Relatório - Ensaios de solos

UTFPR – Curso de Arquitetura e Urbanismo – Enriquecimento Curricular – Solos e Fundações

Arethuza Cyrne da Rocha / Daniele Muller Mansur

Laboratório de Solos – ensaios

Granulometria

A granulometria mede a textura, o tamanho relativo dos grãos que constituem a fase sólida dos solos. A textura de um solo pode ser avaliada de forma grosseira pelo tato. Pedregulhos têm diâmetros máximos entre 2,0 mm e 60 mm e podem ser identificados visualmente.  Nas areias o diâmetro dos grãos varia de 0,06 a 2,00 mm e dão ao tato uma sensação de aspereza. Partículas de tamanho igual ou menor que as do silte não podem ser identificadas a olho nu.  O tamanho dos grãos de silte varia de 0.002 a 0,06 mm. E o de argilas é inferior a 0,002mm. A sensação táctil de uma porção de silte ou de argila assemelha-se a de talco para bebês.

Seguem as fases do ensaio:

1. Preparar a amostra com secagem em estufa e pesá-la;

2. A amostra é passada por peneiras de aberturas maiores, o material passado pela peneira de 2,0mm (nº 10 – para areias) deve ser sem torrões (estes devem ser desmanchados no almofariz);

3. As últimas seis peneiras, tampa e o fundo são colocados no agitador mecânico de peneiras por no mínimo 15 minutos;

4. Os materiais retidos em cada peneira são totalmente retirados (com auxílio de escovas de cerdas metálicas ou pincéis) e pesados;

5. A soma dos pesos dos materiais separados deve coincidir com o peso total da amostra.

Peneiras de 50mm, 38mm, 25mm, 19mm, 9mm, 5mm, 4,8mm e 2,0 mm são de peneiramento grosso; peneiras de 1,2mm, 0,6mm, 0,42mm, 0,25mm, 0,15mm e 0,075 mm são de peneiramento fino.

A última peneira utilizada antes do fundo possui abertura de 0,075mm e o conteúdo que fica no fundo é formado por siltes e argilas.

Alguns equipamentos utilizados:

Peneiras para solos

[pic 1]

Agitador mecânico de peneiras

[pic 2]

Sedimentação

Ensaio:

Um densímetro de bulbo simétrico é colocado em uma proveta de vidro, com cerca de 450mm de altura, contendo um litro de água e hexametafosfato de sódio (defloculante) e medida sua densidade (altura graduada). Retira-se o densímetro.

O material obtido no fundo do ensaio da granulometria é adicionado a esta proveta. Depois deve-se tomar a proveta e tampando lhe a boca com uma das mãos, executar, com auxílio da outra, movimentos enérgicos de rotação, durante 1 minuto, de forma que a boca da proveta passe de cima para baixo e vice-versa para total mistura dos componentes.

Imediatamente depois de terminada a agitação, colocar a proveta sobre uma mesa, anotar a hora exata do início da sedimentação e mergulhar cuidadosamente o densímetro na dispersão.

Efetuar as leituras do densímetro correspondentes aos tempos de sedimentação a cada x minutos (com aumento gradual de tempo) de acordo com a norma relacionada ao ensaio. As medições duram 12 horas.

O gráfico granulométrico é feito relacionando-se a velocidade e o tempo de sedimentação.

O densímetro neste ensaio mede a variação da densidade da solução (água + defloculante) com o solo em suspensão, enquanto as partículas sólidas deste estão se sedimentando.

Alguns equipamentos utilizados:

Proveta

[pic 3]

Densímetro de bulbo simétrico

[pic 4]

Limite de Liquidez

O limite de liquidez foi concebido como o menor teor de umidade com que uma amostra de um solo pode ser capaz de fluir. Embora tal capacidade seja mais relacionada com o grau de saturação do solo do que com o teor de umidade, os ensaios para determinar o limite de liquidez de solos finos têm o teor de umidade como parâmetro, por causa da dificuldade de medir e controlar o grau de saturação.

No processo, utiliza-se o aparelho de Casagrande, com o qual se aplicam golpes deixando a concha do aparelho cair de uma altura padrão até que a ranhura se feche em uma extensão convencionada. A suposição do processo é que com as pancadas, a água se encaminhe para essa região, aumentando o teor de umidade (o que diminui a resistência ao cisalhamento). Experimentalmente se descobriu que no limite de liquidez, a resistência ao cisalhamento de todos os solos plásticos é muito pequena. O choque da concha produz o esforço de cisalhamento, mas a ranhura apenas começa a se estreitar quando a umidade (na região de fechamento) se aproxima do Limite de Liquidez. A resistência que o solo oferece ao fechamento do sulco, medida pelo número de golpes requerido, é devida à “resistência ao cisalhamento” para aquela umidade. A sequência de operações do ensaio é executada pelo menos por cinco vezes. Amostras pequenas são retiradas na região de fechamento, para a determinação de seu teor de umidade. Anota-se o número de golpes necessários para fechar a ranhura, a cada tentativa.

Ensaio:

O aparelho Casagrande deve estar com a concha calibrada.

Colocar a amostra na bacia de porcelana, adicionar água em pequenas partes, amassando e revolvendo vigorosa e continuamente com auxílio da espátula, de forma a obter uma pasta homogênea, com consistência tal que sejam necessários cerca de 25 golpes para fechar a ranhura.

Transferir parte da mistura para a concha, moldando-a de forma que na parte central a espessura seja da ordem de 10 mm, evitando que fiquem bolhas de ar no interior da mistura.

Dividir a massa de solo em duas partes, passando o cinzel (espessura 2mm) através da mesma, de modo a abrir uma ranhura em sua parte central, normal à articulação da concha. O cinzel deve ser deslocando perpendicularmente à superfície da concha.

Quando houver dificuldade na abertura da ranhura, tentar obtê-la com sucessivas e cuidadosas passagens do cinzel.

A concha do aparelho deve ser golpeada contra a base, deixando-a cair em queda livre, girando a manivela à razão de duas voltas por segundo.

Anotar o número de golpes necessário para que as bordas inferiores da ranhura se unam ao longo de 13 mm de comprimento, aproximadamente.