TRABALHO ACADÊMICO

Análise Granulométrica

Aluno: Francisco Fabio Dantas

06/03/2013

BREVE DESCRIÇÃO DO OBJETIVO, METODOLOGIA E RESULTADOS DOS ENSAIOS GRANULOMETRIAFONTE: Curso de básico mecânica dos solos em 16 aulas, / 3ª Edição. Carlos Souza Pinto – São Paulo: Oficina de Textos, 2006. Mecânica dos Solos dos Estados críticos/3ª Edição. J. A. R. Ortigão – Rio de Janeiro – Terratek, 2007Artigos extraídos da WEB.

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA (NBR 7181)

OBJETIVO

O objetivo do ensaio é determinar a porcentagem em massa de material de

vários diâmetros por meio de peneiramento manual.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

“A análise da distribuição das dimensões dos grãos, denominada análise

granulométrica, objetiva determinar uma curva granulométrica” (ORTIGÃO, 1995, p.

7). Também pode ser considerada a relação entre as dimensões das partículas de um

solo e as proporções relativas com que as partículas com essas dimensões ocorrem no

solo.

Quando o solo é formado por parcelas de solo grosso e fino, geralmente a

análise granulométrica é feita pela combinação dos ensaios de peneiramento e

sedimentação (granulometria conjunta). No processo de peneiramento uma porção de

solo pode ser do tipo “retida” e outra do tipo “passante”, e é, a abertura da malha que

classificara como grãos grossos ou finos respectivamente.

Toda porção de solo que ficar retida na peneira de diâmetro 0,075 mm ( #200 ) é

considerada do tipo grossa, caso contrário é do tipo fina. Se a porcentagem de partículas

que passa for inferior a cinqüenta por cento (% que passa #200 < 50%) o solo é do tipo

grosso. Caso a porcentagem de partículas que passa for superior a cinqüenta por cento

(% que passa #200 > 50%) o solo é do tipo fino. As porções finas (menores que 0,075

mm ) são classificadas por processos de sedimentação, quanto às porções grossas são

classificadas por peneiramento.

Quando definido um solo como sendo do tipo grosso, ele passara por uma

segunda peneira de 7,46 mm (# 4). Caso a porcentagem de solo que passa for inferior a

cinqüenta por cento (% que passa #4 < 50%) ele é identificado como um pedregulho

(G). Caso a porcentagem que passa for maior que cinqüenta por cento (% que passa #4

> 50%) ele será identificado como uma areia (S).

Os solos grossos possuem sub grupos do tipo: grossos e finos. Solos grossos do

tipo grossos incluem pedregulhos e areias grossas são aqueles retidos pela peneira de

diâmetro 2 mm. Quanto aos passantes são do tipo grossos finos incluem areias médias e

finas. As areias finas possuem outra parcela granulométrica no processo de

sedimentação.

Segundo as dimensões padrões das partículas constituintes de um solo, podemos

classificá-la; como pedregulho para partículas com diâmetro entre 76 e 4,8mm, areia

para diâmetro entre 4,8 e 0,05mm, silte para diâmetros entre 0,05 e 0,005mm e argilas

para partículas com diâmetro inferior a 0,005mm. Representada no esquema a seguir:

FIGURA 1 – Classificação das partículas

Em laboratório não houve a possibilidade de execução do ensaio de

sedimentação, só foi possível realizar o ensaio de peneiramento, que consiste em utilizar

peneiras padronizadas (NBR 5734).

“Identificando o solo como sendo de granulação grosseira pedregulho ou areia é

importante conhecer sua característica secundária. Se a porção de solo tiver poucos

finos, inferior a 5 % passando na peneira no 200, deve-se verificar como é a sua

composição granulométrica. Os solos granulares podem ser “bem graduados”(W) ou

“mal graduados”(P). Nestes, há predominância de partículas com um certo diâmetro,

enquanto que naquelas existem existem grãos ao longo de uma faixa de diâmetros. Essa

característica é verificada pelo “coeficiente de não uniformidade” (CNU)”. (Pinto,

Carlos de Souza, 2002, pg 53)

“Outro coeficiente não tão empregado quanto CNU é o “coeficiente de

curvatura” (CC), que detecta melhor o formato da curva granulométrica e permite

identificar eventuais descontinuidades ou concentrações muito elevada de grãos mais

grossos no conjunto”. (Pinto, Carlos de Souza, 2002, pg 54)

Uma pedregulho bem graduado apresenta valores de CNU > 4, quanto as areias

devem apresentar um valor de CNU > 6. Quanto as valores de CC,devem ficar entre 1 e

3 (1< CC< 3).

PROCEDIMENTOS

O procedimento adotado em laboratório foi o peneiramento manual, onde a

amostra foi separada em solo fino (material que passa pela peneira 2 mm) e solo grosso

(material que fica retido na peneira 2 mm), conforme determina a NBR 7181. A massa

de material retida em cada peneira foi então pesada para o cálculo das porcentagens de

material retidas e porcentagens de material retidas acumuladas.

RESULTADOS

Dados obtidos em laboratório:

- Massa inicial da amostra: 999,99g;

- Massa de material retido na peneira 2 mm (solo grosso): 346,18g;

- Massa de material que passou na peneira 2 mm (solo fino): 652,21g.

CÁLCULOS INICIAIS:

Massa total da amostra seca (considerando a umidade h = 25,71% e massa de

material retido na peneira 2 mm Mg = 323,39 que é a soma das massas de material

retidas nas peneiras com abertura superior e igual a 2 mm)

Peneira Massa retida

(g)

Massa retida

acumulada

Porcentagem que passa

(%)

Porcentagem que fica

retida (%)

Classificação do soloNº Diâmetro

(mm)

(g)1 ½ 38,1 100,00 0,00 Pedregulho1 25,4 100,00 0,00 Pedregulho¾ 19.1 100,00 0,00 Pedregulho⅜ 9,52 28,24 28,24 96,72 3,28 Pedregulho4 4,76 34,12 62,36 92,76 3,96 Pedregulho8 2,38 161,88 224,24 73,97 18,79 Areia grossa10 2,00 99,15 323,39 62,47 11,50 Areia grossa

Fundo 22,25 345,64 - - -16 1,19 174,39 174,39 45,63 54,37 areia média30 0,60 250,49 424,88 21,45 78,55 areia média40 0,42 94,82 519,70 12,30 87,70 areia média50 0,29 44,56 564,26 8,00 92,00 areia fina60 0,25 32,05 596,31 4,90 95,10 areia fina100 0,15 38,34 634,65 1,20 98,80 areia fina200 0,075 11,32 645,97 0,11 99,89 areia fina

Fundo 1,15 647,12 0,00 100,00Tabela 2 – Análise granulométrica

Para o cálculo das porcentagens de material que passam em cada peneira

utilizou-se a fórmula descrita na NBR 7181 para peneiramento grosso:

Onde: Ms = Massa total da amostra seca (calculada acima);

Mi = Massa retida acumulada em cada peneira.

E para o peneiramento fino:

Onde: Mh = Massa de material submetido ao peneiramento fino;

N = Porcentagem de material retido acumulado na peneira 2 mm;

Mi = Massa de material seco retido acumulado em cada peneira.

Como as massas retidas nas peneiras são da amostra úmida e não seca, o termo:

foi substituído por apenas , resultando em:

Então tem-se a curva granulométrica:

Curva Granulométrica

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,01 0,1 1 10 100

Porc

enta

gen

s pas

sante

s

Gráfico 1 – Curva granulométrica

As características dos solos granulares verificadas pelos coeficientes de não

uniformidade e coeficiente de curvatura:

Seja Coeficiente de Não Uniformidade (PINTO, 2006, p. 54):

E o Coeficiente de Curvatura (PINTO, 2006, p. 54):

Quanto a origem e forma como foi coletado o solo é desconhecida pela equipe

responsável pelo ensaio. O solo utilizado estava a disposição em laboratório.

Como a porcentagem de material que passou pela peneira 0,075 mm é menor

que 50%, o solo é de granulação grosseira. A porcentagem passante pela peneira de n o 4

é maior que 50%,a amostra é classificada como areia (S). Quanto a sua composição é do

tipo mal graduado CNU < 6. Portanto nosso solo é do tipo : areia mal graduada (SP).

DISCUSSÃO

De acordo com a norma (NBR 7181), durante o processo de peneiramento se faz

necessário desmanchar todos os torrões existentes na amostra. De maneira a assegurar

que apenas os grãos com diâmetros maiores do que a abertura da malha fiquem retidos.

No ensaio este procedimento não foi realizado segundo a norma por falta de

acompanhamento da mesma.

Além da falta de cuidado no processo de destorroamento do material, pecou-se em

outros procedimentos da norma. A amostra desagregava mas estava muito úmida para

realização do ensaio deveria ser seca ao ar, o que facilitaria seu destorroamento.

Do material passante na peneira de no 10 (0,2 mm), deveria ser tomada 100g para três

amostras de umidade. Tomar ainda 120g do material para ser lavado na peneira no 200

vertendo água potável a baixa pressão.

Para então realizar o peneiramento fino deveríamos secar o material retido na peneira de

0,075 mm em estufa, à temperatura de 105°C a 110°C, até constância de massa, e,

utilizando o agitador mecânico, passar nas peneiras de 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15, 0,075

mm.

Trabalhando com um solo muito agregado em torrões, devido a seu alto teor de umidade

o ensaio foi mal sucedido, pois os torrões apresentam comportamento de um grão

sólido, dando então características de um solo granular. Os torrões uma vez não

destorroados não apresentaram as verdadeiras características do material, pois as

pequenas partículas constituintes dos mesmos deixaram de passar pelas peneiras. Os

resultados encontrados podem ser totalmente divergentes da realidade. Os erros podem

ser tão absurdos que o solo em estudo pode ser uma argila ao invés de uma areia.