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c!l!D

02.453wLG - ANALISE GRANULOMETRICA NBR 7181

Mbtodo ds enaiO DE211964

SUMARIO1 Objetivo2 Norma5 urmplemsntares3 Apmlhagem4 Execu@o da wnaio5 Chubs6 RssultadorANEXO - Lsitura da dsnsfmimeno

1 OWETIVOEsta Norma prcscreve o metodo para a anal isc granulom@tric~ de solos, real izadapor peneiramento ou por uma combina&o de sedimentasao e peneiramento.

2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARESNa apl icacao desta Norma 6 nccessario con&l tar:

NBR 5734 - Peneiras para ensaio - EspecificagaoNBR 6457 - Preparacao de amostras de solo para ensaio normal de compactagao e

ensaios de caracteriza@o - Hetodo de ensaioNEIR 6508 - Graos de solos que passam na peneira de 4,8 mm - DetervinaF.io da

massa especif ica - M6todo de ensaio

3 APARELHAGEMA aparelhagcm neccssjr ia para a cxccu&o do ensaio Z$ a que se segue:

a) estufa capaz de manter a temperatura entre 60~ e 65Oc e entre 105~ e11oOc;

b) balancas que permitam pesar nominalmente 200 g, 1.5 kg, 5 kg c 10 kg, cornresoluches de 0701 9. 0,l 9, 0,5 g e I 4, respectivamente, e scnsibilidadescompativeis;

c) recipientes adequados, tais coma dessecadores, que prrmitam guardar amos -tras sem varia&o de umidade;

Oripem: ~rojtio - NBR 7181184

SISTEMA NACIONAL DE ABNT - ASSOCIACAO BAASILEIAAMETROLOGIA. NORMALIZACAO DE NORMAS Tt?CNICAS

E QUALIDADE INDUSTRIAL .5

Palmwm

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d) aparelho de dispersao (Figura l), corn hclices substituiveis (Figura 2) ecope munido de chicanas (Figura 3); a rotacao da h 25 10 15 a 25 5 095< 5 175 O,l

Este banho G dispensivel quando o ensaio for efetuado em ambiente corn tempera -tura aproximadamente constante.

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FIGURA 1 - Aparelho de dispersHo

FIGURA 2 - De& da h&lice

FIGURA 4 - DenrimetroFIGURA 3 - Copo de dispws5a

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4.2.2 Passar este material na peneira de 2.0 mm, tomando-se a precaugao de _esmanchar no almofariz todos os torrses eventualmente ainda existentes, de mode aassegurar a retengao na peneira somente dos graos maiores que a abertura da ma-lha*.

4.2.9 Lavar a parte retida na peneira de 2,0 mn a fim de eliminar o material fino aderente e secar em estufa a 105C / llOC, ati const8ncia de massa.Omaterialassim obtido 6 usado no peneiramento grosso.No&z: Para determinagao da distribuigzo granuloktrica do material, apenas par

peneiramento, proceder coma segue:a) do material passado na peneira de 2,O nun tomar cerca de 120 g. Pesar es

se material corn resoluggode 0,Ol ge anotar coma Hh. Tomar ainda cercade 100 g para trk determinagoes da umidade higroscopice (h), de acordocorn a NBR 6457;

b) lavar na peneira de 0,075 mn o material assim obtido, vertendo-se a&apotivel i baixa pressso;

c) proceder coma descrito a partir de 4.4.

4.3 Sedirnentapio4.3.1 Do material passado na peneira de 2,0 mm tomar cerca de 120 g, no case desolos arenosos, ou 70 9, no de solos siltosos e argilosos, para a sed i men tagso eo peneiramento fino. Pesar esse material corn resolugao de 0.01 g e anotar cotto flh.Tomar ainda cerca de 100 g pare tris determinagoes da umidade higroscoplca (h) ,de acordo corn a NBR 6457.4.9.2 Transferir o material assim obtido para urn bequer de 250 cm e juntar, cornauxilio de proveta. coma defloculante, 125 cm3 de solw$o de hexametafosfato des&do corn a concentragso de 45.7 g do sal por 1.000 cm3 de solug~os. Agitar o equer ate que todo o material fique imerso e deixar em repouso, no minima 12 horas.

4.3.3 Verter, entao, a mistura no cope de dispersao, removendo-se corn igua de?tilada, CM auxilio da bisnaga, o material aderido ao biquef. Adfcionar Sgua destilada ati que seu nivel fique 5 cm abaixo das bordas do cop0 e submeter 5 *agSo

2 Utilizar a escova corn cerdas metslicas para auxiliar a retirada dos gr;os retidos nas malhas da peneira, procedendo-se da mesma forma em todos OS passos queenvolvam 0 peneiramento.

3 A solugao de hexametafosfato de s6dio deve ser tamponada corn carbonato de sodio ati que a solug~o atinja urn pH entre 8 e 9, evitando assim a reversao d;isolugao para ortofosfato de s6dio. Em solos para OS quais o defloculante e aconcentra@o indicados nao forem eficazes na dispersso, deve-se investigar otipo e a dosagem do defloculante mais adequados.

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do aparelho dispersor durante 15 minutos.4.3.4 Transferir a dispersao para a proveta e remover corn sgua destilada, corn auxilio da bisnaga, tcdo o material aderido ao cope. Juntar igua destilada ati atingir o trago correspodente a 1.000 cm; em seguida, colocar a proveta no tanque para banho ou em local corn temperatura aproximadamante constante. Agitar freqlente -mente corn a bagueta de vidro para manter, tanto quanto possivel, as particulas emsuspensao. Logo que a disperszo atinja a temperatura de equilibrio, tomar a prove -ta e, tapando-lhe a boca corn uma das ties, executar, corn auxilio da outra,. movi -mentos enirgicos de rotacao, durante 1 minuto, pelos quais a boca da prbveta pas-se de cima para baixo e vice-versa.

4.3.5 Imediatamente apk terminada a agitagao, colocar a proveta sobre uma mesa,anotar a hora exata do inicio da sedimentagao e margulhar cuidadosamente o densi -metro na dispersao. Efetuar as leituras do densimetro correspondent!% aos temposde sedimentac~o (t) de 0,5, 1 e 2 minutos5. Retirar lenta e cuidadosamente o den-simatro da dispersao. Se o ensaio nao estiver sendo realizado em local de temperatura constante, colocar a proveta no banho onde permanecers ati a iiltima leitura.Fazer as leituras subseqientes a 4,8, 15 e 30 minutos, 1, 2. 4, 8 e 24 horas, acontar do iniclo da sedimentagao.

4.3.6 Cerca de 15 a 20 segundos antes de cada leitura, mergulhar lenta e cuidadosamante o densimetro na dispersao. Todas as leituras devem ser feitas na parte superior do menisco, corn interpolagso de 0.0002, apes o densimetro ter ficado em equilibrio. Assim que uma dada leitura seja efetuada. retirar o densimetro da disperGo e colocS-lo numa proveta corn Sgua limpa, i mesma temperatura da dispersso.

4.3.7 Ap& cada leitura, excetuadas as duas primeiras, medir a temperatura dadispersao, corn resolugao de O,lC.

4.3.8 Realizada a tilt ima, verter o material da proveta na peneira de 0,075 ml,proceder a remogzo corn igua de todo o material que tenha aderido 5s suas paredese efetuar a lavagem do material na peneira mencionada. esrpregando-se Sgua potsveli baixa pressso.

4 solos que contenham grzos susceptiveis de sofrerem quebra devem ser dispersesem urn interval0 de tempo menor.

5 Recomenda-se repetir as trk primeiras leituras. Para tanto, agitar novamentea proveta, conforme descrito em 4.3.4 e refazer as leituras para OS tempos de0,5, 1 e 2 minutos.

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64.4 Pensiramento fin0!jecar o material retido na peneira de 0,075 mm em estufa. i temperatura de 105Ca llOC, at6 constkia de massa, e, utilizando-se o agitador mec%-rico, passarnas peneiras de 1,2. 0.6. 0.42. 0.25, 0.15, 0,075 rd. Anotar mm resolucSode 0,Ol g as massas retidas acumuladas em cada peneira.

4.5 Peneimento gross04.5.1 Pesar o material, retido na peneira de 2.0 mn, obtido conforme 4.2.3, corna resolugao indicada em 4.2.1 e anotar.como M .94.5.2 Utilizando-se o agitador mekico, passar esse material nas peneiras de50, 38. 25, 19, 9.5 e 4,8 runs. Anotar corn a resolugso indicada em 4.2.1 asmassas retidas acumuladas em cada peneira.

5 ~ALCULOS

5.1 Massa total da mostra aecaCalcular a massa total da amostra seca, utilizando-se a expressso:

(5 -M)MS = x 100 + H(100 + h) 9

Onde:MS = massa total da amostra seca

Mt = massa da amostra seca ao arMg I massa do material seco retido na peneira de 2.0 mmh = umidade higrosc6pica do material passado na peneira de 2.0 rmn

5.2 Porcentagens de materiais que passmn nas peneiras de 50, 38, 2.5, 19, 9,5,4,8 e 2,O mn

Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras acima referidas,uti -lizando a expressao:

Q = (s - i) x 1009MS

Onde:Q, = porcentagem de material passado em cada peneiraus = massa total da amostra seca

i= massa do material retido acumulado em cada peneira

s NO case de solos uniformes, pode ser necessirio utilizar, tanto no peneiramnto fino coma no grosso, peneiras intermedisrias iquelas indicadas.

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5.3 porcentagene de material em suspensiioCalcular as porcentagens correspondentes a cada leitura do densimetro, referidasa massa total da amostra, utilizando-se a expressao:

Onde :

Q,= N x v Lsc (L - Ld) 7

(6 - 6d) Mh x 100(100 + h)

Q, = porcentagem de solo em suspensso no instante da leitura do densimetroN = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 rrm, calculado confor

me indicado em 5.26 = massa especifica dos graos do solo, em g/cm36d = massa especifica do meio dispersor, i temperatura de ensaio, em g/cmv = volume da suspensao, em cm6c = massa especifica da Sgua, i temperatura de calibraggo do densimetro

OOOC), em g/cm3L = ieitura do densimetro na suspensaoLd = leitura do densimetro no meio dispersor (ver Anexo), na mesma temperat

ra da suspensioh - massa do material Gmido submetido j sedimentagao, em gh = umidade higroscopica do material passado na peneira de 2,Om;

5.4 E&etro das pticuZas de solo em suspensZ0Calcular o dismetro r&imo das particulas em suspensaoa, no moment0 de cada leitura do densimetro, utilizando-se a expressso (Lei de Stokes):

Onde :d = di&netro miximo das particulas, em mmn = coeficiente de viscosidade do meio dispersor, a temperatura de ensaio, em

g x s/cm2a = altura de queda das particulas, corn resolugao de 0.1 cm, correspodente a

leitura do densimetro, em cm (ver Anexo)

7 para efeito de calculo, considerar:hd = 1,000 g/cm3; V = 1.000 cm3 e 6c = 1,000 g/cm3

s 0 di%oetro dximo das partlculas em suspensso, no moment0 de cada leitura dodensimetro, pode tambern ser determinado pelo,m6todo grsfico de Casagrande (verAnexo) .

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t - tempo de sedimentacao. em s6 - nes5aespecTficadDsgr~sdosolo,determinadadeacordoamaNBR6~08,emg/cm~;d I massa especifica do meio dispersor, 5 temperatura de ensaio, am g/cm3rota: Para efeito de cilculo, considerar 6d = 1,000 g/cm3 e u correspondente

ao coeficiente de viscosidade da igua (ver Tabela 2).TABELA 2 - Vlscesiddr da 6@s IVabrr am 10 -S Q X sk.m*)---

,~oti: Para temperaturas intermediirias, obter a viscosidade da igua por interp2lacao I inear.

5.5 Porcentagem de materiais que passam nm peneims de 1,2, 0,6, 0,42, os25,0.15 e 0,075 mn

Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras acima referidas, I!tilizando-se a expressao:

Qf = Mh x 100 - Hi (100 + h) x NHh x 100

Onde:Qf = porcentagem de material passado am cada peneiraMh - massa do material rimido submetido ao peneiramento fino ou a sedimenta

CSO, conforme o ensaio tenha sido realizado apenas por peneiramanto oupor combinacio de sedimentaGo e peneiramento, respectivamente

h - umidade higroscopica do material passado na peneira de 2,0 mmi = massa do material retido acumulado em cada peneiraN = porcentagem de material que passa na peneira de 2.0 mn, calculado corfor

me indicado em 5.2.

6 REBULTADOB0 resultado final deve ser apresentado graficamente, dispondo-se em abcissas OSdismetros das particulas, em escala logaritimica, e em ordenadas as porcentagensdas particulas menores do cue os dia^metros considerados, em escala aritmdtica.

IANExo

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ANEXO - LEITURA DO DENSiMETRO

A-l VARlACi,O DAS LEITURAS DO DENSiMETRO, NO ME10 DISPERSOR, EM FUNCAD DATEMPERATURA

A-l.1 Para cada densimetro constru ir a curva de variagao das leituras, Ld, nomeio disperser, em funcao da temperatura.

A-1.2 Para tanto, diluir, em proveta, 125 cm3 da solucao indicada em 4.3.2, em875 cm de agua destilada.

A-l.3 Corn a proveta imersa em urn recipiente corn agua, provide de dispositivo pa-ra controle de temperatura, variar a temperatura do meio disperser e obter diver -sas leituras densimetricas, em uma faixa compreendida entre 10C e 35C, as quaisdevem ser feitas na parte superior do menisco.

A-1.4 Corn OS valores obtidos construir uma curva, como exemplificndo na Figura 5.

A-2 VARIACAO DA ALTURA DE QUEDA DAS PARTiCULAS EM FUNCAD DA LEITURA DO DENSiMETRD

A-2.1 Para cada densimetro construir as curvas de variacao da altura de quedadas part fculas, 5 e d, em funcao da leitura do densimetro.

A-2.2 Para tanto, determinar a distsncia, 2, de cada trace principal da gradus$50 ao centro de volume do densimetro; e para isso medir a distancia de cada tra

-co principal da graduack do densimetro 5 base da haste e somar a essa distanciametade da altura do bulbo (medida da base da haste a extremidade do bulbo).

A-2.3 Corn OS valores obtidos construir uma curva correlacionando as alturas dequeda, 2, corn as leituras do densimetro, corn0 exemplificado na Figura 6. Essa cur -va i valida para as leituras efetuadas OS dois primeiros minuLos de ensaio, qua -do o densimetro permanece mergulhado na dispersao.

A-2.4 Para as leituras subsequentes construir uma curva correlacionando as altu -ras de queda corrigidas, a, corn as leituras do densimetro, coma exemplificado naFigura 6, utilizando a seguinte expressao:

Va =a- a

2AOnde :

Va = Volume da parte imersa do densimetro, obtido pesando-se o densimetro ouimergindo-o em agua em uma proveta graduada

A = area da se$ao interna da proveta, obt ida d ivid indo-se o vo I me de1.000 cm3 pela distancia medida entre o fundo da proveta e o traGo car -respondente a esse volume

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1.oo.r . . . . , . 1 . 1 I

o.,.. , I Iw u m nFIGURA 5 - Exemplo de curva de varia$io das leituras do densimetro. no meio

disperser, em fun& da temperatura)4-i. .- . . . ......l

CURVA or IPam OB rir primeiroa biturae)

CURVA a( Para a* biiturar wbeooiienfoa)

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A-3 DETERMINACAO DO DIAMETRO MAXIM0 DAS PARTiCULASPELO NOMOGRAMA DE A. CASAGRANDE

A-3.1 A determina& do dismetro m&imo das particulas pela Lei de Stokes podeser feita utilizando-se o nomograma elaborado por Casagrande. A Figura 7 fornecea5 indica$es necessarias para sua elabora& e a Figura 8 apresenta urn nomogramaji elaborado. 0 nomograma, constituindo-se em representa& grafica da Lei deStokes, 6 adaptive1 a qualquer densimetro, desde que se tenha feito a correlagaoentre as alturas de queda e as leituras do densimetro. Esta correlagao pode serfeita no prGpri0 nomogram. marcando-se contiguamente 5 escala das alturas de que-da as leituras correspodentes do densimetro, lembrando, porem, que a correla+para as trSs primeiras leituras, correspondentesaos tempos de sedimenta& de 0,5,1 e 2 minutes, 6 diferente daquela para as leituras subseqientes. A chave para autilizaG& do nomograma estS apresentada na Figura 8.

A-3.1.1 Para exemplificar, considerem-se os seguintes dados obtidos de ensaio:L - leitura do dcnsimetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,028t - tempo de sedimenta@ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 minutesT - temperatura da suspensao . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21CS - massa especifica dos gr%s do solo . . . . . . . . 2.56 g/cm3

Considere-se, ainda, que, para o densimetro utilizado no ensaio, as curvas de va-ria$ao da altura da queda das particulas em funs& da leitura do densimetro sejamaquelas exemplificadas na Figura 6. Para L = 1,028 obtem-se, portanto, a = 17 cm.A seguir, proceder coma segue:

a) ligar os valores 2,56 e 21, das respectivas escalas & e T, por uma re-ta que cortara a escala A no ponto II,~;

b) outra reta Iigando OS valores de l7,O cm e 4 minutes, das respectivasescalas a e t, determinara. na escala V, a velocidade de 0,068 cm/s;

c) uma tcrceira reta, ligando este valor ao ponto II,~, na escala A, car-tars a escala d no ponto 0,028 mm, que 6 o dismetro m&imo procuradodas particulas em suspensao, para este exemplo.

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A.lO

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FIGURA 7 - Canstru~iio do nomograma de Carqrande

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