ENSAIO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS POR PENEIRAMENTO

ENSAIO: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS POR PENEIRAMENTO

1. OBJETIVOS DO ENSAIO

A análise granulométrica de um solo é o estudo do tamanho das partículas ou grãos que compõem este solo; faz-se distribuindo-se em diversas frações de solos, conforme seus tamanhos. Estas frações do solo são expressas em porcentagens de peso da amostra tomada. A análise granulométrica de um solo serve para nos orientar sobre sua classificação e o comportamento do mesmo quanto a sua utilização na Engenharia Civil. De acordo com a escala granulométrica brasileira da ABNT, classificamos “as frações constituintes” do solo como: - pedregulho, conjunto de partículas cujas dimensões estão compreendidas entre 76 e 4,8mm; - areia,... entre 4,8 e 0,05mm; - silte, ... entre 0,05 e 0,005mm; - argila, ... inferiores a 0,005mm. Também é muito utilizado para fins rodoviários a escala granulométrica da AASHO, que classifica: - pedregulho: conjunto de partículas com Ø > 2,0mm; - areia grossa: conjunto de partículas com 2,0 > Ø > 0,42mm; - areia fina: conjunto de partículas com 0,42 > Ø > 0,074mm; - silto + argila: conjunto de partículas com Ø < 0,074mm. * Esta classificação é utilizada pelo DNER.  

1. APARELHAGEM UTILIZADA

• Balança (elétrica) com capacidade de 5 kg e sensibilidade de 0,1g;
• Pá de mão;
• Rolo de madeira para um pré-desterramento;
• Almofariz e mão de gral (o almofariz é uma tigela de porcelana com capacidade de 5 litros e a mão de gral uma espécie de soquete que serve para desterrar os torrões existentes no solo)
• Repartidor de amostras de 2,5cm de abertura;
• Duas cápsulas de porcelana de 200 ml e duas bacias esmaltadas para depositar o material na estufa;
• Estufa para secagem do solo, com temperatura de 105º a 110º;
• A série de peneiras de: 50,8mm; 38,1mm; 25,4mm; 19,1mm; 9,5mm; 4,8mm; 2,0mm; 0,6mm; 0,42mm; 0,30mm; 0,15mm; 0,075mm e o fundo.  

1. PREPARAÇÃO DA AMOSTRA

A amostra do solo que é recebido pelo laboratório deve ser seca ao ar livre em uma bacia rasa, por um período de tempo não inferior a 6(seis) horas.  Realiza-se uma homogeneização de material com uma pá manual e, ao mesmo tempo, faz-se um pré-desterramento com um rolo de madeira. Em seguida, leva-se a amostra ao almofariz (+5 kg) e com o auxílio da mão de gral, desmancham-se todos os torrões de solo existentes.  Após estas operações, passa-se a amostra no repartido de amostras, por mais de uma vez e, então, podemos tirar uma amostra significativa do solo para fazermos os ensaios de caracterização do solo, dentre eles, o de granulometria.

Como no ensaio granulométrico por peneiramento, via úmida, é necessário conhecermos a umidade higroscópica do solo, teremos que tirar uma amostra para tal obtenção (conforme item seguinte).  Já para o ensaio granulométrico por peneiramento é recomendado uma amostra de solo com um peso entre 1000 e 1500g para material argiloso ou siltoso e com peso entre 1500 e 2000g para material arenoso ou pedregulhoso.  

1. PROCEDIMENTO DO ENSAIO E CÁLCULO

Umidade Higroscópica A umidade higroscópica é a unidade correspondente à água que envolve as partículas do solo sob as condições climáticas do laboratório. A água envolve as partículas sobre a forma de uma película delgada e, por isso mesmo esta água só é significativa nas partículas de solo com dimensões inferiores a 2,0mm.

1. Descrição do estado

1. Toma-se 2(duas) amostras de material (peso entre 100 e 200g) com granulometria inferior a 2,0mm, coloca-se em duas cápsulas e pesa-se. O peso das cápsulas deve ser determinado;
2. Levam-se as cápsulas com as amostras a estufa de temperatura entre 105º e 110ºC por um período de tempo superior a 18 horas na estufa, deverá observar constância nos pesos;
3. Tirando-se as cápsulas da estufa, imediatamente faz-se novas passagens e, então, poderemos através dos cálculos do item seguinte, obtermos a unidade higroscópica do material.  

4.1.1. Cálculos

• PC = peso da cápsula vazia;
• Pch = peso da cápsula mais solo úmido contido na cápsula;
• Pcs = peso da casula mais solo seco contido na cápsula;
• Pa = peso da água

PA = Pch – Pcs;

• Ps = peso do solo seco

Ps =Pcs = -Pc  

• h% = umidade higroscópica

h% = Pa   x 100 Ps  

Adota-se uma umidade higroscópica média, visto que devemos trabalhar com mais de uma amostra para o ensaio.  Para o ensaio de peneiramento, via úmida, conhece-se o peso total da amostra úmida e determina-se, então, o peso seco pela seguinte forma:

Ps = Ph  100                         100h%

Deve-se observa que esta correção no peso total devido a umidade só é verificado na fração que passa na peneira nº 10.  

1. PENEIRAMENTO (VIA ÚMIDA)

        

4.2.1. Descrição do ensaio

Após o perfeito destorramento do material e a passagem do mesmo pelo repartidor de amostra, pesamos uma amostra de ± 1500g para o solo arenoso ou de ± 1000g para solos argilosos e, colocamos num balde juntamente com água, para com as mãos, fazer o desagregamento dos torrões de solo ainda existentes.  Faz-se passar a amostra na peneira de nº 10, isto por via úmida e parte do solo retido leva-se à estufa.  Em seguida, com o solo que passou através da peneira nº 10, faz-se uma lavagem sobre a peneira de nº 200 e a parte da amostra que passa por esta peneira é desprezada neste tipo de ensaio. Deve-se observar que a lavagem sobre a peneira de nº 200 deve ser demorada, para que todas as partículas de solo com dimensões inferiores a 0,074mm sejam escoadas. O material retido na peneira nº 200 após a lavagem também é levado à estufa para perfeita secagem.  Depois de perfeitamente seco, o material com Ø > 2,0mm e com  2,0mm ≥ Ø > 0,074mm é submetido a peneiramento durante 10 minutos na série de peneiramento citadas anteriormente. As frações de solos retidas em cada peneira são pesadas em balança com sensibilidade de 0,1g e os pesos são anotados para efetuarmos os cálculos necessários ao ensaio.