CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
MECÂNICA DOS SOLOS E GEOLOGIA
LABORATÓRIO – MSR 287L (LAB)
EC7P30/EC8P30
Laboratório de Solos (e Rochas)
2° semestre/2011
Prof.Eng. Ary Franck Cordeiro, M.Sc.
Aula n. 4 de 27/04 de setembro/outubro de 2011: Determinação da massa
específica aparente com o emprego da Balança hidrostática – NBR 10838
Departamento de Engenharia Civil – LABORATÓRIO DE SOLOS
Solo – Determinação da massa específica aparente de amostras indeformadas,
com emprego da balança hidrostática (* (material retido na peneira de 2,0 mm)
** (material retido na peneira de 4,8 mm))
1 – Objetivo
A Norma 10838/98 prescreve o método de determinação da massa específica
aparente de amostras indeformadas de solo, com emprego de balança hidrostática,
sendo aplicável somente a materiais que possam ser adequadamente talhados. A
amostra deve vir conveniente protegida para o laboratório, de modo a evitar variação de
umidade ou que perturbações mecânicas afetem o seu volume.
2 – Coleta e Preparação da amostra
Define-se primeiro o objetivo do estudo:
• O solo pode ser usado como material de construção, onde é importante o
conhecimento das suas propriedades - que poderão ou não ser aproveitadas
integralmente ou modificadas. Esse conhecimento pode até conduzir à decisão de
não utiliza-lo;
• Tipo de obra e interação com o solo.
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2 – Coleta e Preparação da amostra
• Amostras representativas;
• Uma amostra mal executada (e mal escolhida) pode levar a resultados
tendenciosos, o que não poderá ser corrigidos com ensaios bons.
3 – Amostras Deformadas
Conservam todos os constituintes minerais do solo, inclusive, se possível, sua
umidade natural, mas não conservam sua estrutura original que é alterada pelo
processo de extração.
Em uma amostragem superficial as coletas são feitas com auxílio de trados, pás,
escavadeiras manuais, talhadeiras e martelos e as amostras são transportadas para o
laboratório preferencialmente em recipientes que evitem perda significativa de umidade.
Na amostragem profunda, é necessário equipamento especial, sendo a perfuração
rotativa ou por percussão (ou a escavação de poços ou trincheiras).
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4 – Amostras Indeformadas
Diferem das amostras deformadas por manterem sua estrutura original, embora
percam as tensões a que estavam submetidas em seu local de origem. São colhidas
tanto em sondagens superficiais quanto profundas.
Sua coleta é feita pela cravação (e posterior retirada) de um cilindro metálico no solo,
ou pela escultura de uma forma prismática (como o cubo), executada no local de
amostragem.
Cuidados especiais com seu acondicionamento para transporte até o laboratório onde
serão analisadas são tomados para evitar perda de umidade e deformação (incluindo
ruptura) da amostra. Esses detalhes incluem o uso de sacos plásticos, banho de
parafina, forma de recipientes para transporte, material de acondicionamento, etc.
Quando o solo é coesivo, podendo ter pedregulhos:
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4 – Amostras Indeformadas
Quando o solo é coesivo e não tem pedregulhos: CILINDRO DE CRAVAÇÃO
Em solos arenosos, o processo de retirada da amostra pode ser semelhante ao
mostrado para solos coesivos sem pedregulho, utilizando um cilindro de cravação
com tampas para auxiliar a retirada da amostra sem perda de material.
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4 – PESO ESPECÍFICO, MASSA ESPECÍFICA E DENSIDADE DOS GRÃOS
O peso específico (γg) de uma partícula sólida é, por definição, o peso da substância
que a forma, por unidade do volume que ocupa no espaço. O peso específico da
partícula é determinado pela razão entre seu peso (seco) e seu volume.
γg = Ps / Vs
A massa específica (ρg) de uma partícula sólida é obtida pela razão entre sua massa
e seu volume.
ρg = Ms / Vs
Densidade (δ) ou densidade relativa de uma partícula é a razão entre seu peso
específico (γg) e o peso específico da água (γa) destilada e isenta de ar à 4º C (ou
entre a massa específica da partícula e a massa específica da água a 4ºC). Como ρa =
1,000 g/cm3, a densidade e a massa específica têm mesmo valor numérico.
δ = ρg / ρa = γg / γa
A densidade deve ser expressa com precisão de 0,001 %.
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4 – PESO ESPECÍFICO, MASSA ESPECÍFICA E DENSIDADE DOS GRÃOS
O grande inimigo da precisão dos resultados de ensaios para a determinação é a
presença de bolhas de ar em torrões, ou aderente aos grãos, ou na água. Do valor da
densidade dos grãos depende o cálculo de vários outros índices físicos. Daí a
necessidade de máxima acurácia no resultado de ensaios.
4.1 - DENSIDADE DE GRÃOS DE MAIORES TAMANHOS
Na determinação da densidade de grãos de tamanhos maiores que um tamanho
especificado, o método mais popular utiliza a pesagem hidrostática, que consiste em:
• Obter a massa da amostra seca (Ms);
• Obter a massa da amostra imersa em água destilada, na temperatura 4ºC (Pimerso);
A diferença Ms-Mi será numericamente igual ao empuxo, e numericamente igual ao
volume dos grãos imersos, o que permitirá o cálculo imediato da massa específica
média dos grãos.
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4 – PESO ESPECÍFICO, MASSA ESPECÍFICA E DENSIDADE DOS GRÃOS
4.1 - DENSIDADE DE GRÃOS DE MAIORES TAMANHOS
Princípio de Arquimedes:
Um corpo sólido imerso num fluido sofre a ação de uma força dirigida para cima
igual ao peso do fluido deslocado.
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4 – PESO ESPECÍFICO, MASSA ESPECÍFICA E DENSIDADE DOS GRÃOS
4.1 - DENSIDADE DE GRÃOS DE MAIORES TAMANHOS
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4 – PESO ESPECÍFICO, MASSA ESPECÍFICA E DENSIDADE DOS GRÃOS
4.1 - DENSIDADE DE GRÃOS DE MAIORES TAMANHOS