UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARABADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

LABORATRIO DE SOLOSANLISE GRANULOMTRICA DE SOLOS POR SEDIMENTAO

DNER-ME 51-64

1. OBJETIVOEste Mtodo fixa pelo qual se procede anlise granulomtrica de solos. A anlise granulomtrica descrita neste Mtodo a combinao de anlise por sedimentao e por peneiramento.

2. APARELHAGEMA aparelhagem necessria a seguinte: a) aparelho de disperso com hlices substituveis e copo munido de chicanas;

b) peneiras de 50-38-25-19-9,5-4,8-2,0-1,2-0,6-0,42-0,30-0,15 e 0,075mm, inclusive tampa e fundo, de acordo com a especificao Peneiras de malhas quadradas para anlise granulomtrica de solosABNT EB-22R;c) agitador para peneiras, com dispositivo para fixao desde uma peneira at seis;

d) proveta de vidro, de cerca de 45 cm de altura e 6,5 cm de dimetro, com trao indicando 1000 ml a 200 C;e) estufa capaz de manter a temperatura entre 1050 e 1100 C;

f) balana com capacidade de 1 kg, sensvel a 0,1g;g) balana com capacidade de 200g, sensvel a 00,1 g;

h) cpsula de porcelana com capacidade de 500ml;i) densmetro de bulbo simtrico a 200 C e graduado em 0,001, de 0,995 a 1,050;

j) termmetro graduado em 0,50 C, de 00 a 500 C;k) cronmetro para intervalo de tempo at 30 minutos com preciso de 1 segundo;

l) relgio de alarme para intervalo de tempo at 120 minutos, com preciso de 1 minuto;m) banho no qual se possam colocar as provetas de modo a conservar as disperses em temperatura aproximadamente constante durante o perodo de sedimentao;

n) bcher de vidro com capacidade de 250 ml.3. AMOSTRAA amostra para ensaio ser obtida de acordo com o item 4 do mtodo de Preparao de amostras de solos para ensaios de caracterizao, DPT M-41.

4. ENSAIOa) Determina-se a umidade higroscpica do material, pela frmula:onde:

h - teor de umidade, em percentagem;ph- peso do material mido;Ps- peso do material seco em estufa a 1050 C - 1100 C, at constncia de peso.Fazem-se as pesagens com a aproximao de 0,01 g.Sedimentao

b) pesa-se em um bcher, com aproximao de 0,1g, o material. A seguir, juntam-se, como defloculante, 125ml de soluo de hexametafosfato de sdio com a concentrao de 45,7g de sal por litro de soluo, agitando-se at que todo o material fique perfeitamente molhado, e deixa-se em repouso pelo tempo mnimo de 12 horas;

c) verte-se ento a mistura no copo de disperso, removendo-se com gua destilada todo o material que tenha aderido ao bcher. Adiciona-se mais gua destilada at que o nvel fique 5cm abaixo da borda do copo, e submete-se a mistura ao do aparelho de disperso. O tempo de disperso poder ser de 5,10 ou 15 minutos, dependendo do ndice de plasticidade do solo. Os solos com ndice de plasticidade com menor ou igual a 5 podero ser dispersados em 5 minutos; os de ndice de plasticidade entre 5 e 20, em 10 minutos, e os de ndice de plasticidade maior que 20, em 15 minutos. Solos contendo grande percentagem de mica podem ser dispersados em 1 minuto;

d) transfere-se a disperso para a proveta, removendo-se com gua destilada todo material que tenha aderido ao corpo do dispersor. Junta-se gua destilada at atingir o trao correspondente a 1000ml; em seguida, coloca-se a proveta no banho. Agita-se com uma baqueta para manter, tanto quanto possvel, as partculas em suspenso. Logo que a suspenso atinja a temperatura de equilbrio, retira-se a proveta do banho e tampando-lhe a boca com uma das mos, executam-se, com o auxlio da outra, durante 1 minuto, movimentos enrgicos de rotao, pelos quais a boca da proveta passe de cima para baixo e vice-versa;

e) imediatamente depois de terminada a agitao, coloca-se a proveta no banho, anota-se a hora exata do incio da sedimentao e mergulha-se cuidadosamente o densmetro na suspenso. Fazem-se as leituras do densmetro correspondente aos tempos de sedimentao, t, de 30 seg,1 e 2 min, conservando o densmetro na suspenso; terminadas as leituras retira-se lenta e cuidadosamente o densmetro da suspenso. Fazem-se leituras subseqentes a 4,8,15 e 30min, 1,4 e 25 horas a contar do incio da sedimentao. So facultativas as leituras correspondentes a 2,8 e 50 horas. Por ocasio de cada leitura do densmetro, anota-se a temperatura da suspenso com aproximao de 0,50 C;

f) aps cada leitura, excetuadas as duas primeiras, retira-se lentamente o densmetro e mergulha-se em gua temperatura do banho. Cerca de 15 a 20 seg antes de cada leitura, mergulha-se lenta e cuidadosamente o densmetro na suspenso, fazendo-se as leituras na parte superior do menisco, com aproximao de 0,0002, aps o densmetro ter ficado em em equilbrio.

Sedimentaoa) material proveniente do ensaio de sedimentao - terminadas as leituras feitas por ocasio do ensaio de sedimentao, verte-se e lava-se a suspenso, com gua potvel, na peneira de 0,075 mm; remove-se, com excesso de gua, todo o material que tenha aderido proveta. Seca-se a parte retida na peneira, em estufa a 1050 - 1100 C, at constncia de peso e passa-se nas peneiras de 1,2 - 0,6 - 0,42 - 0,30 - 0,15 e 0,075 mm, anotando-se, com aproximao de 0,1g, os pesos acumulados em cada peneira;

b) material retido na peneira de 2,0mm - pesa-se o material na peneira de 2,0mm. Passa-se este material nas peneiras de 50 - 38 - 25 - 19 - 9,5- 4,8 - 2,0mm, anotando-se, com aproximao de 0,1g, os pesos retidos em cada peneira.5. CLCULOS Peso total da amostra seca - subtrai-se o peso do material seco retido at a peneira at a peneira de 2,0mm, do peso total da amostra seca ao ar; multiplica-se a diferena assim obtida pelo fator de correo 100/100+h em que h a unidade higroscpica determinada como 4a. Somando-se este resultado ao peso do material retido na peneira de 2,0mm, obtm-se o peso total da amostra seca.

Peso do material seco usado na suspenso - obtido multiplicando o peso do material seco ao ar pelo fator de correo 100/100+h em que h a umidade higroscpica. Porcentagem de material que passa nas peneiras de 50-38-25-19-9,5-4,8 e 2,0mm - com o peso do material retido em cada uma das peneiras acima consideradas, calcula-se a porcentagem retida em relao ao peso da amostra total seca; com esta, a percentagem acumulada em cada peneira,e, por subtrao de 100, a porcentagem passando em cada peneira considerada.

Percentagem do material em suspenso -acha-se a percentagem correspondente a cada leitura do densmetro, referida ao peso total da amostra, pela frmula:em que:

Q - porcentagem do material em suspenso no instante da leitura do densmetro;N - porcentagem da amostra total que passa na peneira de 2,0mm;Ps - peso do material seco usado na suspenso, em g; - massa especfica real do solo, em g/cm3;Lc - leitura corrigida do densmetro (Lc=L+R), em que L a leitura na parte superior do menisco e R a correo devida ao menisco e variao de densidade do meio dispersor, proveniente da adio do defloculante e da variao de temperatura, obtida da calibrao do densmetro utilizado no ensaio.

Dimetro das partculas de solo em suspenso a) calcula-se o dimetro mximo das partculas em suspenso, no momento de cada leitura do densmetro, pela frmula (expresso da lei de Stokes):em que: d - dimetro mximo das partculas, em mm; - coeficiente de viscosidade do meio dispersor (gua), em g seg./cm2; a - altura de queda das partculas, correspondentes leitura do densmetro, em cm, obtida na curva de calibrao do densmetro; t - tempo sedimentao, em seg.; - massa especfica real do solo, em g/cm3; a-densidade absoluta do meio dispersor, em g/cm3.

b) a tabela abaixo d os dimetros d correspondentes aos tempos t prescritos neste Mtodo, admitidos os seguintes valores na frmula de Stokes: a = 20 cm; = 1,03x10-5 g.seg./cm2 (gua a 200C); = 2,65 g/cm3; a= 1 g/cm3 (gua a 200 C).

Plan1

t - mind - mmt - horasd - mm

0.50.08710.0079

10.06120.0056

20.04340.0039

40.03180.0028

80.022250.0016

150.016500.0011

300.011

t - mind - mmt - horasd - mm

0.50.08710.0079

10.06120.0056

20.04340.0039

40.03180.0028

80.022250.0016

150.016500.0011

300.011

Plan2

Plan3

c) para alturas de queda diferentes de 20 cm, multiplicam-se os dimetros obtidos na Tabela pelo coeficiente:d) para massas especficas reais de solos diferentes de 2,65 g/cm3,multiplicam-se os dimetros obtidos na Tabela pelo coeficiente:e) para viscosidade da gua diferentes de 1,03x10-5 g seg./cm2, multiplicam-se os dimetros obtidos na Tabela pelo coeficiente:

f) a correo Ka pode ser obtida diretamente da figura 6, desenhada para cada densmetro e que relaciona as leituras do densmetro a esta correo. As correes K e K podem ser obtidas com auxilio das figuras 7 e 8.

Percentagem de material que passa nas peneiras de 1,2-0,6-0,42-0,30-0,15 e 0,075mm -com o peso do material seco retido em cada uma das peneiras acima consideradas, calcula-se a percentagem retida em relao ao peso da amostra parcial seca usada na sedimentao; com esta, a percentagem acumulada em cada peneira; por subtrao de 100, a percentagem que passa da amostra parcial em cada peneira considerada. Exprimindo esta percentagem em relao percentagem que passa da amostra total na peneira de 2,0mm, ter-se- a percentagem que passa da amostra total seca. 6. RESULTADOS Curva de distribuio granulomtrica - desenha-se a curva de distribuio granulomtrica,marcando-se em abscissas(escala logartmica) os dimetros das partculas e em ordenadas(escala aritmtica) as percentagens das partculas menores do que os dimetros considerados;

Grfico de distribuio da curva granulomtrica

Grfico5

12.0397542678

12.9920512155

13.7402845316

14.0123693738

14.4204966371

14.8286239005

15.2367511638

15.7809208482

16.121026901

16.8012390065

19.1031383326

20.5081800812

21.7241965906

21.8015371245

22.3730050859

23.7479890697

26.4593

38.034

56.4171

82.7271

90.7155

93.9897

DIMETRO DAS PARTCULAS

% QUE PASSA DA AMOSTRA TOTAL

Granulometria

MINISTRIO DO EXRCITO

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA% Que passaDiam. Part.% Retida

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE FORTIFICAO E CONSTRUO93.989738.112.0398

90.715525.412.9921

ANLISE GRANULOMTRICA DOS SOLOS82.727119.113.7403

OBRA:DATA:

REGISTRO:VISTO:

AMOSTRA:OPERADOR:

56.41719.514.0124

Amostra Total SecaUmidade HigroscpicaResumo Granulometria38.03404.815.2368

Amostra Total mida (g)2,000.00Peso Cpsula Nr. 99 (g)15.40PedregulhoAreia Fina26.4593215.7809

Retido nr. 10 (g)1,411.64Cpsula e Solo mido (g)35.10Acima 4,8 mm61.970,42 - 0,05 mm5.0089.75291.272.1982

Passando Nr. 10 mida (g)588.36Cpsula e Solo Seco (g)32.73Areia GrossaSilte84.55630.677.5084

gua (g)80.46Solo Seco (g)17.334,8 - 2,0 mm11.570,05 - 0,005 mm3.0682.39650.4282.1042

Passando Nr. 10 Seca (g)507.90gua (g)2.37Areia MdiaArgila82.10420.382.3965

Amostra Total Seca (g)1,919.54Umidade Higroscpica(%)13.682,0 - 0,42 mm4.66Abaixo 0,005mm13.7477.50840.1584.5563

Fator de Correo0.8797Total .....................................................100.0072.19820.07489.7529

15.78090.029600858426.4593

15.23680.020054803238.0340

PENEIRAMENTO DA AMOSTRA TOTAL (AT)14.01240.007580003156.4171

13.74030.005404352682.7271

PeneirasMaterial Retido% Que PassaPeneiras12.99210.00274611790.7155

Peso (g)% Amostra Total% AcumuladaAmostra Total(mm)12.03980.001120029493.9897

1 1/2 pol115.376.016.0193.9938.10

1 pol62.853.279.2890.7225.40

3/4 pol153.347.9917.2782.7319.10

3/8 pol505.0326.3143.5856.429.50

Nr. 4352.8718.3861.9738.034.80

Nr. 10222.1811.5773.5426.462.00

Total Ret. #101,411.64

PENEIRAMENTO DA AMOSTRA PARCIAL (AP)

Amostra Parcial (Ph) =70Amostra seca parcial =61.58

PeneirasMaterial Retido% Que Passa% Que PassaPeneiras

Peso (g)% Amostra Total% AcumuladaAmostra ParcialAmostra Total(mm)

Nr. 166.3110.2510.2589.7523.751.2

Nr. 303.205.2015.4484.5622.370.6

Nr. 401.332.1617.6082.4021.800.42Dimetros0.00130.00310.00610.00860.01220.01660.02330.03340.04710.0664

Nr. 500.180.2917.9082.1021.720.3Partculas(mm)

Nr. 1002.834.6022.4977.5120.510.15

Nr. 2003.275.3127.8072.2019.100.074% Que Passa27.5834.0238.6240.2341.642.5244.5944.3645.5146.66

Amostra Total

SEDIMENTAO

Densidade dos Gros2.7151Densmetro Nr.32

Tempo DecorridoLeituraTemperaturaCorreoLeituraAltura de% Que PassaDimetros

(min)Densmetro(Celsius)CorrigidaQueda (cm)Amostra TotalPartculas(mm)

Sedimentao