Relatorio peneiramento simples e por sedimentacao

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: 
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS – 2570
TURMA:006
RELATÓRIO Nº 04
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR 
PENEIRAMENTO E SEDIMENTAÇÃO
Acadêmicos:
José Augusto Rodrigues Junior RA: 
Leonardo dos Santos Caloi RA: 
MARINGÁ, 16 de junho de 2016
ÍNDICE
	Objetivo
	3
	Fundamentação teórica
	3
	Equipamentos e métodos
	5
	Resultados
	6
	Análise e discussão dos resultados
	7
	Referências 
	8
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR
PENEIRAMENTO E SEDIMENTAÇÃO
OBJETIVO
O objetivo da presente prática é a análise granulométrica por peneiramento e sedimentação.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Através do ensaio granulométrico, determina-se a percentagem em peso que cada “classe” de tamanho de partículas representa na massa total utilizada para o ensaio. Utilizando os resultados obtidos por meio desse ensaio, faz-se a curva granulométrica do solo.
A análise granulométrica pode ser feita somente por peneiramento ou por peneiramento e sedimentação. Essa última é realizada passando o material na peneira de 76mm e 2,0 mm, com material que fica retido nessa peneira realiza-se o peneiramento grosso, e com o material que passa por ela realiza-se a sedimentação e depois o peneiramento fino para grãos que ficarem retidos na peneira 0,075mm.
Para se entender o processo de sedimentação, analisa-se a Lei de Stokes, que estabelece a velocidade limite alcançada por uma esfera em queda livre num meio viscoso, ao alcançar o movimento retilíneo uniforme.
Essa lei explica que um corpo em um meio viscoso sofre a ação de uma força viscosa (Fv) que é proporcional a sua velocidade (V).
Quando uma esfera é solta na superfície de um líquido, que possui uma densidade menor que a da esfera, no instante inicial sua velocidade é zero, mas essa por sua vez, sofre uma aceleração, não uniforme, até atingir um valor limite, momento em que a resultante das forças atuantes na esfera é nula. 
Além da força viscosa, duas outras forças atuam na esfera: o peso da mesma (P) e a força de empuxo (E). Igualando a resultante dessas forças à zero, obtêm-se a velocidade limite (VL), através da seguinte equação:
 (01)
No qual:
VL: Velocidade limite da esfera;
: Peso específico da esfera;
: Peso específico do meio dispersor;
 : Viscosidade do meio dispersor;
 : Diâmetro da esfera.
Sendo a velocidade máxima da esfera proporcional ao quadrado do seu diâmetro.
Como a velocidade da esfera (ou partícula) é igual a razão entre da altura de queda da esfera pelo tempo de sedimentação dessa:
 (02)
Sendo:
: Massa específica das partículas, em g/cm3;
: Massa específica do meio dispersor, à temperatura de ensaio , em g/cm3;
a’: Altura de queda das partículas, em cm;
t: Tempo de sedimentação, em s;
g: Aceleração da gravidade;
D: Diâmetro das partículas.
Isolando D na equação (02), tem-se que:
 [cm] (03)
 [mm] (04)
No qual:
Dmáx: Diâmetro máximo das partículas;
n: Coeficiente relacionado com a viscosidade do meio dispersor, à temperatura de ensaio, em g.s/cm2.
Na fase inicial (t=0), há uma suspensão homogênea. Em qualquer profundidade existirão partículas de todos os tamanhos e estas estarão presentes em igual quantidade para um determinado diâmetro.
Na fase intermediária (t=t), há uma suspensão heterogênea, em que a densidade de suspensão varia ao longo da profundidade.
Porcentagem, em massa, de partículas de diâmetro < Dmáx, no ponto X, no tempo t
Massa específica no ponto X, no tempo t, para V1= 1 cm3:
 (05)
Massa dos sólidos no ponto X, no tempo t, para V1= 1 cm3:
 (06)
Porcentagem em relação à amostra seca (M3):
 (07)
Porcentagem em relação à amostra total seca (M3)
 (08)
	
Limites granulométricos de agregado miúdo
Tabela 4.Limites granulométricos de agregado miúdo
Peneira 	 Porcentagem, em peso, retida acumulada
ABNT 
	
	
	Zona 1 (muito
fina)
	Zona 2
(fina)
	Zona 3
(média)
	Zona 4
(grossa)
	9,5mm
	0
	0
	0
	0
	6,3mm
	0-3
	0-7
	0-7
	0-7
	4,8mm
	0-5	
	0-10
	0-11
	0-12
	2,4mm
	0-5
	0-15
	0-25
	5-40
	1,2mm
	0-10
	0-25
	10-45
	30-70
	0,6mm
	0-20
	21-40
	41-65
	66-85
	0,3mm
	50-85
	60-88
	70-92
	80-95
	0,15mm
	85-100
	90-100
	90-100
	90-100
Módulo de finura 
Cálculo:
MF = Soma das porcentagens retidas acumuladas em massa 
 100
Dimensão Máxima Característica
 A dimensão máxima característica está associada à distribuição granulométrica do agregado, correspondente à abertura de malha quadrada, em mm, das peneiras listadas acima, à qual corresponde uma percentagem retida acumulada igual a ou imediatamente inferior a 5% em massa.
MATERIAIS E MÉTODOS
 MATERIAL
Solo superficial retirado do Noroeste do Paraná com profundidade superficial
		
 EQUIPAMENTOS
Os aparelhos utilizados para a execução do ensaio são: 
Estufa capaz de manter a temperatura entre 105 ºC e 110 ºC;
 Balanças que permitam pesar nominalmente 200 g, 1.5 g, 5 Kg e 10 Kg, com resoluções de 0.01 g, 0.1 g, 0.5 g, e 1 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis; 
Recipientes adequados, tais como dessecadores, que permitam guardar amostras sem variação de umidade; 
Aparelho de dispersão e copo (a rotação da hélice do aparelho não deve ser inferior 9000 rpm); 
Proveta de vidro, com traço de referência indicando 1.000 cm3 a 20 ºC; 
Densímetro de bulbo simétrico, calibrado a 20 ºC e com resolução de 0.001, graduado; 
Termômetro graduado; 
Relógio com indicação de segundos; 
Béquer de vidro, com capacidade de 250 cm3; 
Proveta de vidro, com capacidade de 250 cm3 e resolução de 2 cm3; 
Tanque para banho, com dimensões adequadas à imersão das provetas até o traço de referência, capaz de manter a temperatura da suspensão aproximadamente constante durante a fase de sedimentação; 
Peneiras de 75, 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 com a NBR 5734; 
 Almofariz e mão de grau;
 PREPARAÇÃO DE AMOSTRA DE SOLO PARA ENSAIO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
Secou-se a amostra de solo ao ar até próximo da umidade higroscópica. Desmancharam-se os torrões, evitando a quebra dos grãos, e homogeneizou-se a amostra. Com o repartidor ou pelo quarteamento, reduziu-se a quantidade de material até se obter uma amostra representativa em quantidade suficiente para a realização do ensaio. Passou-se o material na peneira 76 mm. Do material passado na peneira 76 mm, tomou-se uma quantidade, em função da dimensão estimada dos grãos maiores, que para o presente experimento foi de 4 Kg.
O critério analisado para a escolha da quantidade de material a tomar, foi analisado através das tabelas abaixo:
	Quantidade de amostra de solo para análise granulométrica
(Tabela 3 da NBR 6457/86)
	Dimensões dos grãos maiores contidos na amostra, determinada por observação visual (mm)
	Quantidade mínima a tomar
Mt(kg)
	<5
	1
	5 a 25
	4
	>25
	8
Tabela 01 – Quantidade de solo para análise granulométrica
	 	
	 Determinação da massa da amostra seca ao ar – Mt
	Dimensão dos grãos maiores contidos na alvenaria (mm)
	 Balança a ser utilizada
	
	Capacidade nominal (Kg)
	Resolução (g)
	>25
	10
	1
	5 a 25
	5
	0,5
	<5
	1,5
	0,1
 Tabela 02 – Determinação da amostra seca ao ar
MÉTODO DE ENSAIO
 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:
Inseriu o material na #200 (0,075mm), lavando-o e em seguida colocando-o na estufa com temperatura de 105 a 110°C até a constância de massa.
 Juntou-se e empilharam-se as peneiras de aberturas2,00mm(#10) 1,20; 0,60; 0,42;
0,25; 0,15 e 0,075mm (#200) colocou-se o material seco no conjunto de peneiras e
Foi se agitado o conjunto como descrito para o caso de peneiramento grosso.Foram anotados os pesos retidos em cada peneira.
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:
 A) Lava-se o material na #10 (2,00mm) colocando-o em seguida em estufa .
 B) As peneiras 50,00; 38,00; 25,00; 19,00; 9,50; 4,80 e 2,00 mm ( #10) são colocadas umas sobre as outras 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 tampa de maior valor será colocada uma tampa para que se evite perda de partículas no processo de vibração. O conjunto de peneiras assim montados deverá ser agitado a fim de produzir um movimento vertical e horizontal às peneiras, simultaneamente.
C) Anota-se o pesos retidos em cada peneira.
 
Sedimentação
Após o peneiramento, do material passado na peneira de 2,0mm, tomou-se cerca de 120 g, no caso de solo arenoso, ou 70g no de solo siltoso e argiloso, para peneiramento fino. Pesou-se esse material com resolução de 0,01 g e anotou-se como Mh. Tomou-se ainda cerca de 100 g para três determinações da umidade higroscópica (h) de acordo com a NBR 6457.
Transferiu-se o material assim obtido para um béquer de 250 cm³ e juntou-se, com o auxílio de proveta, como defloculante, 125 cm³ de solução de hexametafosfato de sódio, com concentração de 45,7 g do sal por 1000 cm³. Agitou-se o béquer até que todo o material ficou imerso e deixou-se em repouso, por no mínimo, 12 horas.
Verteu-se, então a mistura do copo de dispersão, removendo-se com água destilada, com auxílio da bisnaga, o material aderido ao béquer. Adicionou-se água destilada até que seu nível ficou 5 cm abaixo das bordas do copo e submeteu à ação do aparelho dispersor durante 15 minutos.
Transferiu-se a dispersão para a proveta e removeu-se com água destilada, com auxílio da bisnaga, todo o material aderido ao copo. Juntou-se água destilada até atingir o traço correspondente a 1000 cm³; em seguida, colocou-se a proveta no tanque para banho ou em local com temperatura aproximadamente constante. Agitou-se frequentemente a mistura com a bagueta de vidro para manter, tanto quanto possível, as partículas em suspensão. Logo que a dispersão atingiu a temperatura de equilíbrio, tomou-se a proveta e, tapando-lhe a boca com uma das mãos, executou-se, com o auxílio da outra, movimentos enérgicos de rotação, durante 1 minuto, pelos quais a boca da proveta passe de cima para baixo e vice-versa.
Imediatamente após terminada a agitação, colocou-se a proveta sobre uma mesa, anotou-se a hora exata do início da sedimentação e mergulhou-se cuidadosamente o densímetro da dispersão. Efetuaram-se as leituras do densímetro correspondentes aos tempos de sedimentação (t) de 15s, 30s , 1 e 2 minutos. Retirou-se lenta e cuidadosamente o densímetro da dispersão. Fazer as leituras subsequentes a 4, 8 15 e 30 minutos, 1, 2, 3, 4, 8 e 24 horas, a contar do início da sedimentação.
Cerca de 15 a 20 segundos antes de cada leitura, mergulhou-se lenta e cuidadosamente o densímetro na dispersão. Todas as leituras foram feitas na parte superior do menisco, com interpolação de 0,0002, após o densímetro ter ficado em equilíbrio. Assim que cada leitura foi efetuada, retirou-se o densímetro da dispersão e colocou-o numa proveta com água limpa, à mesma temperatura da dispersão.
Após cada leitura, exceto as duas primeiras, mediu-se a temperatura de dispersão, com resolução de 0,1 °C.
Realizada a última leitura, verteu-se o material da proveta na peneira de 0,075 mm, procedeu-se a remoção com água de todo o material que estivesse aderido às suas paredes e efetuou-se a lavagem do material na peneira mencionada, empregando-se água potável à baixa pressão.
Em seguida, o material retido na peneira #200(0,075mm) é colocado em estufa com temperatura entre 100 à 105ºC por certo período de tempo, então com este material seco é iniciado o peneiramento com as seguintes peneiras: 1,2mm; 0,6mm; 0,42mm; 0,25mm; 0,15mm e 0,075mm.
RESULTADOS
	Análise granulométrica
	NBR – 7181/84
	Local: Campus Sede da UEM
	Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016
	Amostra: 01
	Profundidade: Superficial
	Data: 02/06/2016
	Discriminação
	Massa total da amostra seca ao ar, # 76 mm (g)
	
	4000
	Preparada conforme NBR-6457/86
	
	
	Massa da amostra retida na # 2,0 mm (nº10) (g)
	
	950,35
	Lavada e seca em estufa a 105 – 110°C
	
	
	Massa total da amostra seca, # 76 mm (g)
	
	3983,26
	
	
	
	Massa da amostra seca, # 2,0 mm (nº10) (g)
	
	3032,91
	
	
	
	Porcentagem da massa da amostra seca, # 2,0 mm (nº10) (%)
	
	76,14
	
	
	
	Massa da amostra seca ao ar, separada para peneiramento fino (g)
	
	120
	Proveniente do material que passa na # 2,0 mm
	
	
	Massa da amostra seca, separada para peneiramento fino (g)
	
	119,34
	
	
	
	Determinação do teor de umidade
	Cápsula nº
	11
	18
	113
	Massa da amostra úmida + cápsula (g)
	
	76,92
	76,67
	74,94
	Massa da amostra seca + cápsula (g)
	
	76,61
	76,33
	74,62
	Massa da cápsula (g)
	
	17,83
	16,64
	17,45
	Umidade (%)
	
	0,527
	0,570
	0,56
	Umidade média (%)
	
	0,552
	Análise granulométrica
	NBR – 7181/84
	Local: Campus Sede da UEM
	Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016
	Amostra: 01
	Profundidade: Superficial
	Data: 02/06/2016
	Peneiramento grosso ()
	
	Peneira NBR-5734/80
	
	
	
	
	Abertura
	Massa retida (g)
	Massa retida e acumulada (g)
	Massa passante (%)
	Massa retida e acumulada (%)
	(mm)
	nº
	
	
	
	
	50
	
	0
	0
	100
	0
	38
	
	0
	0
	100
	0
	25
	
	0
	0
	100
	0
	19
	
	0
	0
	100
	0
	9,5
	
	60,3
	60,3
	98,49
	1,51
	4,8
	4
	230,3
	290,6
	92,7
	7,3
	2
	10
	659,8
	950,4
	76,14
	23,86
	Peneiramento fino ()
	
	
	Peneira NBR-5734/80
	
	
	
	
	Abertura
	Massa retida (g)
	Massa retida e acumulada (g)
	Massa passante (%)
	Massa retida e acumulada (%)
	(mm)
	nº
	
	
	
	
	1,2
	16
	13,1
	13,1
	67,78
	32,22
	0,6
	30
	27
	30,1
	50,56
	49,44
	0,42
	40
	22
	62,1
	36,32
	63,48
	0,25
	60
	27,5
	89,6
	18,97
	81,03
	0,15
	100
	17
	106,6
	8,13
	91,87
	0,075
	200
	7,5
	114,1
	3,34
	96,66
	
	
	
	
	
	
	Análise granulométrica
	NBR – 7181/84
	Local: Av. Tuiuti, Maringá/PR
	Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016
	Amostra: 08
	Profundidade: 8,0 m
	Data: 02/06/2016
	Discriminação
	Massa total da amostra seca ao ar, # 76 mm (g)
	
	1000
	Preparada conforme NBR-6457/86
	
	
	Massa da amostra retida na # 2,0 mm (nº10) (g)
	
	12,7
	Lavada e seca em estufa a 105 – 110°C
	
	
	Massa total da amostra seca, # 76 mm (g)
	
	953,13
	
	
	
	Massa da amostra seca, # 2,0 mm (nº10) (g)
	
	940,43
	
	
	
	Porcentagem da massa da amostra seca, # 2,0 mm (nº10) (%)
	
	98,67
	
	
	
	Massa da amostra seca ao ar, separada para peneiramento fino (g)
	
	70
	Proveniente do material que passa na # 2,0 mm
	
	
	Massa da amostra seca, separada para peneiramento fino (g)
	
	66,68
	
	
	
	Determinação do teor de umidade
	Cápsula nº
	11
	18
	113
	Massa da amostra úmida + cápsula (g)
	
	82,70
	69,01
	88,17
	Massa da amostra seca + cápsula (g)
	
	79,35
	66,43
	84,75
	Massa da cápsula (g)
	
	13,50
	13,05
	16,71
	Umidade (%)
	
	5,09
	4,83
	5,03
	Umidade média (%)
	
	4,98
	Análise granulométrica
	NBR – 7181/84
	Local: Av. Tuiuti, Maringá/PR
	Interessado: Aula Prática Mecânica dos Solos 2016
	Amostra: 08
	Profundidade: 8,5 m
	Data: 02/06/2016Peneiramento grosso ()
	
	Peneira NBR-5734/80
	
	
	
	
	Abertura
	Massa retida (g)
	Massa retida e acumulada (g)
	Massa passante (%)
	Massa retida e acumulada (%)
	(mm)
	nº
	
	
	
	
	50
	
	0
	0
	100
	0
	38
	
	0
	0
	100
	0
	25
	
	0
	0
	100
	0
	19
	
	0
	0
	100
	0
	9,5
	
	0
	0
	100
	0
	4,8
	4
	7
	7
	99,26
	0,734
	2
	10
	5,7
	12,7
	98,67
	1,332
	Peneiramento fino ()
	
	
	Peneira NBR-5734/80
	
	
	
	
	Abertura
	Massa retida (g)
	Massa retida e acumulada (g)
	Massa passante (%)
	Massa retida e acumulada (%)
	(mm)
	nº
	
	
	
	
	1,2
	16
	0,85
	0,85
	97,41
	2,58
	0,6
	30
	0,88
	1,73
	96,11
	3,89
	0,42
	40
	0,78
	2,51
	94,96
	5,04
	0,25
	60
	0,76
	3,27
	93,83
	6,17
	0,15
	100
	1,24
	4,51
	91,99
	8
	0,075
	200
	1,30
	5,81
	90,07
	9,93
	
	
	
	
	
	
ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
A determinação do modulo de finura e a curva granulometrica do agregado pode ser realizado com o procedimento de peneiramento com ou sem sedimentação, tal processo ocasiona diferença nos resultados obtidos porém nada tão discrepante.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6457/1986 – Amostras de solos – preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6508/1984 – Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm – determinação da massa específica.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 7181/1984 – Solo – Análise granulométrica.
GRANULOMETRIA DOS SOLOS. Disponível em < http://www.ufsm.br/engcivil/Material_Didatico/TRP1003_mecanica_dos_solos/unidade_3.pdf>. Acesso em 05/04/2011.
PRASS, A. R, Massa específica e densidade. Disponível em <http://www.algosobre.com.br/fisica/massa-especifica-e-densidade.html>. Acesso em 05/04/2011.