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Licenca de uao exclusiva paa Patrobr65 S.A. ~L#J - ANALISE CRANlJLOMtTRlCA S.MARIO 1 Objstiva ANEXO - LaINIn do dsasrmam 1 OSJETIVO Esta Norma prescreve o metodo para a analise granuloktric3 de solos, rea I i zada por peneiramento ou por uma combinacao de sedimentacao e peneiramento. 2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Na apl icacao desta Norma e necessario con&l tar: NBR 5734 - Peneiras para ensaio - Especificacao NBR 6457 - Preparacao de amostras de solo para ensaio normal de compacta& e ensaios de caracterizacao - Metodo de ensaio NBR 6508 - Graos de solos que passam na peneira de 4,8 mm - DeterminacBo da massa especif ica - Hetodo de ensaio 3 APARELHAGEY A aparelhagem necessaria para a execucao do ensaio e a que se segue: a) estufa capaz de manter a temperatura entre 60’~ a 65OG e entry 105~~ e 11oOc; b) balancas que permitam pesar nominalmante ZOO g, 1.5 kg, 5 kg e 10 kg, come rasolucoes de O,Dl g. 0,l g, 0,s g e 1 g, respectivamente, e sensibilidades compativeis; c) recipientes adequados. tais coma dessecadores, que permitam guardar amos - tras sem variacao de umidade; ore: ~ojaa - NSR 7181/84 c&2 _ hmi# Sradlaira da ConmUFIo civil CE-~: 04.02 _ c,,miab ti ESWIO ds kiantiiiacb l CompaCk de 6do’ m ND,,,,. substlli a NER 7181/82 lmlui s Errata I@ 1 dr ASR/WSS SISTEMA NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZACAO E QUALIDADE INDIJSTRI’AL l hbwas&we: lob. ABNT - ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TtCNlCAS Q wu: 824.131.4 13 dpinm Licenca de uao exclusiva paa Petrobr65 S.A. d) aparelho de dispersao (Figura l), corn hilices substituiveis (Figura 2) e cope munido de chicanes (Figura 3); a rotasso da hilice do aparelho Go de ve ser inferior a 9.000 rpm; e) proveta de vidro, corn cerca de 450 ma de altura e 65 mm de di%aetro, corn trago de referancia indicando 1,000 cm3 a 20°C; f) densimetro de bulbo sim&rico, calibrado a 20°C e corn resolugso de 0,001, graduado de 0,995 a 1,050; (ver Figura 4); g) term&netro graduado em O,l°C, de O°C a 50°C; h) relogio corn indicagao de Segundo!; i) Gquer de vidro, corn capacidade de 250 ems; j) proveta de vidro, corn capacidade de 250 cmae resolugso de 2 cm’; k) tanque para banho, corn dimensces adequadas 6 imersao das provetas ate o tra go de refer%cia, capaz de manter a temperatura da suspensqo aproximadaman te constanta durante a fase de sedimentagSol; 1) peneiras de 50, 38, 25, 19, 9.5, 4.8, 2.0, 1,2, 0.6, 0.42, 0.25. 0.15 e 0,075 mm, de acordo corn a NBR 5734; m) escova corn cerdas matzlicas; n) agitador mecgnico de peneiras. corn dispositivo para fixa5ao de at; seis pe neiras, inclusive tampa a fundo; o) bagueta de vidro; p) bisnaga. 4 ExEClJ~AO DO ENSAIO 4.1 Preparap& da omostra Tomar a quantidade de amostra preparada de acordo corn a NBR 6457. 4.2 @era&ks pre&tinares 4.2.1 Oetermlnar corn as resoluczes da Tabela 1 abaixo a ma.ssa da amostra seca ao ar e anotar come n t’ TABELA 1 - DatanainasEo do paso da amostra saca aa ar o hnens.io dos gr5os maiores Balanga a ser utllizada cant idos na amostra (mm) Capacidade nominal (kg) Resolug~o (cl) ’ 25 10 1 5 a 25 5 0.5 < 5 1.5 0.1 1 Este banho 6 dispensivel quando o ensaio for efetuado em ambiente corn tempera tura aproximadamente constante. Licenca de USCI exclusiva para P&rob& S.A. NRR 7’1111,lQRd 2 FIGURA 1 - Apmlho de dispersHo I- 0 95 I FIGURA 2 - De& da h&lice FIGURA 4 - Denrimtro FIGURA 3 - Copo de dispws5a Licence de us0 exclusiva paa Petrobtis S.A. 4.2.2 Passar este material na peneira de 2.0 mm, tomando-se a precaug?lo de des - manchar no almofariz todos os torr6es eventualmente ainda existentes, de mode a assegurar a retengao na peneira somente dos graos maiores que a abertura da ma - lha*. 4.2.3 Lavar a parte retida na peneira de 2,0 mn a flm de eliminar o material fi no aderente e secar em estufa a 105’C / llO°C, ati constsncia de massa.Omaterial assim obtido 6 usado no peneiramento grosso. Nota: Para determinagao da distribuigk granuloktrica do material, apenas par peneiramento, proceder coma segue: a) do material passado na peneira de 2.0 mn tomar cerca de 120 g. Pesar es se material corn resolugSode 0,Ol ge anotar coma Mh. Tomar ainda cerca de 100 g para t&s determinafoes da umidade higroscopice (h). de acordo corn a NBR 6457; b) lavar na peneira de 0,075 res o material assim obtido, vertendo-se a&a potivel S baixa pressso; c) proceder coma descrito a partir de 4.4. 4.3 Sedimentu&o 4.3.1 00 material passado na peneira de 2,0 mm tomar cerca de 120 g, no case de solos arenosos, ou 70 g, no de solos siltosos e argilosos, para a sedimentagao e o peneiramento fino. Pesar esse material corn resolugSo de 0.01 g e anotar corn, Mh. Tomar ainda cerca de 100 g para t&s determinacoes da umidade higroscopica (h) , de acordo corn a NBR 6457. 4.3.2 Transferir o material assim obtido para urn b6quer de 250 cm’ e juntar, corn auxilio de proveta, coma defloculante. 125 cm3 de solug~o de hexametafosfato de s&do corn a concentraggo de 45.7 g do sal por 1.000 cm3 de solug~os. Agitar o g quer ati que todo o material fique imerso e deixar em repouso, no minima 12 horar 4.3.3 Verter, entao, a mistura no cope de dispersao, removendo-se corn igua de? tilada, corn auxilio da bisnaga, o material aderido ao biquef. Adicionar iigua de? tilada ati que seu nlvel fique 5 cm abaixo das bordas do cop0 e submeter i -asSo 2 Utilizar a escova corn cerdas meta’licas para auxiliar a retirada dos grgos reti dos nas malhas da peneira, procedendo-se da mesma forma em todos OS passos que envolvam 0 peneiramento. 3 A solugao de hexametafosfato de sodio deve ser tamponada corn carbonato de so die ati que a solugSo atinja urn pH entre 8 e 9, evitando assim a reversao d;i solugao para ortofosfato de s6dio. Em solos para OS quais o defloculante e a concentragao indicados nao forem eficazes na dispersso, deve-se investlgar o tipo e a dosagem do defloculante mais adequados. Licenw de us0 exclusiva paa Petrobr65 S.A. NSR 7151/1m do aparelho dispersor durante 15 minutes’. 5 4.3.4 Transferir a dispersao para a proveta e remover corn igua destilada, corn a; xilio da bisnaga. todo o material aderido ao cope. Juntar igua destilada ati atin gir o trago correspodente a 1.000 cm3; em seguida, colocar a proveta no tanque pa_ ra banho ou em local corn temperatura aproximadamente constante. Agitar freqiientc mante corn a bagueta de vidro para menter, tanto quanto possivel, as particulas em suspensao. Logo que a dispersk atinja a tamperatura de equilibrio, tomar a prove - ta e, tapando-lhe a boca corn uma das r6os, executar, corn auxilio da outra,. movi - mantes enirgicos de rotagao, durant’e 1 minuto. pelos quais a boca da prbveta pas se de cima para baixo e vice-versa. 4.3.5 Imediatamante apk terminada a agitagso, colocar a proveta sobre uma mesa. anotar a hora exata do inicio da sedimentagao e margulhar cuidadosamente o dens; - metro na dispersao. Efetuar as leituras do densimetro correspondentbs aos tempos de sedimantagzo (t) de 0,5, 1 e 2 minutes’. Retirar lenta e cuidadosamente o den simetro da dispersao. Se o ensaio “50 estiver sendo realizado em local de tempera tura constante. colocar a proveta no banho onde permaneceri ati a Gltima leitura. fazer as leituras subseqientes a 4,8, 15 e 30 minutos, 1, 2, 4, 8 e 24 horas, a contar do iniclo da sedimantagao. 4.3.6 Cerca de 15 a 20 segundos antes de cada leitura, mergulhar lenta e cuidado samente o densimetro na dispersao. Todas as leituras devem ser feitas na parte su perior do menisco, corn interpolagao de 0,0002, ap& o densimetro ter ficado em e quilibrio.Assim que uma dada leitura seja efetuada. retirar o densimatro da dis persao e coloJ-lo numa proveta corn igua limpa, i masma temperatura da dispersso. 4.3.7 Apck cada leitura. excetuadas as duas primairas, medir a temperatura da dispersao, corn resolugao de O,l°C. 4.3.8 Realizada a Gltime, verter o material da proveta na peneira de 0,075 ma. proceder j remoggo corn igua de todo o material que tenha aderido ss suas paredes e efetuar a lavagem do material na peneira menclonada. empregando-se igua pot&e1 i baixa pressso. ’ Solos que contenham grsos susceptiveis de sofrerem quebra devem ser dispersos em urn interval0 de tempo menor. 5 Recomenda-se repetir as t&s primelras leituras. Para tanto, agitar novamente a proveta, conforma descrito em 4.3.4 e refazer as leituras para OS tempos de 0,5, 1 e 2 minutos. Licenca de uso exclusiva para Petrobr65 S.A. 6 NBR710111swl 4.4 Peneircmento fin0 Secar o material retido na peneira de 0,075 mm em estufa, i temperatura de 105’C a llO°C, at6 const&cia de massa, e, utilizando-se o agitador mac&ico, passar nas peneiras de 1,2, 0.6. 0.42, 0.25, 0.15, 0,075 mm’. Anotar corn resolucio de 0,Ol g as massas retfdas acumuladas em cada penaira. 4.5 Peneimento gross0 4.5.1 Pesar o meterial, retido na peneira de 2.0 mn. obtido conforma 4.2.3, corn a resolugso indicada em 4.2.1 e anotar.como M . 9 4.5.2 Utilizando-se o agitador msckico, passar esse material nas peneiras de 50, 38, 25, 19, 9.5 e 4.8 rd. Anotar corn a resolugzo indicada em 4.2.1 as massas retidas acumuladas em cada peneira. 5 CALCULOS 5.1 Massa total da mostra seca Calcular a massa total da amostra seca, utilizando-se a expressso: Onde: (5 -Ml MS = x 100 + I4 (100 + h) 9 nS = massa total da amostra seca % = massa da amostra seca ao ar Mg - massa do material seco retido na peneira de 2,0 mm h = umidade higros&pica do material passado na paneira de 2,0 mn 5.2 Porcentagens de materiais que pussam MS peneims de 50, 38, 25, 19, 9,5, 4,B e 2,O mn Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras acima referidas,ut~i - lirando a expressao: Q9 - (MS - Hi) x 100 NS Onde: Q, = porcentagem de material passado em cada peneira nS = massa total da amostra seca “i = massa do material retido acumrlado em cada peneira s ~0 case de solos uniformes, pode ser necesssrio utilizar, tanto no peneiramn to fine c- no grosso, peneiras intermediirias iquelas indicadas. Licenca de uao exclusiva para Petrobras S.A. NBR 718111984 7 5.3 porcentagene de material em suspensiio Calcular as porcentagens correspondentes a cada leitura do densimetro, referidas a 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 sus’pensso no instante da leitura do densimetro N = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 rrm, calculado confor me indicado em 5.2 6 = massa especifica dos graos do solo, em g/cm3 6d = massa especifica do meio dispersor, i temperatura de ensaio, em g/cm’ v = volume da suspensao, em cm’ 6c = massa especifica da sgua, a temperatura de calibraggo do densimetro OOOC), em g/cm3 L = i’eitura do densimetro na suspensao Ld = leitura do densimetro no meio dispersor (ver Anexo), na mesma temperat ra da suspensio ‘h - massa do material Gmido submatido j sedimentagao, em g h = umidade higroscopica do material passado na peneira de 2,gr~n; 5.4 E&&r0 das pticuZas de solo em suspensZ0 Calcular o dismetro r&imo das particulas em suspensaoa, no moment0 de cada leitu ra do densimetro, utilizando-se a express20 (Lei de Stokes): Onde : d = di&netro miximo das particulas, em mm n = coeficiente de viscosidade do meio dispersor, a temperatura de ensaio, em g x s/cm2 a = altura de queda das particulas, corn resolugao de 0.1 cm, correspodente a leitura do densimetro, em cm (ver Anexo) 7 Para efeito de ca’lculo, 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 do densimetro, pode tambern ser determinado pelo,m6todo grsfico de Casagrande (ver Anexo) . Licenca de uao exclusiva para Patrobras S.A. t - tempo de sedimentacao. em s 6 - nes5aespecTficadDsgr~sdosolo,determinadadeacordoamaNBR6~08,emg/cm~; ‘d I massa especifica do meio dispersor, 5 temperatura de ensaio, em g/cm3 rota: Para efeito de cilculo, considerar 6d = 1,000 g/cm3 e u correspondente ao coeficiente de viscosidade da igua (ver Tabela 2). TABELA 2 - Vlsaesiddr da 6@a IVabrss am 10 S Q X sk.m*) --- ,+w.u: Para temperaturas intermediirias, obter a viscosidade da igua por interp2 lacao I inear. 5.5 Porcentagem de materiais que passam na6 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 N Hh x 100 Onde: Qf = porcentagem de material passado am cada peneira Mh - massa do material rimido submetido ao peneiramento fino ou a sedimenta CSO, conforme o ensaio tenha sido realizado apenas por peneiramanto ou por combinacio de sedimentaGo e peneiramento, respectivamente h - umidade higroscopica do material passado na peneira de 2,0 mm “i = massa do material retido acumulado em cada peneira N = porcentagem de material que passa na peneira de 2.0 mn, calculado corfor me indicado em 5.2. 6 RESULTADOB 0 resultado final deve ser apresentado graficamente, dispondo-se em abcissas OS dismetros das particulas, em escala logaritimica, e em ordenadas as porcentagens das particulas menores do cue os dia^metros considerados, em escala aritmdtica. IANExo Licenca de use exclusiva para Petrobras S.A. UBR 7101l1984 ANEXO - LEITURA 00 OENSI-METRO 9 A-l VARlA@iO DAS LEITURAS DO DENSlhWTRO. NO ME10 DISF’ERSOR, EM FUNCAO DA TEMPERATURA A-l.1 Para cada densimetro construir a curva de variagao das leituras. Ld, no maio dispersor, em fungao da temperatura. A-l.2 Para tanto, diluir, em proveta, 125 cm’ da solucao indicada em 4.3.2, em 875 cm3 de igua destilada. A-l.3 Corn a proveta imarsa em urn recipiente corn igua, provido de dispositlvo e ra controle de temperatura, variar a tamperatura do meio dispersor e obter diver - sas leituras densiktricas. em uma faixa compreendida entre 10°C e 35’C, as quais devem ser feitas na parte superior do menisco. A-1.4 Corn os valores obtidos construir uma curva, coma exemplificado na Figura 5. A-2 VARlA#O DA ALTURA OEQUEDA DAS PARTkULAS EM FUN@0 DA LEITURA DO DENSMETRO A-2.1 Para cada densimetro construir as curvas de variagao da altura de queda das particulas, de 2’. em fungao da leitura do denslmetro. A-2.2 Para tanto, determinar a distjncia, 2, de cada trago principal da gradua gao ao centro de volume do densimetro ; a para isso medir a diskcia de cada tra go principal da graduagao do densimetro 2 base da haste e somar a essa distsncia metade da altura do bulb0 (medida da base da haste a extremidade do bulbo). A-2.3 Corn OS valores obtidos construir uma curva correlacionando as alturas de queda. 5, corn as leituras do densimatro, corn0 exemplificado na Figura 6. Essa cur va i villda para as leituras efetuadas nos dois primeiros minutes de ensaio, quan do o densimetro permanece mergulhado na dispersao. A-2.4 Para as leituras subsequentes construir uma curva correlacionando as altu - ras de queda corrigidas, 2’ , corn as leituras do densimetro, coma exemplificado na Figura 6, utilirando a seguinte expressso: V a’ =a -a 2A Onde : va = volume da parte imersa do densimetro,obtido pesando-se o densimatro ou imergindo-o em igua em uma proveta graduada A = srea da secao interna da proveta, obtida dividindo-se ‘0 volume de 1.000 cm3 pela distkcia medida entre o fundo da proveta e o trago car _ respondenta a esse volume Licenca de USCI exclusiva para Petrobrks S.A. NBR 718111684 FIGURA 5 - Exemplo de curva de varia$io das leituras do densimetro. no meio disperser, em fun& da temperatura )4-m. - -. . =. ’ - .““““““. * z I*- 2 3 CURVA o 8 zoo- IPam OB trir primeiroa biturae) i Licenca de uao exclusiva para Petrobras S.A. u6R718111984 11 A-3 oETERMlNACA0 DO DliiMTRO MkXlMCl DAS PARTk3JLAS PELO NOMOORAMA DE A. CASAGRANDE A-3.1 A determinagso do di%etro msximo das particulas pela Lei de Stokes pod= ser feita utilizando-se o nomograma elaborado por Casagrande. A Figura 7 fornece as indicagoes necessirias para sua elaboragao e a Figura 8 apresenta urn nomograma ja’ elaborado. 0 nomograma, constituindo-se em representagSo grsfica da Lei de Stokes, 6 adaptive1 a qualquer densimetro, desde qua se tenha feito a correlagao entre as alturas de queda e as leituras do densimetro. Esta correlagao pode ser feita no p&prio nomograma, marcando-se contiguamente i escala das alturas de quc da as leituras correspodentes do denslmetro, lembrando. por&a, que a correlagio para as trG5 primairas leituras. correspondentes aos tempos de sedimentagao de 0.5. 1 e 2 minutos, i diferente daquela para as leituras subseqlentes. A chave para a utilizacao do nomograma esti apresentada na Figura 8. A-3.1.1 Para exemplificar. considerem-se os seguintes dados obtidds de ensaio: L - leltura do densimetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,028 t - tempo de sedimentagao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 minutos T - temperatura da suspensao . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21°C 6- massa especifica dos grgos do solo . . . . . . . . 2.56 g/cm” Considere-se, ainda, que, para o densrmetro utilizado no ensaio, as curvas de va - riagso da altura da queda das particulas em fungi0 da leitura do densimetro sejam aquelas exemplificadas na Figura 6. Para L = 1,028 obtim-se, portanto, a’ = 17 cm. A seguir, proceder corwo segue: a) ligar OS valores 2~6 e 21, das respectivas escalas 6 e T, por uma re ta que cortar5 a escala A no ponto 11,6; b) outra reta ligando OS valores de 17.0 cm e 4 minutos, das respectivas escalas a a t, determinari, na escala V. a velocidade de 0,068 cm/s; c) uma terceira reta, ligando este valor ao ponto 11,6, na escala A. COT tars a escala d no ponto 0,028 mm, que G o djsmetro &ximo procurado das partlculas am suspenszo, para este exemplo. Licenw de ueo exclusiva paa Petrobtis S.A. 12 hBR 71S1/1964 Id w -ll 16 NY ,l 1 X FIGURA 7 - Coest~qlo do nemogmna ds ha#ffmb A,W 5 -- 6 -- 7 -- 0 -- 0 -- 10 -- n -- 12 -- 13 -- z5 -- so 35 40 NOTACAO f 35 30 25 20 15 10 FIGURA 8 -. Nomograma de Caragrnnde LCI DE STOKES d= AiT A. 1.000 n 6 -bd v= + CHAVE d vt 1 ..- _...___. .._._ -l”...“.“,.~ ..,., ,~. ,.~ ,.,.,, ~, .,. .., .,., .,. .
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