ANÁLISE GRANULOMÉTRICA, ENSAIO DE EQUIVALÊNCIA DE AREIA E ANALISE DE DIMENSÃO DO AGREGADO PDF

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ANÁLISE GRANULOMÉTRICA, ENSAIO DE EQUIVALÊNCIA DE AREIA E ANALISE DE DIMENSÃO DO AGREGADO ...

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO CENTRO DE CIÊNCIAS TECNLÓGICAS ENGENHARIA CIVIL LEONARDO DAMASCENO ANJOS MATHEUS SOUSA GERUDE JUVENAL DE JESUS DOS SANTOS SILVA NETO HILDALBERTO JORGE COELHO BATALHA JUNIOR

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA, ENSAIO DE EQUIVALENCIA DE AREIA E ANALISE DE DIMENSÃO DO AGREGADO

São Luís - MA Março de 2019

LEONARDO DAMASCENO ANJOS MATHEUS SOUSA GERUDE JUVENAL DE JESUS DOS SANTOS SILVA NETO HILDALBERTO JORGE COELHO BATALHA JUNIOR

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA, ENSAIO DE EQUIVALENCIA DE AREIA E ANALISE DE DIMENSÃO DO AGREGADO Relatório

referente

aos

experimentos

realizados no dia 27/03/19 na disciplina de Pavimentação do Departamento de Expressões Gráficas e Transportes do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual do Maranhão, com o intuito de servir como parcela da primeira nota avaliativa.

Prof.ª Dr.ª Maria Terezinha de Medeiros Coelho

São Luís - MA Março de 2019

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

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2. OBJETIVO 4 3. ENSAIO DE GRANULOMETRIA4 3.1 Materiais Utilizados 5 3.2 Procedimento

5

3.3 Resultados e Discussões 7 4. EQUIVALENCIA DE AREIA

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4.1 Materiais Utilizados 9 4.2 Procedimento

9

4.3 Resultados e Discussões 11 5. DETERMINAÇÃO DA FORMA DO MATERIAL 5.1 Materiais Utilizados 12 5.2 Procedimento

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5.3 Resultados e Discussões 13 6. REFERÊNCIAS

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4

1. INTRODUÇÃO Os revestimentos asfálticos são compostos por uma associação de ligantes asfálticos, de agregados e de produtos complementares. Para garantir a qualidade do revestimento asfáltico, deve-se conhecer e selecionas as propriedades dos agregados para uma escolha apropriada. Woods (1960) define agregado como sendo uma mistura de pedregulho, areia, pedra britada, escória ou outros minerais usados para combinar com um ligante. O agregado escolhido para uma determinada utilização deve apresentar propriedades suficientes para suportar tensões impostas na superfície do pavimento e em seu interior. A escolha é feita em laboratório onde uma série de ensaios é utilizada para a predição do seu comportamento. 2. OBJETIVO O presente relatório tem como conteúdo a explanação dos ensaios realizados no Laboratório de Solos e Pavimentação na Universidade Estadual do Maranhão, em conjunto com seus resultados, apresentar as seguintes conclusões sobre o mesmo. Os ensaios realizados foram: 

Ensaio de Granulometria - DNER 083/98



Equivalência de Areia – DNER-ME 054/97



Determinação da Forma do Material – NBR - 6954/1989

3. ENSAIO DE GRANULOMETRIA A distribuição granulométrica dos agregados é uma de suas principais características e efetivamente influi no comportamento dos revestimentos asfálticos. Em misturas asfálticas a distribuição granulométrica do agregado influencia quase todas as propriedades importantes incluindo rigidez, estabilidade, durabilidade, permeabilidade, trabalhabilidade, resistência à fadiga e à deformação permanente, resistência ao dano por umidade induzida etc. (BERNUCCI, 2006). O ensaio de granulometria, conforme prescrito na DNER 083/98 tem como objetivo determinar a composição granulométrica que constitui uma determinada amostra. Basicamente obter a dimensão das partículas individuais e estudar a

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distribuição em cada “classe” por porcentagem em peso, resultando a curva de distribuição granulométrica, um dos métodos de identificação é através do peneiramento mecânico do material numa série de peneiras graduadas. Nas peneiras é depositado uma amostra seca, no qual agita-se o conjunto de forma mecânica. Então em cada peneira graduada é pesado o material retido em uma bandeja identificada, tomando nota dos valores registrados para construção da curva de distribuição, com isso pode-se classificar a composição conforme o formato do gráfico gerado, utilizando os coeficientes denominados de: Coeficiente de Uniformidade (Cu) e Coeficiente de Curvatura (Cc). Coeficiente de Uniformidade (Cu): é a razão entre os diâmetros correspondentes a 60% e 10% (diâmetro efetivo), tomados na curva granulométrica.

Onde: D60: é o diâmetro correspondente a 60% em peso, de todas as partículas menores que ele. Def: é o diâmetro correspondente a 10% em peso, de todas as partículas menores que ele. De acordo com o valor obtido para esse coeficiente, o solo se classifica em: Cu 15 – solo desuniforme Coeficiente de Curvatura (Cc): é expressa pela relação:

De acordo com o valor obtido para esse coeficiente, o solo se classifica em: 1 < Cc < 3 – solo bem graduado Fora desse intervalo, o solo é considerado mau graduado. 3.1 Materiais Utilizados a) Peneiras Malhadas Graduadas;

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b) Balança com capacidade de 10kg; c) Escovas apropriadas para limpeza das peneiras; d) Tabuleiro Metálico 50 cm x 30 cm x 6 cm; e) Bandejas Metálicas para pesagem; 3.2 Procedimento  Com uma amostra de solo Latéritico secada ao ar livre (Figura 1), separou-se uma quantidade de 800g (Figura 2).  Encaixou-se as peneiras, previamente limpas, de modo a formar um único conjunto, com as aberturas de malha em ordem crescente da base para o topo, juntamente com o fundo adequado para o conjunto (Figura 3).  Colocou-se a quantidade da amostra sobre a peneira superior do conjunto e agitou de modo a evitar as camadas espessas de material.  Pesar a quantidade retida em cada peneira, e tomar nota dos valores, logo acumulando-os (Figura 4).

Figura 1 - Amostra de Solo Laterítico

Fonte: Autor (2019)

Figura 2 – Amostra de 800g

Fonte: Autor (2019)

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Figura 3 – Peneiras Malhadas

Fonte: Autor (2019)

Figura 4 – Pesagem das peneiras

Fonte: Autor (2019)

3.3 Resultados e Discussões Conforme os dados colhidos em laboratório, o peso retido em cada peneira selecionada está apresentado na Tabela 1, que apresenta o retido parcial, a quantidade acumulada e a porcentagem passante da amostra de 800g, além do corpo de fundo das peneiras, podendo assim montar o gráfico de distribuição granulométrica. Com o gráfico em mãos, analisando o Coeficiente de Uniformidade (Cu), que representa a característica da curva semi-logaritima, caracterizando a uniformidade do solo, conjunto com o Coeficiente de Curvatura (Cc), que indicara a curvatura do gráfico, descrevendo a graduação do solo. Tabela 1 – Ensaio de Granulometria

PENEIRA # mm 2" 50 1"1/2 37,5 1" 25 3/4" 19 1/2" 12,5 3/8" 9,5 Nº 4 4,75 Nº 10 2 Nº 40 0,42 Nº 80 0,18 Nº 200 0,075 Fundo -

Peso da Amostra Seca (g) Retido P. Acumulado 0 0 0 0 45,1 45,1 62,8 107,9 120,2 228,1 37,5 265,6 101,3 366,9 78 444,9 101,8 546,7 140,8 687,5 64,7 752,2 47,3 799,5

% que passa da Amostra Total 100% 100% 94% 87% 71% 67% 54% 44% 32% 14% 6% -

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Fonte: Autor (2019) Gráfico 1 – Curva de

Granulometria

Fonte: Autor (2019)

Apresentando a seguinte formula para Coeficiente Curvatura (Cc) e Coeficiente de Uniformidade (Cu): Cc=

D 302 D 60∗D 10

e

Cu=

D 60 D 10

Portando, Cc=

0,37 2 =0,16 6,5∗0,13

Cu=

6,5 =50,00 0,13

Com isso para um Coeficiente de Uniformidade >15, temos um solo Desuniforme, e para o Coeficiente de Curvatura, 1 < Cc < 3 caracterizar solo graduado, estar fora desse intervalo, verifica-se um solo mal graduado. 4. Equivalência de Areia Segundo a norma DNER-ME 054/97, a qual descreve o ensaio de equivalente de areia, o ensaio serve para determinar a relação matemática de proporção relativa entre o agregado miúdo ao pó ou a argila. (BERNUCCI, 2006). No ensaio foi utilizado areia branca a qual estava disponível no laboratório.

4.1 Materiais Utilizados

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a) Porção devidamente especificada de agregado miúdo; b) Proveta; c) Solução de cloreto de cálcio-glicerina-formaldeído; d) Areia Lavada; Figura 5 – Amostra de Areia Lavada

Figura 6 – Prove com solução e areia

Fonte: Autor (2019)

Fonte: Autor (2019)

4.2 Procedimentos



Para dar início ao ensaio, pega-se uma amostra de agregado miúdo que passou na peneira nº4 (abertura de 4,8mm) com umidade natural.



Após peneirar o agregado miúdo, é selecionado um volume em uma capsula padrão.



O terceiro passo, é inserir o volume separado, com auxílio de um funil, em uma proveta com 125 ml de solução de cálcio-glicerina-formaldeído. A proveta utilizada no experimento possuía uma indicação de referência nos 125 ml, facilitando a medição.



Após inserir o agregado na solução, bate-se levemente no fundo da proveta com o objetivo de retirar bolhas e para que a amostra fique totalmente molhada.



Feito isso, deixa-se a amostra em repouso por 10 minutos.



Ao fim dos 10 minutos, tapa-se a proveta com uma rolha específica e

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agita-se a proveta por 30 segundos em movimentos alternados na horizontal. Vale ressaltar que o movimento deve ser apenas dos braços, evitando ao máximo girar o tronco. 

Após isso, lava-se as paredes do tubo com a mesma solução utilizada no início. A lavagem deve ser feita do fundo para o topo da proveta sem cortar o fluxo de solução até que se atinja a marca superior indicada na própria proveta.



Feito isso, deixa-se por mais 20 minutos em total repouso



Após os 20 minutos, é medido da base até o nível de argila em suspensão com precisão de, no máximo, 2 mm.



Posteriormente tal medição, um pistão é inserido cuidadosamente na proveta até ficar estático na areia. Uma haste é girada para que seja possível visualizar a marca na proveta



Finalmente, a altura da camada sedimentada é medida com precisão de, novamente, 2mm.

Figura 7 – Agitação da proveta

Fonte: Autor (2019)

Figura 8 – Solução de equivalência de areia

Fonte: Autor (2019)

4.3 Resultados e Discussões Para o procedimento de cálculo, é utilizada a fórmula:

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E . A .=

H2 × 100 H1

Onde: H2= Altura final com a camada sedimentada H1=Nível de suspensão da argila E.A.= Equivalente de Areia Os resultados obtidos no ensaio foram: 12,54 cm na camada de areia e 18,08 cm na camada de argila. Substituindo na fórmula temos: E . A .=

12,54 ×100=69,36 % 18,08

Com base nesse resultado, é possível afirmar que o agregado está dentro dos padrões para ser utilizado em concreto asfáltico, que é no mínimo de 55%, tanto para CA (Concreto Asfáltico) e CAUQ (Concreto Asfáltico Usinado a Quente), conforme as normas DNIT 031/2006 e DNIT 032/2006.

4. ENSAIO DETERMINAÇÃO DA FORMA DO MATERIAL A forma das partículas dos agregados influi na trabalhabilidade e resistência ao cisalhamento das misturas asfálticas e muda a energia de compactação

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necessária para se alcançar certa densidade (BERNUCCI, 2006). Partículas com forma cúbicas são as mais adequadas para constituir o pavimento asfáltico. Este ensaio tem como objetivo, segundo a norma NBR 6954/1989, classificar a forma do agregado em quatro tipos, sendo eles: Cúbica, alongada, lamelar ou Alongada-Lamelar da média das relações b/a e c/b das dimensões do material, conforme a tabela: Tabela 2 – Classificação da forma

Essas Dimensões são adquiridas a partir da leitura manual das dimensões do agregado, comprimento (a), largura (b) e espessura (c), através de um

Fonte: BERNUCCI (2006)

paquímetro manual ou digital, de uma amostra com 200 unidades, onde essas são selecionadas aquelas com dimensões superiores a 10mm. 3.1 Materiais Utilizados a) Paquímetro; b) Bandeja Metálica; 3.2 Procedimento 

Separou-se uma amostra de 50 unidades de pedra britada (decorrente do tempo da aula prática, recomendou-se reduzir o número de unidades), sendo essas visivelmente com dimensões superiores a 10mm. (Figura 9)



Realizada as medidas de comprimento, largura e espessura, tomando nota dos valores em uma planilha (Figura 10)

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Figura 9 – Seleção do material

Figura 7 – Anotação das medidas

3.3

Fonte: Autor (2019)

Fonte: Autor (2019)

Resultados e Discussões Com os resultados das medidas que foram óbitos numa tabela com as medidas “a”,” b” e “c” foram feitas as proporções dessa em b/a e c/b, o que demonstrou a Tabela 3, e através das médias das relações tivemos como resultado a Tabela 4 que apresentou o agregado com uma classificação Cúbica, conforme a Tabela 2. Concluímos que o agregado ter forma cúbica é muito vantajoso na utilização de pavimentação devido ao seu formato de acomodação quando compactado (trabalhabilidade), da distribuição dos esforços no mesmo é feito de maneira mais efetiva, e a resistência ao cisalhamento das misturas asfálticas.

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Lastro Padrão - Determinação da forma do material - NBR 6954 (MB-894) – Tabela 3 Alunos: Material: Fragmento Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Leonardo Anjos, Matheus Gerude, Juvenal de Jesus, Hildalberto Batalha Pedra Britada Dimensão "a" Dimensão "b" Dimensão "c" b/a c/b (mm) (mm) (mm) 33,01 10,86 25,53 0,33 2,35 28,56 14,57 22,77 0,51 1,56 28,86 15,42 22,84 0,53 1,48 26,78 17,74 23,06 0,66 1,30 28,6 15,06 23,96 0,53 1,59 35,24 14,73 29,81 0,42 2,02 35,08 9,16 18,84 0,26 2,06 35,1 8,04 24,29 0,23 3,02 23,06 17,15 23,42 0,74 1,37 33,08 12,01 26,27 0,36 2,19 25,51 7,6 19,51 0,30 2,57 33,08 15 20,13 0,45 1,34 33,66 12,17 15,38 0,36 1,26 32 14,9 23,27 0,47 1,56 28,71 19,94 21,14 0,69 1,06 31,47 12,66 21,88 0,40 1,73 23,46 17,21 25,08 0,73 1,46 30,82 7,14 18,05 0,23 2,53 21,49 12,33 21,53 0,57 1,75 30,95 16,43 21,81 0,53 1,33 29,82 12,42 20,82 0,42 1,68 23,59 16,03 22,66 0,68 1,41 33,98 8,02 11,26 0,24 1,40 29,37 13,24 19,96 0,45 1,51 27,03 15,45 14,76 0,57 0,96 29 17 13,9 0,59 0,82 26,5 16,2 15,9 0,61 0,98 26,2 22,1 16,6 0,84 0,75 32,1 18,5 17,5 0,58 0,95 28 18,9 7 0,68 0,37 25,4 19 13,1 0,75 0,69 29,5 22,5 19,4 0,76 0,86 23 22,1 13,5 0,96 0,61 23,2 15,5 12 0,67 0,77 25,1 20,05 15,1 0,80 0,75 32,9 18,5 12,1 0,56 0,65 36 18,8 14,1 0,52 0,75 36,1 17,5 8,5 0,48 0,49 28 21 14 0,75 0,67 27,78 16,63 18 0,60 1,08 28,6 13,12 23,41 0,46 1,78 30,13 16,13 21,3 0,54 1,32 37,38 11,31 15,06 0,30 1,33 23,12 16,7 21,8 0,72 1,31 27,75 13,48 21,9 0,49 1,62 25,48 14,06 18,22 0,55 1,30 28,24 14,6 20,96 0,52 1,44 32,95 13,03 21,67 0,40 1,66 22,46 18,84 18,5 0,84 0,98 29,6 15,21 21,73 0,51 1,43

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Tabela 4 – Classificação da forma da amostra Média da relação b/a

Média da Classificação relação c/b da forma

Resultado

0,54

1,36

Cúbica

Fonte: Autor (2019)

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REFERÊNCIAS BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B.. Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. 1. ed. Rio de Janeiro, RJ. 2006. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 083/98: Método de Ensaio. Ensaio de Granulometria. Rio de Janeiro,1998. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 054/97: Método de Ensaio. Equivalência de Areia. Rio de Janeiro,1997. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6954: Lastro Padrão – Determinação da forma do material, 1989....