SOLOS - ENSAIO DE GRANULOMETRIA SIMPLES POR PENEIRAMENTO -

UTILIZE A PLANILHA ON-LINE PARA A ANÁLISE DA CURVA GRANULOMÉTRICA DE SOLOS

O ensaio de granulometria de solos é fundamental no campo da engenharia geotécnica, desempenhando um papel crucial na caracterização e no entendimento das propriedades dos solos. Este procedimento fornece informações valiosas sobre a distribuição e o tamanho das partículas presentes em uma amostra de solo, o que é essencial para diversas aplicações na engenharia civil.

A determinação da granulometria por peneiramento se limita à dimensão mínima possível de 0,074 mm da Peneira Nº 200. Para determinar a curva granulométrica do material que passa na peneira Nº 200 (diâmetro inferior a 0,075 mm) é preciso utilizar o método de sedimentação contínua em meio líquido, baseado na lei de Stokes (assunto para outro post).

Para o peneiramento simples, utilizam-se as peneiras a seguir:

PENEIRAMENTO GROSSO:

2” (50 mm)
1 ½” (38 mm)
1” (25 mm)
3/4″ (19 mm)
3/8” (9,5 mm)
Nº 4 (4,8 mm)
Nº 10 (2,0 mm)

PENEIRAMENTO FINO:

Nº 16 (1,2 mm)
Nº 30 (0,6 mm)
Nº 40 (0,42 mm)
Nº 60 (0,25 mm)
Nº 100 (0,15 mm)
Nº 200 (0,075 mm)

Peneiras intermediárias podem ser utilizadas em casos de solos uniformes, tanto no peneiramento fino como no peneiramento grosso.

PROCEDIMENTO DE ENSAIO

PREPARAÇÃO DA AMOSTRA

A preparação da amostra para a realização do ensaio de granulometria segue as prescrições da norma ABNT NBR 6457 Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização.

1º PASSO: secar a amostra ao ar, até próximo da umidade higroscópica. A amostra deverá ser espalhada em superfície livre de impurezas e umidade, preferencialmente em ambiente que permita a exposição direta à luz solar e circulação natural do vento. Deve-se, ainda, revolver a amostra durante o período de exposição para garantir que a umidade seja uniforme.
2º PASSO: desmanchar os torrões, evitando-se quebra de grãos, e homogeneizar a amostra. A energia aplicada durante o destorroamento não deve ser capaz de quebrar as partículas, o que descaracteriza a amostra.
3º PASSO: verificar na amostra se há material que possa ficar retido na peneira de 76,2 mm (3”). Utilize a peneira para confirmar, descartando da amostra a parcela que ficar retida.
4º PASSO: do material passante na peneira 76,2 mm (3”), analisar visualmente a dimensão máxima contida na amostra para definir, a partir da tabela abaixo, o peso do material necessário para a realização do ensaio de granulometria.

O material assim obtido constitui a amostra a ser ensaiada, anotar como Mt.

ENSAIO DE GRANULOMETRIA

As etapas descritas a seguir, para a realização do ensaio de granulometria de solos, seguem as prescrições da ABNT NBR 7181 Solo – Análise granulométrica.

1º PASSO: A amostra tomada para o ensaio de granulometria deve ser passada na peneira Nº 10 (2,0 mm), separando o material retido e o material que passa. A amostra retida será utilizada no “peneiramento grosso”.
2º PASSO: Do material passante na peneira Nº 10 (2,0 mm), separar cerca de 100 g para cada uma das 3 cápsulas utilizadas na determinação da umidade higroscópica, que deverão ser pesadas e levadas à estufa, mantendo a uma temperatura de 105 ºC a 110 ºC até constância de massa (geralmente entre 16h e 24h).
3º PASSO: Lavar em água corrente o material retido na peneira Nº 10 (2,0 mm) (na própria peneira Nº 10) a fim de remover as partículas finas aderentes. Após retirar o excesso de água, levar o material à estufa e manter a uma temperatura de 105 ºC a 110 ºC até constância de massa (geralmente entre 16h e 24h). Pesar o material seco, denominado Mg.
4º PASSO: Realizar o peneiramento grosso (material Mg) utilizando as seguintes peneiras: 2” (50 mm), 1 ½” (38 mm), 1” (25 mm), 3/4″ (19 mm), 3/8” (9,5 mm), Nº 4 (4,8 mm) e Nº 10 (2,0 mm). Anotar o peso retido em cada peneira.
5º PASSO: Do material passante na peneira Nº 10 (2,0 mm), separar cerca de 120 g para o “peneiramento fino”. A amostra é denominada Mw.
6º PASSO: Lavar em água corrente o material fino (Mw) na peneira Nº 200 (0,075 mm) a fim de remover as partículas finas aderentes. Após retirar o excesso de água, levar o material à estufa e manter a uma temperatura de 105 ºC a 110 ºC até constância de massa (geralmente entre 16h e 24h).
7º PASSO: Realizar o peneiramento fino (lavado e seco em estufa) utilizando as seguintes peneiras: Nº 16 (1,2 mm), Nº 30 (0,6 mm), Nº 40 (0,42 mm), Nº 60 (0,25 mm), Nº 100 (0,15 mm) e Nº 200 (0,075 mm). Anotar o peso retido em cada peneira.

CÁLCULOS

MASSA TOTAL DA AMOSTRA SECA – Ms

$M_{s} = \frac{M_{t} - M_{g}}{100 - W} \times 100 + M_{g}$

Onde:
Ms é a massa total da amostra seca;
Mt é a massa da amostra seca em temperatura ambiente;
Mg é a massa do material seco retido na peneira de 2,0 mm;
W é a umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0 mm.

EXEMPLO:

MASSA DA AMOSTRA EM TEMPERATURA AMBIENTE – Mt = 2000 g
MASSA DA AMOSTRA SECA RETIDA NA PENEIRA Nº 10 – Mg = 803 g
UMIDADE HIGROSCÓPICA MÉDIA – w = 0,62 %

$M_{s} = \frac{M_{t} - M_{g}}{100 + W} \times 100 + M_{g} = \frac{2000 - 803}{100 + 0,62} \times 100 + 803 = 1992,62 g$

PORCENTAGENS DE MATERIAIS QUE PASSAM NAS PENEIRAS DE 50 mm 38 mm, 25
mm, 19 mm, 9,5 mm, 4,8 mm e 2 mm (PENEIRAMENTO GROSSO)

$Q_{g} = \frac{M_{s} - M_{r}}{M_{s}} \times 100$

Onde:
Qg é a porcentagem de material passado em cada peneira;
Ms é a massa total da amostra seca;
Mr é a massa do material retido acumulado em cada peneira.

EXEMPLO 1:

MASSA TOTAL DA AMOSTRA SECA – Ms = 1992,62 g (calculado anteriormente)
MASSA DA AMOSTRA SECA RETIDA ACUMULADA NA PENEIRA 1″ (25 mm) – Mr = 187,40 g

$Q_{g} = \frac{M_{s} - M_{r}}{M_{s}} \times 100 = \frac{1992,62 - 187,40}{1992,62} \times 100 = 90,60 \%$

Portanto, a porcentagem de material passante na peneira de 1″ (25 mm) é 90,60%.

EXEMPLO 2:

MASSA TOTAL DA AMOSTRA SECA – Ms = 1992,62 g (calculado anteriormente)
MASSA DA AMOSTRA SECA RETIDA ACUMULADA NA PENEIRA Nº 10 – Mr = 990 g

$Q_{g} = \frac{M_{s} - M_{r}}{M_{s}} \times 100 = \frac{1992,62 - 990}{1992,62} \times 100 = 50,32 \%$

Portanto, a porcentagem de material passante na peneira de Nº 10 (2,0 mm) é 50,32%.

PORCENTAGENS DE MATERIAIS QUE PASSAM NAS PENEIRAS DE 1,2 mm, 0,6 mm, 0,42 mm, 0,25 mm, 0,15 mm e 0,075 mm (PENEIRAMENTO FINO)

$Q_{f} = \frac{M_{w} \times 100 - M_{r}\left ( 100 + w \right )}{M_{w}\times 100} \times N$

Onde:
Mw é a massa do material úmido submetido ao peneiramento fino;
Mu é a massa do material úmido submetido ao peneiramento fino ou à sedimentação, conforme o ensaio tenha sido realizado apenas por peneiramento ou por combinação de sedimentação e peneiramento, respectivamente;
w é a umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0 mm;
Mr é a massa do material retido acumulado em cada peneira;
N é a porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm, calculada anteriormente no EXEMPLO 2.

EXEMPLO:

MASSA DA AMOSTRA QUE PASSA NA PENEIRA Nº 10 – Mw = 198,77 g
MASSA DA AMOSTRA SECA RETIDA NA PENEIRA Nº 16 (1,2 mm) – Mr = 9,70 g
PORCENTAGEM QUE PASSA NA PENEIRA Nº 10 – N = 50,32% (calculado anteriormente)
UMIDADE HIGROSCÓPICA MÉDIA – w = 0,62 %

$Q_{f} = \frac{M_{w} \times 100 - M_{r}\left ( 100 + w \right )}{M_{w}\times 100} \times N = \frac{198,77 \times 100 - 9,70\left ( 100 + 0,62 \right )}{198,77 \times 100} \times 50,32 = 47,85 \%$

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT NBR 6457 Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização
ABNT NBR 7181 Solo – Análise granulométrica

SOLOS – ENSAIO DE GRANULOMETRIA SIMPLES POR PENEIRAMENTO

UTILIZE A PLANILHA ON-LINE PARA A ANÁLISE DA CURVA GRANULOMÉTRICA DE SOLOS