ANÁLISE GRANULOMÉTRICA (ABNT NBR 7181) POR SEDIMENTAÇÃO

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No laboratório, o ensaio de sedimentação é realizado em um cilindro de sedimentação normalmente 50 g de uma amostra seca em estufa. Algumas amostras de 100 g também podem ser utilizadas. O cilindro de sedimentação tem 457mm (18 in) de altura e 63,5 mm (2,5 in) de diâmetro. É marcado para um volume de 1.000 ml. Geralmente é utilizado o hexametafosfato de sódio como agente defloculante. O volume da suspensão de solo dispersa é aumentado para 1.000 ml pela adição de água destilada. A Figura4.1.1 mostra um densímetro tipo ASTM 152H.

Quando o densímetro é colocado na suspensão de solo em um tempo t, determinado a partir do início da sedimentação, ele mede o peso específico na vizinhança do seu bulbo a uma profundidade L (Figura 4.1.1). O peso específico é uma função da quantidade de partículas de solo presentes por unidade de volume de suspensão naquela profundidade. Também, no tempo t, as partículas de solo em suspensão a uma profundidade L terão um diâmetro menor que D da maneira calculada na equação (1.1.5). As partículas maiores teriam sedimentado para além da zona de medição. Os densímetros são projetados para fornecer a quantidade de solo, em gramas, que ainda está em suspensão. Eles são calibrados para solos que têm peso específico relativo , de 2,65; para solos com outro peso específico relativo, uma correção deve ser realizada.[pic 31]

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Figura 4.1.1. Densímetro ASTM 15H e definição de L no ensaio de sedimentação (BRAJA, 2007).

Conhecendo-se a quantidade de solo em suspensão, L e t, pode-se calcular a porcentagem de solo por peso mais fino que um diâmetro dado. Observe que L é a profundidade medida a partir da superfície da água para o centro de gravidade do bulbo do densímetro no qual a densidade da suspensão é medida. O valor de L muda com o tempo t. O ensaio de sedimentação é eficaz para a separação de frações do solo até um tamanho de cerca de 0,5 μm.

Formula:

Ld= -3x10-5.T2+0,0011.T+0,9935

- Massa de amostra seca (Ps), em g, é obtido com a massa úmida (Pt) e a umidade higroscópica (h):

Ms=69,50g

- Obtivemos as tabelas abaixo conforme ensaio de sedimentação com Hexametafosfato e sem Hexametafosfato;

- E suas respectivas curvas granulométricas.

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Em muitos casos, os resultados do ensaio de peneiramento e do ensaio de sedimentação para frações mais finas de um dado solo são combinados em um gráfico, tal como da Figura 4.1.2. Quando esses resultados são combinados, uma descontinuidade comumente ocorre na faixa em que eles se sobrepõem. Essa descontinuidade ocorre porque as partículas de solo são geralmente irregulares na forma. O ensaio de peneiramento fornece as dimensões intermediárias de uma partícula; o ensaio de sedimentação fornece o diâmetro de uma esfera equivalente que poderia sedimentar com a mesma velocidade que uma partícula de solo.

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Figura 4.1.2. Curva de distribuição granulométrica: ensaio de peneiramento e ensaio de sedimentação (BRAJA, 2007).

Curva de calibração do densimetro

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Leitura no densimetro (L):

- Leitura ate 2 minutos: a=-189,34.L+209,05

-Demais leituras: a`=-189,34.L+208,16

4.2 OBJETIVOS

O objetivo geral do ensaio foi determinar a curva granulométrica da fração fina por meio da sedimentação.

4.3 MATERIAIS E MÉTODOS

Do material passado na peneira de 2 mm foi aferida 70 g da amostra para o ensaio de sedimentação. Essa amostra foi transferida para um béquer de 250 mL e foi adicionado, com auxílio de uma proveta, como defloculante, 125 mL de solução de hexametafosfato de sódio com a concentração de 45,7g de sal por litro de solução. Esta solução foi agitada para que toda amostra ficasse imersa e foi deixada em repouso, no mínimo, por 12 horas (Figura 4.3.1a).Após esse procedimento foi vertida a mistura no dispersor de amostras, retirando com água destilada a amostra aderida ao béquer (Figura 4.3.2b). No copo do dispersor foi adicionada mais água destilada até 5 cm abaixo das bordas e o aparelho foi ligado por 15 minutos.

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(a) (b)

Figura 4.3.1. (a) Amostra imersa no defloculante; e (b) Amostra transferida para o dispersor de amostras (ALMEIDA, 2012).

A solução dispersada foi transferida para uma proveta de 1000 mL e todo o material aderido no copo do dispersor foi removido com água destilada (Figura 4.3.2a). O volume da proveta foi completado com água destilada até o traço correspondente de 1000 mL. A solução foi agitada com um bastão de vidro para que as partículas ficassem em suspensão. A proveta foi agitada, tapando-lhe a boca com uma das mãos e com auxílio da outra mão, com movimentos enérgicos de rotação durante 1 minuto (Figura 4.3.2b).

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(a) (b)

Figura 4.3.2. (a) Amostra dispersada, sendo transferida para proveta; e (b) Amostra sendo agitada por 1 minuto (ALMEIDA, 2012).

Imediatamente após finalizar a agitação, a proveta foi colocada sobre a bancada, e foi anotada a hora de início da sedimentação e foi mergulhado cuidadosamente o densímetro na dispersão. As leituras foram aferidas correspondentes aos tempos de sedimentação de 30 s, 1 minuto e 2 minutos. O densímetro foi retirado cuidadosamente e imerso em uma proveta com água limpa, na mesma temperatura da dispersão (Figura 4.3.3a). A Norma exige que as três primeiras leituras sejam repetidas por três vezes, seguindo o mesmo procedimento de agitação da proveta. Depois foram feitas as leituras subsequentes de 4,8, 15 e 30 minutos, 1, 2, 4, 8 e 24 horas, contando do início da sedimentação (Figura 4.3.3b). Lembrando que antes de cada leitura, cerca de 15 a 20 segundos, o densímetro é mergulhado na dispersão para que a leitura seja feita, retirado da dispersão