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~L#J - ANALISE CRANlJLOMtTRlCA
S.MARIO
1 Objstiva
ANEXO - LaINIn do dsasrmam
1 OSJETIVO
Esta Norma prescreve o metodo para a analise granuloktric3 de
solos, rea I i zada
por peneiramento ou por uma combinacao de sedimentacao e
peneiramento.
2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES
Na apl icacao desta Norma e necessario con&l tar:
NBR 5734 - Peneiras para ensaio - Especificacao
NBR 6457 - Preparacao de amostras de solo para ensaio normal de
compacta& e
ensaios de caracterizacao - Metodo de ensaio
NBR 6508 - Graos de solos que passam na peneira de 4,8 mm -
DeterminacBo da
massa especif ica - Hetodo de ensaio
3 APARELHAGEY
A aparelhagem necessaria para a execucao do ensaio e a que se
segue:
a) estufa capaz de manter a temperatura entre 60~ a 65OG e entry
105~~ e
11oOc;
b) balancas que permitam pesar nominalmante ZOO g, 1.5 kg, 5 kg
e 10 kg, come
rasolucoes de O,Dl g. 0,l g, 0,s g e 1 g, respectivamente, e
sensibilidades
compativeis;
c) recipientes adequados. tais coma dessecadores, que permitam
guardar amos - tras sem variacao de umidade;
ore: ~ojaa - NSR 7181/84 c&2 _ hmi# Sradlaira da ConmUFIo
civil CE-~: 04.02 _ c,,miab ti ESWIO ds kiantiiiacb l CompaCk de
6do m ND,,,,. substlli a NER 7181/82 lmlui s Errata I@ 1 dr
ASR/WSS
SISTEMA NACIONAL DE
METROLOGIA, NORMALIZACAO
E QUALIDADE INDIJSTRIAL
l
hbwas&we: lob.
ABNT - ASSOCIACAO BRASILEIRA
DE NORMAS TtCNlCAS
Q
wu: 824.131.4 13 dpinm
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d) aparelho de dispersao (Figura l), corn hilices substituiveis
(Figura 2) e
cope munido de chicanes (Figura 3); a rotasso da hilice do
aparelho Go de
ve ser inferior a 9.000 rpm;
e) proveta de vidro, corn cerca de 450 ma de altura e 65 mm de
di%aetro, corn
trago de referancia indicando 1,000 cm3 a 20C;
f) densimetro de bulbo sim&rico, calibrado a 20C e corn
resolugso de 0,001,
graduado de 0,995 a 1,050; (ver Figura 4);
g) term&netro graduado em O,lC, de OC a 50C;
h) relogio corn indicagao de Segundo!;
i) Gquer de vidro, corn capacidade de 250 ems;
j) proveta de vidro, corn capacidade de 250 cmae resolugso de 2
cm;
k) tanque para banho, corn dimensces adequadas 6 imersao das
provetas ate o tra
go de refer%cia, capaz de manter a temperatura da suspensqo
aproximadaman
te constanta durante a fase de sedimentagSol;
1) peneiras de 50, 38, 25, 19, 9.5, 4.8, 2.0, 1,2, 0.6, 0.42,
0.25.
0.15 e 0,075 mm, de acordo corn a NBR 5734;
m) escova corn cerdas matzlicas;
n) agitador mecgnico de peneiras. corn dispositivo para fixa5ao
de at; seis pe
neiras, inclusive tampa a fundo;
o) bagueta de vidro;
p) bisnaga.
4 ExEClJ~AO DO ENSAIO
4.1 Preparap& da omostra
Tomar a quantidade de amostra preparada de acordo corn a NBR
6457.
4.2 @era&ks pre&tinares
4.2.1 Oetermlnar corn as resoluczes da Tabela 1 abaixo a ma.ssa
da amostra seca ao
ar e anotar come n t
TABELA 1 - DatanainasEo do paso da amostra saca aa ar
o hnens.io dos gr5os maiores
Balanga a ser utllizada
cant idos na amostra (mm)
Capacidade nominal (kg)
Resolug~o
(cl)
25 10 1
5 a 25 5 0.5 < 5 1.5 0.1
1 Este banho 6 dispensivel quando o ensaio for efetuado em
ambiente corn tempera tura aproximadamente constante.
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NRR 71111,lQRd 2
FIGURA 1 - Apmlho de dispersHo
I- 0 95
I
FIGURA 2 - De& da h&lice
FIGURA 4 - Denrimtro
FIGURA 3 - Copo de dispws5a
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4.2.2 Passar este material na peneira de 2.0 mm, tomando-se a
precaug?lo de des -
manchar no almofariz todos os torr6es eventualmente ainda
existentes, de mode a
assegurar a retengao na peneira somente dos graos maiores que a
abertura da ma -
lha*.
4.2.3 Lavar a parte retida na peneira de 2,0 mn a flm de
eliminar o material fi
no aderente e secar em estufa a 105C / llOC, ati constsncia de
massa.Omaterial
assim obtido 6 usado no peneiramento grosso.
Nota: Para determinagao da distribuigk granuloktrica do
material, apenas par
peneiramento, proceder coma segue:
a) do material passado na peneira de 2.0 mn tomar cerca de 120
g. Pesar es
se material corn resolugSode 0,Ol ge anotar coma Mh. Tomar ainda
cerca
de 100 g para t&s determinafoes da umidade higroscopice (h).
de acordo
corn a NBR 6457;
b) lavar na peneira de 0,075 res o material assim obtido,
vertendo-se a&a
potivel S baixa pressso;
c) proceder coma descrito a partir de 4.4.
4.3 Sedimentu&o
4.3.1 00 material passado na peneira de 2,0 mm tomar cerca de
120 g, no case de
solos arenosos, ou 70 g, no de solos siltosos e argilosos, para
a sedimentagao e
o peneiramento fino. Pesar esse material corn resolugSo de 0.01
g e anotar corn, Mh.
Tomar ainda cerca de 100 g para t&s determinacoes da umidade
higroscopica (h) ,
de acordo corn a NBR 6457.
4.3.2 Transferir o material assim obtido para urn b6quer de 250
cm e juntar, corn
auxilio de proveta, coma defloculante. 125 cm3 de solug~o de
hexametafosfato de
s&do corn a concentraggo de 45.7 g do sal por 1.000 cm3 de
solug~os. Agitar o g
quer ati que todo o material fique imerso e deixar em repouso,
no minima 12 horar
4.3.3 Verter, entao, a mistura no cope de dispersao,
removendo-se corn igua de? tilada, corn auxilio da bisnaga, o
material aderido ao biquef. Adicionar iigua de?
tilada ati que seu nlvel fique 5 cm abaixo das bordas do cop0 e
submeter i -asSo
2 Utilizar a escova corn cerdas metalicas para auxiliar a
retirada dos grgos reti dos nas malhas da peneira, procedendo-se da
mesma forma em todos OS passos que envolvam 0 peneiramento.
3 A solugao de hexametafosfato de sodio deve ser tamponada corn
carbonato de so die ati que a solugSo atinja urn pH entre 8 e 9,
evitando assim a reversao d;i solugao para ortofosfato de s6dio. Em
solos para OS quais o defloculante e a concentragao indicados nao
forem eficazes na dispersso, deve-se investlgar o tipo e a dosagem
do defloculante mais adequados.
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do aparelho dispersor durante 15 minutes.
5
4.3.4 Transferir a dispersao para a proveta e remover corn igua
destilada, corn a;
xilio da bisnaga. todo o material aderido ao cope. Juntar igua
destilada ati atin
gir o trago correspodente a 1.000 cm3; em seguida, colocar a
proveta no tanque pa_
ra banho ou em local corn temperatura aproximadamente constante.
Agitar freqiientc
mante corn a bagueta de vidro para menter, tanto quanto
possivel, as particulas em
suspensao. Logo que a dispersk atinja a tamperatura de
equilibrio, tomar a prove -
ta e, tapando-lhe a boca corn uma das r6os, executar, corn
auxilio da outra,. movi - mantes enirgicos de rotagao, durante 1
minuto. pelos quais a boca da prbveta pas
se de cima para baixo e vice-versa.
4.3.5 Imediatamante apk terminada a agitagso, colocar a proveta
sobre uma mesa.
anotar a hora exata do inicio da sedimentagao e margulhar
cuidadosamente o dens; -
metro na dispersao. Efetuar as leituras do densimetro
correspondentbs aos tempos
de sedimantagzo (t) de 0,5, 1 e 2 minutes. Retirar lenta e
cuidadosamente o den
simetro da dispersao. Se o ensaio 50 estiver sendo realizado em
local de tempera
tura constante. colocar a proveta no banho onde permaneceri ati
a Gltima leitura.
fazer as leituras subseqientes a 4,8, 15 e 30 minutos, 1, 2, 4,
8 e 24 horas, a
contar do iniclo da sedimantagao.
4.3.6 Cerca de 15 a 20 segundos antes de cada leitura, mergulhar
lenta e cuidado
samente o densimetro na dispersao. Todas as leituras devem ser
feitas na parte su
perior do menisco, corn interpolagao de 0,0002, ap& o
densimetro ter ficado em e
quilibrio. Assim que uma dada leitura seja efetuada. retirar o
densimatro da dis
persao e coloJ-lo numa proveta corn igua limpa, i masma
temperatura da dispersso.
4.3.7 Apck cada leitura. excetuadas as duas primairas, medir a
temperatura da
dispersao, corn resolugao de O,lC.
4.3.8 Realizada a Gltime, verter o material da proveta na
peneira de 0,075 ma.
proceder j remoggo corn igua de todo o material que tenha
aderido ss suas paredes
e efetuar a lavagem do material na peneira menclonada.
empregando-se igua pot&e1
i baixa pressso.
Solos que contenham grsos susceptiveis de sofrerem quebra devem
ser dispersos em urn interval0 de tempo menor.
5 Recomenda-se repetir as t&s primelras leituras. Para
tanto, agitar novamente a proveta, conforma descrito em 4.3.4 e
refazer as leituras para OS tempos de
0,5, 1 e 2 minutos.
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6 NBR710111swl
4.4 Peneircmento fin0 Secar o material retido na peneira de
0,075 mm em estufa, i temperatura de 105C
a llOC, at6 const&cia de massa, e, utilizando-se o agitador
mac&ico, passar
nas peneiras de 1,2, 0.6. 0.42, 0.25, 0.15, 0,075 mm. Anotar
corn resolucio
de 0,Ol g as massas retfdas acumuladas em cada penaira.
4.5 Peneimento gross0
4.5.1 Pesar o meterial, retido na peneira de 2.0 mn. obtido
conforma 4.2.3, corn
a resolugso indicada em 4.2.1 e anotar.como M . 9
4.5.2 Utilizando-se o agitador msckico, passar esse material nas
peneiras de
50, 38, 25, 19, 9.5 e 4.8 rd. Anotar corn a resolugzo indicada
em 4.2.1 as
massas retidas acumuladas em cada peneira.
5 CALCULOS
5.1 Massa total da mostra seca Calcular a massa total da amostra
seca, utilizando-se a expressso:
Onde:
(5 -Ml MS = x 100 + I4
(100 + h) 9
nS = massa total da amostra seca
% = massa da amostra seca ao ar
Mg - massa do material seco retido na peneira de 2,0 mm
h = umidade higros&pica do material passado na paneira de
2,0 mn
5.2 Porcentagens de materiais que pussam MS peneims de 50, 38,
25, 19, 9,5,
4,B e 2,O mn
Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras
acima referidas,ut~i -
lirando a expressao:
Q9 -
(MS - Hi) x 100
NS
Onde:
Q, = porcentagem de material passado em cada peneira
nS = massa total da amostra seca
i = massa do material retido acumrlado em cada peneira
s ~0 case de solos uniformes, pode ser necesssrio utilizar,
tanto no peneiramn
to fine c- no grosso, peneiras intermediirias iquelas
indicadas.
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5.3 porcentagene de material em suspensiio
Calcular as porcentagens correspondentes a cada leitura do
densimetro, referidas
a massa total da amostra, utilizando-se a expressao:
Onde :
Q,= N x v Lsc (L - Ld) 7
(6 - 6d) ' Mh x 100
(100 + h)
Q, = porcentagem de solo em suspensso no instante da leitura do
densimetro
N = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 rrm,
calculado confor
me indicado em 5.2
6 = massa especifica dos graos do solo, em g/cm3
6d = massa especifica do meio dispersor, i temperatura de
ensaio, em g/cm
v = volume da suspensao, em cm
6c = massa especifica da sgua, a temperatura de calibraggo do
densimetro
OOOC), em g/cm3
L = ieitura do densimetro na suspensao
Ld = leitura do densimetro no meio dispersor (ver Anexo), na
mesma temperat
ra da suspensio
h - massa do material Gmido submatido j sedimentagao, em g
h = umidade higroscopica do material passado na peneira de
2,gr~n;
5.4 E&&r0 das pticuZas de solo em suspensZ0
Calcular o dismetro r&imo das particulas em suspensaoa, no
moment0 de cada leitu
ra do densimetro, utilizando-se a express20 (Lei de Stokes):
Onde :
d = di&netro miximo das particulas, em mm
n = coeficiente de viscosidade do meio dispersor, a temperatura
de ensaio, em
g x s/cm2
a = altura de queda das particulas, corn resolugao de 0.1 cm,
correspodente a
leitura do densimetro, em cm (ver Anexo)
7 Para efeito de calculo, considerar:
hd = 1,000 g/cm3; V = 1.000 cm3 e 6c = 1,000 g/cm3
s 0 di%oetro dximo das partlculas em suspensso, no moment0 de
cada leitura do densimetro, pode tambern ser determinado
pelo,m6todo grsfico de Casagrande (ver Anexo) .
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t - tempo de sedimentacao. em s
6 -
nes5aespecTficadDsgr~sdosolo,determinadadeacordoamaNBR6~08,emg/cm~;
d I massa especifica do meio dispersor, 5 temperatura de ensaio,
em g/cm3
rota: Para efeito de cilculo, considerar 6d = 1,000 g/cm3 e u
correspondente
ao coeficiente de viscosidade da igua (ver Tabela 2).
TABELA 2 - Vlsaesiddr da 6@a IVabrss am 10 S Q X sk.m*) ---
,+w.u: Para temperaturas intermediirias, obter a viscosidade da
igua por interp2
lacao I inear.
5.5 Porcentagem de materiais que passam na6 peneims de 1,2, 0,6,
0,42, os25, 0.15 e 0,075 mn
Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras
acima referidas, I!
tilizando-se a expressao:
Qf = Mh x 100 - Hi (100 + h)
x N Hh x 100
Onde:
Qf = porcentagem de material passado am cada peneira Mh
- massa do material rimido submetido ao peneiramento fino ou a
sedimenta
CSO, conforme o ensaio tenha sido realizado apenas por
peneiramanto ou
por combinacio de sedimentaGo e peneiramento,
respectivamente
h - umidade higroscopica do material passado na peneira de 2,0
mm
i = massa do material retido acumulado em cada peneira
N = porcentagem de material que passa na peneira de 2.0 mn,
calculado corfor
me indicado em 5.2.
6 RESULTADOB
0 resultado final deve ser apresentado graficamente, dispondo-se
em abcissas OS
dismetros das particulas, em escala logaritimica, e em ordenadas
as porcentagens
das particulas menores do cue os dia^metros considerados, em
escala aritmdtica.
IANExo
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UBR 7101l1984
ANEXO - LEITURA 00 OENSI-METRO
9
A-l VARlA@iO DAS LEITURAS DO DENSlhWTRO. NO ME10 DISFERSOR, EM
FUNCAO DA TEMPERATURA
A-l.1 Para cada densimetro construir a curva de variagao das
leituras. Ld, no
maio dispersor, em fungao da temperatura.
A-l.2 Para tanto, diluir, em proveta, 125 cm da solucao indicada
em 4.3.2, em
875 cm3 de igua destilada.
A-l.3 Corn a proveta imarsa em urn recipiente corn igua, provido
de dispositlvo e
ra controle de temperatura, variar a tamperatura do meio
dispersor e obter diver -
sas leituras densiktricas. em uma faixa compreendida entre 10C e
35C, as quais
devem ser feitas na parte superior do menisco.
A-1.4 Corn os valores obtidos construir uma curva, coma
exemplificado na Figura 5.
A-2 VARlA#O DA ALTURA OEQUEDA DAS PARTkULAS EM FUN@0 DA LEITURA
DO DENSMETRO
A-2.1 Para cada densimetro construir as curvas de variagao da
altura de queda
das particulas, de 2. em fungao da leitura do denslmetro.
A-2.2 Para tanto, determinar a distjncia, 2, de cada trago
principal da gradua
gao ao centro de volume do densimetro ; a para isso medir a
diskcia de cada tra
go principal da graduagao do densimetro 2 base da haste e somar
a essa distsncia
metade da altura do bulb0 (medida da base da haste a extremidade
do bulbo).
A-2.3 Corn OS valores obtidos construir uma curva
correlacionando as alturas de
queda. 5, corn as leituras do densimatro, corn0 exemplificado na
Figura 6. Essa cur
va i villda para as leituras efetuadas nos dois primeiros
minutes de ensaio, quan
do o densimetro permanece mergulhado na dispersao.
A-2.4 Para as leituras subsequentes construir uma curva
correlacionando as altu -
ras de queda corrigidas, 2 , corn as leituras do densimetro,
coma exemplificado na
Figura 6, utilirando a seguinte expressso:
V a =a -a
2A
Onde :
va = volume da parte imersa do densimetro, obtido pesando-se o
densimatro ou
imergindo-o em igua em uma proveta graduada
A = srea da secao interna da proveta, obtida dividindo-se 0
volume de
1.000 cm3 pela distkcia medida entre o fundo da proveta e o
trago car _
respondenta a esse volume
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FIGURA 5 - Exemplo de curva de varia$io das leituras do
densimetro. no meio disperser, em fun& da temperatura
)4-m. - -. . =. - .. *
z I*- 2
3 CURVA o
8 zoo-
IPam OB trir primeiroa biturae)
i
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A-3 oETERMlNACA0 DO DliiMTRO MkXlMCl DAS PARTk3JLAS PELO
NOMOORAMA DE A. CASAGRANDE
A-3.1 A determinagso do di%etro msximo das particulas pela Lei
de Stokes pod=
ser feita utilizando-se o nomograma elaborado por Casagrande. A
Figura 7 fornece
as indicagoes necessirias para sua elaboragao e a Figura 8
apresenta urn nomograma
ja elaborado. 0 nomograma, constituindo-se em representagSo
grsfica da Lei de
Stokes, 6 adaptive1 a qualquer densimetro, desde qua se tenha
feito a correlagao
entre as alturas de queda e as leituras do densimetro. Esta
correlagao pode ser
feita no p&prio nomograma, marcando-se contiguamente i
escala das alturas de quc
da as leituras correspodentes do denslmetro, lembrando.
por&a, que a correlagio
para as trG5 primairas leituras. correspondentes aos tempos de
sedimentagao de 0.5.
1 e 2 minutos, i diferente daquela para as leituras
subseqlentes. A chave para a
utilizacao do nomograma esti apresentada na Figura 8.
A-3.1.1 Para exemplificar. considerem-se os seguintes dados
obtidds de ensaio:
L - leltura do densimetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 1,028
t - tempo de sedimentagao . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 4 minutos
T - temperatura da suspensao . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21C
6- massa especifica dos grgos do solo . . . . . . . . 2.56
g/cm
Considere-se, ainda, que, para o densrmetro utilizado no ensaio,
as curvas de va -
riagso da altura da queda das particulas em fungi0 da leitura do
densimetro sejam
aquelas exemplificadas na Figura 6. Para L = 1,028 obtim-se,
portanto, a = 17 cm.
A seguir, proceder corwo segue:
a) ligar OS valores 2~6 e 21, das respectivas escalas 6 e T, por
uma re
ta que cortar5 a escala A no ponto 11,6;
b) outra reta ligando OS valores de 17.0 cm e 4 minutos, das
respectivas
escalas a a t, determinari, na escala V. a velocidade de 0,068
cm/s;
c) uma terceira reta, ligando este valor ao ponto 11,6, na
escala A. COT
tars a escala d no ponto 0,028 mm, que G o djsmetro &ximo
procurado
das partlculas am suspenszo, para este exemplo.
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12 hBR 71S1/1964
Id
w
-ll
16
NY
,l
1
X
FIGURA 7 - Coest~qlo do nemogmna ds ha#ffmb
-
A,W
5 --
6 --
7 --
0 --
0 --
10 --
n --
12 --
13 --
z5 --
so
35
40
NOTACAO
f
35
30
25
20
15
10
FIGURA 8 -. Nomograma de Caragrnnde
LCI DE STOKES
d= AiT
A. 1.000 n
6 -bd v=
+
CHAVE
d vt
1 ..- _...___. .._._ -l....,.~ ..,., ,~. ,.~ ,.,.,, ~, .,. ..,
.,., .,. .
