Determinação da massa específica aparente do solo in situ com frasco de areia

PREFEITURA DO RECIFE

DOCUMENTAÇÃO TÉCNICA
EMITENTE
SECRETARIA DE SERVIÇOS PÚBLICOS EMPRESA DE MANUTENÇÃO E LIMPEZA URBANA

REFERÊNCIA ASSUNTO: MÉTODOS DE ENSAIOS PARA PAVIMENTAÇÃO DATA
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE DO SOLO “IN SITU” COM
VOLUME 12 / ME-12 2003
EMPREGO DO FRASCO DE AREIA

ME-12

MÉTODOS DE ENSAIO

DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA

APARENTE DO SOLO “IN SITU” COM EMPREGO DO

FRASCO DE AREIA

DOCUMENTO DE CIRCULAÇÃO EXTERNA

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EMITENTE

VOLUME 12 / ME-12 2003

ÍNDICE PÁG.

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 3

2. OBJETIVO .................................................................................................. 3

3. REFERÊNCIAS E NORMAS COMPLEMENTARES .................................. 3

4. APARELHAGEM ........................................................................................ 4

5. MATERIAL.................................................................................................. 5

6. EXECUÇÃO DO ENSAIO........................................................................... 8

7. RESULTADOS ......................................................................................... 12

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1. INTRODUÇÃO

Este método de ensaio adotado pela PCR tem por base a norma NBR-7185 de 1986, da
ABNT.

2. OBJETIVO

Esta especificação prescreve o método de determinação da massa específica aparente
do solo “in situ”, com emprego do frasco de areia.

Aplica-se a solos de qualquer granulação, contendo ou não pedregulhos, que possam ser
escavados com ferramentas de mão e cujos vazios naturais sejam suficientemente
pequenos, de forma a evitar que a areia usada no ensaio penetre nos mesmos. O
material que está sendo ensaiado deve ser suficientemente coesivo e firme, de modo que
as paredes da cavidade a ser aberta permaneçam estáveis e as operações a serem
realizadas não provoquem deformações na mesma.

Não é aplicável quando as condições locais ensejarem a percolação de água para o
interior da cavidade.

3. REFERÊNCIAS E NORMAS COMPLEMENTARES

Na aplicação desta Norma é necessário consultar:

• ME-01 – Método de Ensaio – Preparação da amostra de solo para o ensaio normal de
compactação e ensaios de caracterização, da PCR;

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• ME-06 – Método de Ensaio – Análise granulométrica de solos, da PCR;

• NBR-NM-ISO 2395:97 – Peneiras de Ensaio e Ensaio de Peneiramento – Vocabulário;

• NBR-NM-ISO 3310-1:97 – Peneiras de Ensaio – Requisitos Técnicos e Verificação –
Parte 1 – Peneiras de Ensaio com Tela de Tecido Metálico;

• NBR-NM-ISO 3310-2:97 – Peneiras de Ensaio – Requisitos Técnicos e Verificação –
Parte 2 – Peneiras de Ensaio com Chapa Metálica Perfurada;

• ME-61 – Método de Ensaio – Determinação do Teor de Umidade de Solos, da
PCR.

4. APARELHAGEM

A aparelhagem necessária para a execução do ensaio é a seguinte:

a) Frasco de vidro ou de plástico translúcido com cerca de 3.500 cm3 de capacidade,
dotado de gargalo rosqueado, com funil metálico provido de registro e de rosca para se
atarrachar ao frasco (Figura 1);

b) Bandeja quadrada rígida, metálica, com cerca de 30 cm de lado e bordas de 2,5 cm de
altura, com orifício circular no centro, dotado de rebaixo para apoio do funil anteriormente
citado (Figura 2);

c) Nível de bolha;

d) Pá de mão (concha);

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e) Talhadeira de aço, com cerca de 30 cm de comprimento;

f) Martelo com cerca de 1 kg;

g) Balanças que permitam determinar nominalmente 1,5 kg e 10 kg, com resolução de
0,1 g e 1 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis;

h) Recipiente que permita acondicionar a amostra, sem perda de umidade;

i) Estufa capaz de manter a temperatura entre 105°C e 110°C; nos casos em que seja
impraticável a utilização da estufa, o teor de umidade pode ser determinado por outro
método, devendo o mesmo ser explicitamente indicado na apresentação dos resultados;

j) Cilindro metálico de volume conhecido (cerca de 2.000 cm³), cujo diâmetro interno seja
igual ao diâmetro interno do funil do frasco de areia, para determinação da massa
específica aparente de areia;

k) Peneiras de 1,2 mm a 0,59 mm, de acordo com as normas NBR-NM-ISO 2395:97,
NBRNM-ISO 3310-1:97 e NBR-NM-ISO 3310-2:97.

5. MATERIAL

O material a ser ensaiado corresponde a:

a) Areia lavada e seca, de massa específica aparente conhecida e obtida como
especificado nesta norma, e constituída da fração com diâmetro dos grãos compreendido
entre 1,2 mm e 0,59 mm, sendo que a soma das porcentagens, em massa, retida na
peneira de 1,2 mm e passada na peneira de 0,59 mm deve ser igual ou menor que 5%. O
armazenamento da areia, após a secagem, deve ser feito de modo a evitar ganho de
umidade;

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6. EXECUÇÃO DO ENSAIO

6.1 DETERMINAÇÃO DA MASSA DA AREIA

Para a determinação da massa da areia que preenche o funil e o orifício no rebaixo da
bandeja deve-se obedecer às seguintes etapas:

a) Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua
massa com resolução de 1 g e anotar como M1;

b) Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da
bandeja, e colocar esta sobre uma superfície plana. Abrir o registro, deixando a areia
escoar livremente até cessar o seu movimento no interior do frasco. Fechar o registro,
retirar o conjunto frasco + funil, estando o frasco com a areia restante, determinar sua

c) Determinar a massa da areia deslocada ( M3), que preencheu o funil e o orifício no
rebaixo da bandeja, pela fórmula:

d) Repetir o procedimento descrito de (a) a (c) pelo menos duas vezes. A massa de
areia, a ser usada nos cálculos, deve ser a média de três determinações. Não são
aceitos, na composição da média, resultados individuais que diferenciem mais de 1% do
valor da média.

6.2 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE DA AREIA

Para a determinação da massa específica aparente da areia deve-se obedecer às
seguintes etapas:

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a) Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua

b) Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da
bandeja, e colocar esta sobre a borda de um cilindro metálico de volume conhecido (V).

Abrir o registro, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu movimento no
interior do frasco. Fechar o registro, retirar o conjunto frasco + funil, estando o frasco com
a areia restante, determinar sua massa com resolução de 1 g e anotar como M5;

c) A massa da areia que preenche o cilindro de volume conhecido é:

onde:
= 3 M massa de areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja, obtida em
6.1.

d) Repetir o procedimento descrito de (a) a (c) pelo menos duas vezes. A massa de areia
que enche o cilindro, a ser usada nos cálculos, deve ser a média de três determinações.

Não são aceitos, na composição da média, resultados individuais que diferenciem mais
de 1% do valor da média;

e) Calcular a massa especificada da areia utilizando a expressão:

onde:
ã ar = massa específica aparente da areia, em g/cm3;
M6 = massa da areia que preencheu o cilindro, em g;
V = volume do cilindro, em cm³.

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6.3 DETERMINAÇÃO DA MASSA DE AREIA QUE PREENCHE A CAVIDADE NO TERRENO

Para a determinação da massa de areia que preenche a cavidade no terreno, deve-se
obedecer às seguintes etapas:

a) Limpar a superfície do terreno tornando-a, tanto quanto possível, plana e horizontal, o
que é verificado com auxílio do nível de bolha;

b) Colocar a bandeja, certificando-se de que há um bom contato entre a superfície do
terreno e a bandeja, em torno do orifício central, a escavar, com auxílio da talhadeira,
martelo e concha de mão, uma cavidade cilíndrica no terreno, limitada pelo orifício central
da bandeja e com profundidade de cerca de 15 cm;

c) Recolher cuidadosamente na bandeja o solo extraído da cavidade, determinar a massa
do material com resolução de 1 g e anotar como Mh;

d) Determinar o teor de umidade, h, do solo extraído da cavidade, conforme prescreve o
Método de Ensaio - ME-01, da PCR;

e) Montar o conjunto frasco + funil, estando o frasco cheio de areia, determinar sua

f) Instalar o conjunto frasco + funil, de modo que o funil fique apoiado no rebaixo da
bandeja. Abrir o registro do frasco, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu
movimento no interior do frasco. Fechar o registro, retirar o conjunto frasco + funil,
estando o frasco com a areia restante, determinar sua massa com resolução de 1 g e
anotar como M8;

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g) Determinar a massa da areia deslocada que preencheu o funil, o orifício no rebaixo da
bandeja e a cavidade do terreno pela fórmula:

h) Determinar a massa da areia deslocada ( M10) que preencheu a cavidade no terreno,
pela fórmula:

onde:
M3 = massa de areia que preencheu o funil e o orifício no rebaixo da bandeja, obtida em
6.1.

Parte da areia utilizada pode ser revisada, desde que não esteja contaminada por outros
materiais e se proceda à verificação da sua granulometria (conforme o Método de Ensaio
- ME- 06, da PCR) e massa específica aparente.

6.4 CÁLCULOS

Calcular a massa específica aparente seca do solo “in situ”, utilizando a expressão:

onde:
ã s = massa específica aparente seca, do solo “in situ”, em g/cm3;
ã ar = massa específica aparente da areia, em g/cm3, obtida em 6.2;
M h = massa do solo extraído da cavidade no terreno, em g;
M10 = massa da areia que preencheu a cavidade do terreno, em g;
h = teor de umidade do solo extraído da cavidade no terreno, em %.

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7. RESULTADOS

A massa específica aparente seca do solo “in situ” deve ser expressa com três
algarismos significativos, em g/cm3 e, o teor de umidade do solo, com a aproximação de
0,1%.

Caso o teor de umidade não tenha sido determinado com o uso de estufa (Método de
Ensaio - ME-61, da PCR), indicar o processo a ser utilizado para obter autorização prévia
de PCR.

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