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Universidade Estadual de Maringá
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Civil
Laboratório de Mecânica dos Solos – DEC 2570
Relatório 
Determinação do Teor de Umidade 
Equipe
Ana Claudia Vignoto............................................................................R.A: 98449
Rafaela Chagas Rudnick.....................................................................R.A: 99819
Prof. Juliana Azoia Lukiantchuki
Maringá, 17/04/2018.
Sumário 
Introdução............................................................................................... 3
Objetivo................................................................................................... 3
Revisão Teórica...................................................................................... 3
Materiais e Métodos............................................................................... 4
Materiais............................................................................................ 4
Métodos............................................................................................ 5
Método da Estufa................................................................... 5
Método do Speedy................................................................. 6
Método do Fogareiro............................................................. 7
Resultados e Análises........................................................................... 7
Conclusões e Discussões..................................................................... 9
 Referências Bibliográficas................................................................. 10
Introdução
A análise e determinação da umidade do solo são de grande importância para os ramos de atuação da Engenharia Civil, em especial, a Construção Civil. Tal estudo permite estabelecer valores exatos sobre a quantidade de água utilizada na compactação do solo e se esse valor corresponde ao melhor teor de umidade, garantindo, assim, maior resistência desse solo. Para tanto, utiliza-se os métodos: estufa, Speedy Test e fogareiro (ou frigideira). 
Objetivo 
O objetivo desta prática foi a determinação do teor de umidade de uma amostra de solo proveniente da cidade de Maringá por meio dos métodos da estufa, Speedy Test e fogareiro.
Revisão Teórica 
Inicialmente, todo tipos de solos são provenientes da decomposição das rochas constituintes da crosta terrestre. Aprofundando esta definição no âmbito da Engenharia Civil, essa desintegração ocorre devido à ação de agentes intempéricos ou antrópicos e que, por sua vez, ocasionam em um material granular, ou seja, solo. 
Os agentes intempéricos são capazes promover modificação física e modificação química dos minerais e das rochas. No primeiro caso, ocorre por meio de expansão ou contração térmica, cristalização de sais, congelamento da água nos vazios e fissuras existentes, alívio de pressão e atividade biológica. Enquanto na segunda situação, a mudança dá-se por reações químicas sobre condições complexas, como a dissolução, hidratação, hidrólise, carbonatação, oxidação e redução, quelatação, resultantes de atividades inorgânicas e/ou orgânicas. O modo como essas alterações acontecem determinam o tipo de solo a ser formado. 
Formado principalmente por partículas sólidas (matéria mineral e orgânica), água (porção líquida) e ar (porção gasosa), o solo é considerado um sistema trifásico. A fração de cada componente é bastante variável devido a sua origem, entretanto, a formação é basicamente a mesma: os fragmentos sólidos são arranjados de modo a deixar vazios entre si, os quais são preenchidos por água e ar (ou outros fluídos). A fase sólida é definida por aspectos mineralógicos, distribuição e tamanho do grão, fase gasosa corresponde as bolhas de ar presas nos vazios disponíveis e, por fim, a fase líquida é toda a água disponível no grão. Esta última ainda é subdividida em água de constituição, água adsorvida, água capilar, água livre e, a mais relevante para o experimento, a água higroscópica, que é a água que o solo possui quando está em equilíbrio com a umidade atmosférica e a temperatura ambiente, sendo eliminada ao atingir 100°C. 
A título de compreensão, entende-se por água de constituição como sendo a água encontrada na composição da partícula, impossível sua remoção no ambiente de estufa. Água adsorvida corresponde a uma película de água que envolve os grãos mais finos por ação de forças de caráter elétrico que não estão equilibradas. Encontrada nos espaços entre os grãos, água capilar está presente nos capilares devido às tensões superficiais da água. Por fim, água livre é caracterizada como a água que preenche os vazios intersticiais. 
Baseado nisso, é possível definir o teor de umidade como a relação entre a perda de peso de uma amostra de solo e seu peso após a secagem até a estabilidade de massa, com temperaturas entre 105°C e 110°C para solos que contenham pouca matéria orgânica, conforme a equação 3.1. 
 
Materiais e Métodos 
4.1 Materiais
Inicialmente, para a preparação da amostra de solo, utilizou-se almofariz e mão de gral recoberta com borracha, balança nominal de até 2kg (com sensibilidade de 0,1g), peneira de 4,8mm, bandejas metálicas e de plástico. Para os métodos em questão, utilizou-se estufa, cápsulas metálicas, dessecador, aparelho Speedy, cápsula de carbureto de cálcio, esferas de aço, tela de amianto, fogareiro e placa de vidro. 
Métodos
4.2.1 Método da Estufa
O método da estufa é baseado na norma ABNT NBR 6457/1986. Inicialmente, para saber a quantidade de material a ser utilizada, deve-se consultar a tabela 4.2.1.1, presente na norma como “tabela 5”. 
Tabela 4.2.1.1- Quantidade de material em função da dimensão dos grãos maiores
Os grãos do material coletado devem ser destorroados, com o auxílio do almofariz e mão de gral, e colocados em estado fofo nas cápsulas metálicas adequadas, as quais, posteriormente, devem ser pesadas e o valor observado na balança anotado como M1 (massa do solo úmido + massa da cápsula).
A cápsula deve ser colocada na estufa à temperatura de 105ºC a 110ºC e deve permanecer até atingir a constância de massa, que pode ser observada, normalmente, de 16 a 24 horas, porém, em alguns casos, o intervalo de tempo pode ser maior. Caso o solo estudado seja um solo orgânico, turfoso ou contendo gipsita, a temperatura para secagem em estufa deve ser de 60ºC a 65ºC e o intervalo de tempo de secagem requerido é maior.
Após ser retirada da estufa, a cápsula é colocada no dessecador, para resfriar até atingir a temperatura ambiente. Assim, pode ser colocada na balança e é anotado o valor para M2 (massa do solo seco + massa da cápsula). A massa da cápsula é considerada como M3. Então, é possível calcular o teor de umidade através da equação 4.2.1.1.
Devem ser realizados, pelo menos, três ensaios para a determinação do teor de umidade.
4.2.2 Método de Speedy
O método de Speedy é baseado na norma DNER – ME 52/94, a qual fornece dados para a coleta de massa, apresentados na tabela 4.2.2.1. Além disso, outra forma para saber a quantidade de material a ser utilizada é através dos dados fornecidos pelo fabricante do aparelho “Speedy” (SOLOTEST), apresentados na tabela 4.2.2.2.
Tabela 4.2.2.1- Quantidade de material em função da umidade admitida pela norma
	Umidade estimada (%)
	Massa da amostra (g)
	Até 5
	20
	10
	10
	20
	5
	30 ou mais
	3
Tabela 4.2.2.2- Quantidade de material em função da umidade admitida pelo fabricante
	Umidade estimada (%)
	Massa da amostra (g)
	Até 10
	20
	10 a 20
	10
	20 a 30
	5
 
Após a coleta da amostra, esta deve ser pesada e colocada no aparelho de “Speedy”. Devem-se colocar dentro do aparelho as duas esferas de aço, seguidas pela ampola de carbureto, deixando-a deslizar com cuidado pelas paredes da câmara para que não quebre. O instrumento é fechado e agitado repetidasvezes para quebrar a ampola. É necessário fazer movimentos rotativos para facilitar a mistura entre o carbureto e a amostra, até que a pressão no manômetro fique constante. 
Quando isto acontece, significa que toda a água presente na amostra reagiu com o carbureto. Caso a pressão indicada no aparelho esteja fora do intervalo de que este trabalha, o ensaio deve ser repetido com uma quantidade maior ou menor de solo, dependendo do caso. Assim, anota-se a pressão manométrica registrada e compara-se o valor com a tabela de aferição do aparelho para obter o valor do teor de umidade do solo.
4.2.3 Método do Fogareiro
O método do fogareiro consiste em colocar certa quantidade do solo em uma cápsula e transferi-la para um fogareiro, em cima de um filtro para não queimar a amostra. Com uma espátula, a amostra é homogeneizada durante a secagem. Coloca-se, de tempo em tempo, um pedaço de vidro em cima da cápsula para analisar a quantidade de vapor d’água ainda presente na amostra. Quando colocar o vidro e observar que este não ficou embaçado, significa que a cápsula pode ser retirada do fogo.
A cápsula passa pelo mesmo procedimento do método da estufa de ser colocada no dessecador até que atinja temperatura ambiente. Após atingir, o conjunto cápsula e solo seco é pesado, para que os valores sejam anotados.
Resultados e Análise
As amostras coletadas tiveram secagem prévia. Os resultados obtidos para o método da estufa foram dispostos na tabela 5.1 e para o método do fogareiro na tabela 5.2. Para o preenchimento das tabelas relacionadas a estes métodos, foram utilizadas as equações descritas.
Sendo M1 a massa do solo úmido + cápsula (g), M2 a massa do solo seco + cápsula (g), Mw a massa de água (g), M3 a massa da cápsula (g), Ms a massa de sólidos e w o teor de umidade (%).
Tabela 5.1- Resultados para o método da estufa
	
E
S
T
U
F
A
	CÁPSULA Nº
	03
	11
	34
	
	MASSA DA CÁPSULA (g)
	23,45
	18,67
	23,04
	
	MASSA DO SOLO ÚMIDO + CÁPSULA (g)
	78,90
	68,79
	73,45
	
	MASSA DO SOLO SECO + CÁPSULA (g)
	72,56
	63,34
	67,79
	
	MASSA DE ÁGUA (g)
	6,34
	5,45
	5,66
	
	MASSA DE SÓLIDOS (g)
	49,11
	44,67
	44,75
	
	UMIDADE (%)
	12,91
	12,20
	12,65
	
	UMIDADE MÉDIA (%)
	12,59
Tabela 5.2- Resultados para o método do fogareiro
	F
O
G
A
R
E
I
R
O
	CÁPSULA Nº
	131
	118
	102
	
	MASSA DA CÁPSULA (g)
	55,67
	62,34
	60,88
	
	MASSA DO SOLO ÚMIDO + CÁPSULA (g)
	113,56
	105,67
	102,34
	
	MASSA DO SOLO SECO + CÁPSULA (g)
	107,88
	101,34
	98,34
	
	MASSA DE ÁGUA (g)
	5,68
	4,33
	4,00
	
	MASSA DE SÓLIDOS (g)
	52,21
	39,00
	37,46
	
	UMIDADE (%)
	10,88
	11,10
	10,68
	
	UMIDADE MÉDIA (%)
	10,89
Já para o método do Speedy, foram utilizados os dados da tabela 5.3 para consultar o valor da umidade na pressão medida. Os valores observados foram dispostos na tabela 5.4. Como não haviam leituras exatas comparadas à tabela 5.3, foi realizada interpolação dos valores para obter a umidade.
Tabela 5.3- Tabela para uso do umidímetro “Tipo Speedy” SOLOTEST
Tabela 5.4- Resultados para o método do Speedy
	S
P
E
E
D
Y
	SPEEDY Nº
	36150
	36150
	36150
	
	MASSA DE SOLO ÚMIDO (g)
	10
	10
	10
	
	LEITURA NO MANÔMETRO (kgf/cm²)
	1,05
	1,02
	1,06
	
	UMIDADE (%)
	12,10
	11,74
	12,22
	
	UMIDADE MÉDIA (%)
	12,02
Conclusões e Discussões
O teor de umidade (w) relaciona a massa de água com a massa de sólidos. Dentre os métodos explanados neste relatório, pode-se concluir que o método da estufa é um método com menos chance de erro, por ter maior controle sobre as variáveis do processo, porém, é um processo que demanda maior tempo. Para o método da estufa, tem-se que os valores de umidade obtidos para cada cápsula não devem variar em mais que 5% da média, em relação a esta média e para todos os valores, esta consideração foi seguida. No teste de Speedy e do fogareiro os valores também não se distanciaram muito da média. 
Assim, o teor de umidade é importante de ser levado em consideração principalmente na realização de obras, uma vez a quantidade de água presente no solo influencia diretamente na construção. Ter ciência dessa informação é essencial para evitar futuros problemas nas edificações.
Referências Bibliográficas 
[1] _________NBR 6457: Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização - Método de ensaio. ABNT, Rio de Janeiro, 1986.
[2] _________NBR 5734: Peneiras para ensaio – Especificações. ABNT, Rio de Janeiro, 1980.
[3] DEPARTARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 052/94: Solos e agregados miúdos – determinação da umidade com emprego do “Speedy”. Rio de Janeiro, 1994.
[4] LUKIANTCHUKI, Juliana A. Aula prática 1: Preparação de amostras e determinação do teor de umidade do solo. UEM, Maringá, 2018.
[5] PINTO, Carlos de Souza. Curso Básico de Mecânica dos Solos: em 16 aulas. 3 ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.