatura qual as amostras esto submetidas, os resultados obtidos por esse mtodo so mais precisos que os obtidos atravs do fogareiro.

Peso especfico Natural do Solo (CP Cilndrico / Balana Hidrosttica)

Tabela 2 - Peso Especfico Natural do Solo (n)Atravs da moldagem do CP cilndricoAtravs da balana hidrosttica

Pcp = Peso do CP (g)382,4P1 = Pcp (g)130

topo CP (cm)4,8P2 = Pcp + Pparaf. (g)133,3

meio CP (cm)4,84P3 = P2 - E (g)69,9

base CP (cm)4,93a (g/cm)1

CP mdio (cm)4,86paraf (g/cm)0,9

h1 = altura do CP (cm)10,47Vcp (cm) = ((P2 - P3)/a) -( (P2 -P1)/ paraf)59,73

h2 = altura do CP (cm)11

h3 = altura do CP (cm)10,67

hcp = altura mdia do CP (cm)10,71n = Pcp/ Vcp (g/cm)2,18

Volume do CP (cm)198,47

n = Pcp/Vcp (g/cm)1,93

Apesar de no terem sido observadas diferenas relevantes entre os dois ensaios (Tabela 2), o mtodo da balana hidrosttica mais acurado para determinao da massa especfica natural da amostra, pois os clculos so feitos com dados obtidos atravs de balanas digitais que so instrumentos precisos de medio, podendo, assim, obter resultados mais confiveis do que o mtodo da moldagem do CP cilndrico, pois o corpo de prova apresenta irregularidades nas suas dimenses, o que acarreta em possveis distores dos resultados finais.

Peso Especfico dos Slidos (s) Tabela 3 - Peso Especfico dos Slidos (s)N do Picnmetro6

Peso do slido = Pu (g)120

Ps = Pu/(1+w)107,19

P1 = P (picnometro + gua + slidos) (g)773,5776,3776,2

T = temperatura do pic. + gua + solidos (C)252019

P2 = P (pic. + gua) temperatura T (g/cm)706,37706,902706,986

Peso esp. da gua temperatura T (g/cm)0,9970,99830,99812

Peso esp. dos slidos temperatura T (g/cm)2,6842,8412,835

Peso especfico mdio dos slidos (g/cm)2,786666667

Curva de Calibrao do Picnmetro

Grfico 1 Peso(g) X Temperatura(C)

Analisando os resultados obtidos na Tabela 3 e no Grfico 1 acima, percebe-se que h uma pequena variao da massa especfica dos gros, porm, mesmo com essas variaes o resultado final ainda encontra-se na faixa aceitvel para o ensaio ser validado. Essas diferenas nos valores podem ser atribudas tabela de calibrao do picnmetro, o tempo reduzido para a realizao do ensaio e erros ao manusear a amostra. Tambm foi observado que quanto maior a variao de temperatura maior ser a variao da massa especfica.

CONCLUSO

Conclui-se que de extrema importncia a determinao dos ndices fsicos dos solos (peso especfico aparente seco, ndice de vazios do solo, porosidade, grau de saturao, peso especfico saturado, peso especfico submerso, entre outros...), pois atravs desses parmetros, consegue-se classificar os tipos de solos que esto sendo estudados e obtm-se informaes que descrevem as principais caractersticas desse solo, antes de iniciar-se a construo.

REFERNCIAS

PINTO, Carlos de Souza. Curso Bsico de Mecnica dos Solos, 3 edio. So Paulo: Oficina de Textos, 2006.

CAPUTO, Homero Pinto. Mecnica dos Solos e suas Aplicaes, 6 edio, volume 1. Livros Tcnicos e Cientficos Editoria S.A., 2000.

Apostila de Mecnica dos Solos. Lab. De Geologia e Mecnica dos Solos. PUC-Campinas.

COMENTRIO

Para a engenharia civil de extrema importncia saber a respeito do tipo de solo que est sendo estudado, visto que um solo que apresenta um grau de saturao e uma porosidade elevada pode comprometer toda a estabilidade de uma edificao, levando em alguns casos, a ocasionar problemas de recalque estrutural.Portanto, podemos concluir que os ndices fsicos dos solos funcionam como uma ferramenta que garante segurana ao engenheiro civil durante o planejamento da construo.