Relatório da atividade nº 2 do módulo de Minas

DETERMINAÇÃO GRANULOMÉTRICA DE UM SOLO

UTILIZANDO UM CYCLOSIZER

Laboratório de Ciências do Ambiente I (modulo de Minas)

Catarina Espregueira – up201303364@fe.up.pt

Catarina Santos – up201303617@fe.up.pt

João Costa – up201307945@fe.up.pt

Docente – Aurora Silva

1 de Abril de 2014

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Sumário

O presente trabalho tem como objetivo determinar a composição

granulométrica de um solo, utilizando um cyclosizer, para uma amostra de

calibre inferior a 200#, para que possa ser categorizado em função das frações

preponderantes dos diversos diâmetros das partículas que o compõe. Deste

modo começamos a manusear os materiais e a usar as diferentes técnicas

apreendidas com maior rigor e precisão.

Introdução

A granulometria é um processo que tem como fim determinar a

composição granulométrica do solo em estudo e, também, como estes se

comportam. Baseia-se na divisão de vários tipos de solo dependendo da sua

percentagem em peso em relação à massa total, denominando-se por frações

preponderantes. Embora hoje recomenda-se mais para os solos grossos (que

não apresentam propriedades correlacionadas com a plasticidade) a

classificação granulométrica tornou-se universalmente usada.

A classificação granulométrica é feita usando dois tipos de

instrumentos, consoante à granulometria do material. Pode ser recorrendo à

utilização de crivos com aberturas de rede ou, para material com calibre inferior

a 200#, utilização de um cyclosizer. Os crivos são, basicamente, peneiros

organizados verticalmente e que separam o material por calibre. Porem,

quando o material atinge um limite de calibre muito inferior este método deixa

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de ser eficiente. É nesta parte que entra o cyclosizer, que consiste num

equipamento composto por cinco ciclones e com uma corrente de água

constante. No iniciar do procedimento, é ligada a corrente de água e o primeiro

ciclone enche se do material em análise dissolvido na água. A partir daí, a

solução vai sofrer uma força centrífuga que faz com que as partículas de menor

dimensão passem para o seguinte ciclone, e assim sucessivamente. Com isto,

é possível dividir ainda com maior precisão o solo em estudo.

A percentagem de finos, ou seja, a quantidade de material com calibre

inferior a 200# é um fator muito importante porque equivale à percentagem de

argila e silte. Este material está fortemente relacionado com a retenção de

água nos solos, o que proporciona os movimentos de massa dos solos. Outro

fator importante que está relacionado com o movimento dos solos em massa é

o coeficiente de uniformidade, (indica a variedade de dimensões do material

que um solo possui) que é adquirido pela relação entre as aberturas do crivo

que permite a passagem de 60% do material e a que permite a passagem de

10%.

Tabela 1 – Classificação dos solos (de acordo com a sua uniformidade).

Coeficiente de Uniformidade Classificação

<5 Solo de granulometria uniforme

5-20 Solo de granulometria pouco uniforme

>20 Solo de granulometria bem graduado

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Uma outra representação dos solos será a utilização de diagramas

triangulares, que classificam os solos em função da percentagem do material

divido em 3 classes: Areias, Silte e Argila

Tabela 2 – Classificação dos solos (de acordo com o seu calibre).

60 – 2 mm Pedregulho

2,0 – 0,06 mm Areia

0,06 – 0,002 mm Silte Menor

Menor 0,002 mm Argila

Resultados

Peso da amostra de solo inicial à 884,89g

Tabela 3 – Separação por peneiras.

Crivo

Pesos parciais (g) Nº Crivo MM

1 0,425 321,42

2 0,300 86,50

3 0,212 83,39

4 0,150 94,04

5 0,106 82,30

6 0,075 70,81

7 < 0,075 143,94

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Tabela 4 – Separação por cyclosizer.

Ciclone

Pesos parciais (g) Nº Ciclone Calibre (Micron)

1 <11 12,6

2 11 2,75

3 15 6,4

4 23 8,05

5 33 4,5

6 44 5,7

Nota: O ciclone considerado como 1 é obtido pela soma dos outros ciclones (nº 2, 3, 4, 5, e 6) subtraindo-

se 40g. Que foi o peso da amostra posta no cyclosizer. Os 40g são retirados do crivo nº 7.

Temperatura à 17ºC

Densidade à 200

Fluxo à 1

Tempo à 20 min

Análise de Resultados

Cálculo do calibre real:

Diâmetro real = Diâmetro teórico x F1 x F2 x F3 x F4

F1 – fator de correção para a temperatura – 1,04

F2 – fator de correção para a densidade – 0,94

F3 – fator de correção para o fluxo – 1,05

F4 – fator de correção para o tempo – 0,955

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Para o primeiro ciclone (diâmetro teórico = 11):

Diâmetro real = 11 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 10,78 micron

Para o segundo ciclone (diâmetro teórico = 15):

Diâmetro real = 15 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 14,70 micron

Para o terceiro ciclone (diâmetro teórico = 23):

Diâmetro real = 23 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 22,55 micron

Para o quarto ciclone (diâmetro teórico = 33):

Diâmetro real = 33 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 32,35 micron

Para o quinto ciclone (diâmetro teórico = 44):

Diâmetro real = 44 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 43,13 micron

Tabela 5 – Comparação do diâmetro teórico com o diâmetro real

Nº do Ciclone Diâmetro Teórico Diâmetro Real

1 11 10,78

2 15 14,70

3 23 22,55

4 33 32,35

5 44 43,13

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Gráficos relativos à tabela 3:

Gráficos relativos à tabela 4:

Nota: A linha tanto no gráfico um como no dois é a logarítmica.

0  

50  

100  

150  

200  

250  

300  

350  

1   2   3   4   5   6   7  

Peso  da  am

ostra  (em  gramas)  

Nº  do  crivo  

Separação  por  peneiras  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

1   2   3   4   5   6  

Axis  Title

 

Axis  Title  

Separaçao  por  cyclosizer    

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Discussão e Conclusão

Os principais objetivos deste trabalho laboratorial são classificar o solo em

estudo, segundo uns parâmetros pré-definidos, e especificar as suas

particularidades principais para relaciona-las com algumas características

geológicas e geotécnicas, como por exemplo a probabilidade de ocorrência de

movimentos de massa.

Avaliando o calibre de todos os crivos usados para o processo de

separação de material por peneiras, e relacionando-o com a tabela de

classificação dos solos pré-definida, conclui-se que o tipo de solo em estudo

faz parte da classe da areia. A razão pela qual, é que o calibre dos crivos não

ultrapassa, nem o limite inferior nem o superior, do calibre geral da areia. Este

solo é uma rocha sedimentar detrítica e é permeável, ou seja, local onde a

água se infiltra rapidamente. Esta característica é bastante desvantajosa

porque a probabilidade de ocorrência de movimentos em massa do solo é

muito grande devido à água presente.

O último crivo recolhido é o material com calibre inferior a 0,074mm e,

corresponde, maioritariamente, a argilas e siltes. Este tipo de material é

reconhecido por infiltrar bem a água e, por isso, se presente em grande

quantidade o solo fica mais vulnerável a movimentos em massa. Calculando a

sua percentagem no solo em estudo (16,3%), retira-se que não há grandes

preocupações a este nível por ser um valor relativamente baixo.