UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
Centro de Ciências Tecnológicas – CCT
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS
ROTEIRO – GRANULOMETRIA
1. Introdução
O ensaio de granulometria é utilizado para determinar a distribuição granulométrica
do solo, ou em outras palavras, a percentagem em peso que cada faixa especificada de
tamanho de grãos representa na massa seca total utilizada para o ensaio.
O ensaio de granulometria é dividido em duas partes distintas, utilizáveis de acordo
com o tipo de solo e as finalidades do ensaio para cada caso particular. São elas: análise
granulométrica por peneiramento e análise granulométrica por sedimentação. Os solos grossos
(areias e pedregulhos), possuindo pouca ou nenhuma quantidade de finos, podem ter a sua
curva granulométrica inteiramente determinada utilizando-se somente o peneiramento. Em
solos possuindo quantidades de finos significativas, deve-se proceder ao ensaio de
granulometria conjunta, que engloba as fases de peneiramento e sedimentação.
Através dos resultados obtidos desse ensaio, é possível a construção da curva de
distribuição granulométrica, que possui fundamental importância na caracterização geotécnica
do solo, principalmente no caso dos solos grossos.
2. Objetivo
O objetivo primordial do ensaio de granulometria é obter a curva granulométrica de
um solo. Através da curva granulométrica pode-se estimar as percentagens (em relação ao
peso seco total), correspondentes a cada fração granulométrica do solo.
3. Equipamentos
Os principais equipamentos e utensílios utilizados são:
- Balança
- Almofariz e mão de grau
- Cápsulas para determinação de umidade
- Estufa
- Jogo de peneiras (50|38|25|19|9,5|4,8|2,38|2|1,2|0,6|0,42|0,29|0,15|0,075mm)
- Agitador de peneiras e dispersor elétrico
- Proveta graduada de 1000ml
- Densímetro graduado de bulbo simétrico
- Termômetro
- Cronômetro
4. Preparação da Amostra
Após o recebimento da amostra de solo, efetua-se o seguinte procedimento:
1°) Seca-se uma determinada quantidade de solo ao ar (uma quantidade maior do que
aquela que será utilizada no ensaio), desmancham-se os torrões e, em seguida,
homogeneizasse o material cuidadosamente.
2°) Para que o material ensaiado seja representativo da jazida, a quantidade de solo a
ser utilizada no ensaio deve ser obtida por quarteamento (realizado manualmente ou com o
uso do quarteador), obtendo-se assim uma amostra de solo com o peso necessário para se
efetuar os ensaios (a quantidade de solo necessária para a realização do ensaio de
granulometria é função do tipo de solo: solos grossos requerem uma maior quantidade de solo
e vice-versa).
3°) Pesa-se a amostra de solo seco ao ar e peneira-se o material na #10 (2,00mm).
Deve-se tomar o cuidado de desmanchar os possíveis torrões que ainda possam existir no solo,
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de modo a assegurar que fiquem retidos na #10 apenas os grãos maiores que a abertura da
malha.
4°) O material retido na #10 (2,00mm) é utilizado no peneiramento grosso do solo. Do
material que passa na #10 retiram-se quantidades suficientes de solo para a realização do
peneiramento fino, do ensaio de sedimentação, para a determinação do peso específico dos
sólidos e para a determinação do teor de umidade do solo:
5. Procedimento Experimental
O procedimento experimental para o ensaio de granulometria divide-se em três partes
que são:
- Peneiramento Grosso
- Peneiramento Fino
- Ensaio de Sedimentação
5.1. Peneiramento Grosso
O peneiramento grosso é realizado utilizando-se a quantidade de solo que fica retida
na #10 (2,00mm), no momento da preparação da amostra, seguindo-se o seguinte
procedimento experimental:
1°) Lava-se o material na #10 colocando-o em seguida na estufa.
2°) As peneiras de aberturas maiores e igual a #10 são colocadas uma sobre as outra
com as aberturas das malhas crescendo de baixo para cima. Embaixo da peneira de menor
abertura (#10) será colocado o prato que recolherá os grãos que por ela passarão. Em cima da
peneira de maior abertura será colocada a tampa para que se evite a perda de partículas no
início do processo de vibração. O conjunto de peneiras assim montado poderá ser agitado
manualmente ou conduzido a um peneirador capaz de produzir um movimento horizontal e um
vertical às peneiras, simultaneamente.
3°) Pesa-se a fração de solo retida em cada peneira, até chegar à #10 (2,00mm).
5.2. Peneiramento Fino
O peneiramento fino é realizado utilizando-se cerca de 120g de solo que consegue
passar na #10 (2,00mm), no momento da preparação da amostra, seguindo-se o seguinte
procedimento experimental:
1°) Põe-se o material na #200 (0,075mm), lavando-o e em seguida colocando-o na
estufa.
2°) Junta-se e empilha-se as peneiras de aberturas compreendidas entre as peneiras
#10 (2,00mm) e #200 (0,075mm), coloca-se o material seco no conjunto de peneiras e agita-se
o conjunto mecânica ou manualmente (tomando-se todos os cuidados descritos para o caso do
peneiramento grosso).
3°) Pesa-se a fração de solo retida em cada peneira.
5.3. Sedimentação
Para a realização do ensaio de sedimentação, utiliza-se a amostra, obtida conforme
descrito anteriormente, com um peso entre 50 e 100g. O ensaio de sedimentação é realizado
seguindo-se o seguinte procedimento experimental:
1°) Coloca-se a amostra em imersão (6 a 24hs) com defloculante (solução de
hexametafosfato de sódio).
2°) Agita-se a mistura no dispersor elétrico por 5 a 15min.
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3°) Transfere-se a mistura para uma proveta graduada, completando com água
destilada até 1000ml e realiza-se o agitamento da mistura solo/água.
4°) Efetua-se leituras do densímetro nos instantes de 30s, 1min, 2, 4, 8, 15, 30min, 1h,
2, 4, 8, 24h.
6. Cálculos (exceto sedimentação)
6.1 – Massa Total da Amostra Seca
Utiliza-se a expressão:
(Mt - Mg)
Ms=
x 100 + Mg
(100 + h)
Onde:
Ms = massa total da amostra seca.
Mt = massa da amostra seca ao ar.
Mg = massa do material seco retido na peneira de 2,00mm.
h = umidade higroscópica da material passado na peneira de 2,00mm.
6.2 – Porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 50, 38, 25, 19, 9,5, 4,8, 2,38 e
2,0mm.
Utiliza-se a expressão:
(Ms - Mi)
Q g=
x 100
Ms
Onde:
Qg = porcentagem de material passado em cada peneira.
Ms = massa total da amostra seca.
Mi = massa do material retido acumulado em cada peneira.
h = umidade higroscópica da material passado na peneira de 2,00mm.
6.2 – Porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 1,2, 0,6, 0,42, 0,29, 0,15 e
0,075mm.
Utiliza-se a expressão:
Mh x 100 - Mi (100 + h)
Qf=
xN
Mh x 100
Onde:
Qf = porcentagem de material passado em cada peneira.
Mh = massa do material úmido submetido ao peneiramento fino.
h = umidade higroscópica da material passado na peneira de 2,00mm.
Mi = massa do material retido acumulado em cada peneira.
N = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0mm, calculado conforme indicado em 6.2.
7. Resultados
A partir dos valores calculados traça-se a curva de distribuição granulométrica,
marcando-se no eixo das abcissas, em escala logarítmica, os “diâmetros” das partículas e no
eixo das ordenadas, em escala natural, os percentuais das partículas menores do que os
diâmetros considerados, isto é, os percentuais de solo que passam nas peneiras.
8. Norma
NBR-7181/ABNT – Análise Granulométrica de Solos
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