NBR7181 Arquivo para impressão

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edição
ABNT NBRNORMA 
BRASILEIRA
ICS ISBN 978-85-07-
Número de referência 
12 páginas
7181
Segunda
29.09.2016
Solo — Análise granulométrica
Soil — Grain size analysis
13.080.01 06573-9
ABNT NBR 7181:2016
 © ABNT 2016
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Prefácio ...............................................................................................................................................iv
1 Escopo ................................................................................................................................1
2 Referências normativas .....................................................................................................1
3 Aparelhagem .......................................................................................................................1
4 Método de ensaio ...............................................................................................................2
4.1 Preparação da amostra ......................................................................................................2
4.2 Operações preliminares ....................................................................................................2
4.3 Sedimentação .....................................................................................................................6
4.4	 Peneiramento	fino ..............................................................................................................7
4.5 Peneiramento grosso .........................................................................................................7
5 Cálculos ..............................................................................................................................7
5.1 Massa total da amostra seca .............................................................................................7
5.2 Porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 50 mm, 38 mm, 25 mm, 
19 mm, 9,5 mm, 4,8 mm e 2,0 mm .....................................................................................8
5.3 Porcentagem de material em suspensão .........................................................................8
5.4 Diâmetro das partículas de solo em suspensão .............................................................9
5.5 Porcentagem de materiais que passam nas peneiras de 1,2 mm, 0,6 mm, 0,42 mm, 
0,25 mm, 0,15 mm e 0,007 5 mm .......................................................................................9
6 Expressão dos resultados ...............................................................................................10
Anexo A (informativo) Leitura do densímetro .................................................................................. 11
A.1 Variação das leituras do densímetro, no meio dispersor, em função da temperatura .. 11
A.2 Variação da altura de queda das partículas em função da leitura do densímetro ..... 11
Figuras
Figura 1 – Aparelho de dispersão ......................................................................................................3
Figura 2 – Detalhe de hélice ...............................................................................................................3
Figura 3 – Copo de dispersão ............................................................................................................4
Figura 4 – Densímetro .........................................................................................................................5
Figura A.1 – Exemplo de curva de variação das leituras do densímetro, no meio dispersor, 
em função da temperatura ..............................................................................................12
Figura A.2 – Exemplo de curvas de variação da altura de queda das partículas em função da 
leitura do densímetro .......................................................................................................12
Tabelas
Tabela 1 – Determinação da massa da amostra seca em temperatura ambiente .........................2
Tabela 2 – Viscosidade da água (valores em 10-6 g × s/cm2) ..........................................................9
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Sumário Página
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Prefácio
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. 
As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), 
dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais 
(ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas 
no tema objeto da normalização.
Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da ABNT Diretiva 2.
A ABNT chama a atenção para que, apesar de ter sido solicitada manifestação sobre eventuais 
direitos de patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados 
à ABNT a qualquer momento (Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996).
Ressalta-se que Normas Brasileiras podem ser objeto de citação em Regulamentos Técnicos. 
Nestes casos, os Órgãos responsáveis pelos Regulamentos Técnicos podem determinar outras datas 
para exigência dos requisitos desta Norma.
A ABNT NBR 7181 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Civil (ABNT/CB-002), pela Comissão de 
Estudo de Identificação e Compactação de Solos (CE-002:004.002). Esta Norma teve seu conteúdo 
técnico confirmado e adequado à Diretiva ABNT, Parte 2:2011, pela Comissão de Estudo Especial 
de Solos (ABNT/CEE-221). O seu Projeto de adequação circulou em Consulta Nacional conforme 
Edital nº 08, de 15.08.2016 a 13.09.2016.
Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 7181:1984), sem mudanças 
técnicas.
O Escopo em inglês desta Norma Brasileira é o seguinte:
Scope
This Standard establishes the testing method for grain size analysis of soils, through sieving or by 
a combination of hydrometer analysis and sieving.
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Solo — Análise granulométrica
1 Escopo
Esta Norma estabelece o método para análise granulométrica de solos, realizada por peneiramento 
ou por uma combinação de sedimentação e peneiramento.
2 Referências normativas
Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. 
Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, 
aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).
ABNT NBR 6457, Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de 
caracterização
ABNT NBR 6458:2016, Grãos de pedregulho retidos na peneira de abertura 4,8 mm – Determinação 
da massa específica, da massa específica aparente e da absorção de água
ABNT NBR NM ISO 3310-1, Peneiras de ensaio – Requisitos técnicos e verificação – Parte 1: Peneiras 
de ensaio com tela de tecido metálico
ABNT NBR NM ISO 3310-2, Peneiras de ensaio – Requisitos técnicos e verificação – Parte 2: Peneiras 
de ensaio de chapa metálica perfurada 
3 Aparelhagem
A aparelhagem necessária para a execução do ensaio é descrita a seguir:
 a) estufa capaz de manter a temperatura entre 60 °C e 65 °C, e entre 105 °C e 110 °C;
 b) balanças que permitam pesar nominalmente 200 g, 1,5 kg, 5 kg e 10 kg, com resoluções de 
(0,01 g, 0,1 g, 0,5 g e 1 g), respectivamente, e sensibilidades compatíveis;
 c) recipientes adequados, como dessecadores, que permitam guardar amostras sem variação 
de umidade;
 d) aparelho de dispersão (ver Figura 1), com hélices substituíveis (ver Figura 2) e copo munido 
de chicanas (ver Figura 3), a rotação de hélice do aparelho não pode ser inferior a 9 000 r/min;
 e) proveta de vidro, com cerca de 450 mm de altura e 65 mm de diâmetro, com traço de referência 
indicado 1 000 cm3 a 20 °C;
 f) densímetro de bulbo simétrico, calibrado a 20 °C e com resolução de 0,001 mm graduado de 
0,995 a 1,050 (ver Figura 4);
 g) termômetro graduado em 0,1 °C (de 0 °C a 50 °C);
 h) relógio com indicação de segundos;
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 i) béquer de vidro, com capacidade de 250 cm3;
 j) proveta de vidro, com capacidade de 250 cm3 e resolução de 2 cm3;
 k) tanque para banho, com dimensões adequadas à imersão das provetas até o traço de referência, 
capaz de manter a temperatura de suspensão aproximadamente constante durante a fase de 
sedimentação;
NOTA Este banho é dispensável quando o ensaio for efetuado em ambiente com temperatura aproxi-
madamente constante.
 l) peneiras de 50 mm, 38 mm, 25 mm, 19 mm, 9,5 mm, 4,8 mm, 2,0 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 
0,42 mm, 0,25 mm, 0,15 mm e 0,075 mm, de acordo com as ABNT NBR NM ISO 3310-1 e 
ABNT NBR NM ISO 3310-2;
 m) escova com cerdas metálicas;
 n) agitador mecânico de peneiras, com dispositivos para fixação de até seis peneiras, inclusive 
tampa e fundo;
 o) bagueta de vidro;
 p) bisnaga;
 q) cápsulas metálicas para determinação do teor de umidade.
4 Método de ensaio
4.1 Preparação da amostra
Tomar a quantidade de amostra preparada de acordo com a ABNT NBR 6457.
4.2 Operações preliminares
4.2.1 Determinar com as resoluções da Tabela 1 seguinte a massa da amostra seca em temperatura 
ambiente e anotar como Mt.
Tabela 1 – Determinação da massa da amostra seca em temperatura ambiente
Dimensão dos grãos maiores 
contidos na amostra 
mm
Balança a ser utilizada
Capacidade nominal 
kg
Resolução 
g
> 25 10 1
5 a 25 5 0,5
< 5 1,5 0,1
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Figura 1 – Aparelho de dispersão
Dimensões em milímetros
∅ 19
Figura 2 – Detalhe de hélice
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Dimensões em milímetros
∅ 95
∅ 65
60
°
17
8
Chicanas
fixas
Chicanas
longas
Chicanas
curtas
Figura 3 – Copo de dispersão
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Dimensões em milímetros
0,995
1,050
15
0
15
0
30
0
∅ 5
∅ 30
Figura 4 – Densímetro
4.2.2 Passar este material na peneira de 2,0 mm, tomando-se a precaução de desmanchar no almo-
fariz todos os torrões eventualmente ainda existentes, de modo a assegurar a retenção na peneira 
somente dos grãos maiores que a abertura da malha.
NOTA Recomenda-se utilizar a escova com cerdas metálicas para auxiliar a retirada dos grãos retidos 
nas malhas da peneira, procedendo-se da mesma forma em todos os passos que envolvam o peneiramento. 
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4.2.3 Lavar a parte retida na peneira de 2,0 mm a fim de eliminar o material fino aderente e secar 
em estufa a 105 °C ou 110 °C, até constância de massa. O material assim obtido é usado no penei-
ramento grosso.
Para determinação da distribuição granulométrica do material, apenas por peneiramento, proceder 
conforme a seguir:
 a) do material passado na peneira de 2,0 mm, tomar cerca de 120 g. Pesar esse material com 
resolução de 0,01 g e anotar como Mw. Tomar ainda cerca de 100 g para três determinações 
da umidade higroscópica (w), de acordo com a ABNT NBR 6457;
 b) lavar na peneira de 0,075 mm o material assim obtido, vertendo-se água potável à baixa pressão;
 c) proceder conforme descrito em 4.4.
4.3 Sedimentação
4.3.1 Do material passado na peneira de 2,0 mm, tomar cerca de 120 g, no caso de solos arenosos, 
ou, no caso de solos siltosos e argilosos, 70 g; para a sedimentação e o peneiramento fino. Determinar 
a massa deste material com resolução de 0,01 g e anotar como Mw. Tomar ainda cerca de 100 g para 
três determinações da umidade higroscópica (w), de acordo com a ABNT NBR 6457.
4.3.2 Transferir o materialassim obtido para um béquer de 250 cm3 e juntar, com auxílio de proveta, 
como defloculante, 125 cm3 de solução de hexametafosfato de sódio com a concentração de 45,7 g 
do sal por 1 000 cm3 de solução.
A solução de hexametafosfato de sódio deve ser tamponada com carbonato de sódio até que a solução 
atinja um pH entre 8 e 9, evitando assim a reversão da solução para ortofosfato de sódio.
Em solos para os quais o defloculante e a concentração indicados não forem eficazes na dispersão, 
deve-se investigar o tipo e a dosagem do defloculante mais adequados.
Agitar o béquer até que todo o material fique imerso e manter em repouso, por no mínimo 12 h.
4.3.3 Verter a mistura no copo de dispersão, removendo com água destilada, com auxílio da bisnaga, 
o material aderido ao béquer. Adicionar água destilada até que seu nível fique 5 cm abaixo das bordas 
do copo e submeter à ação do aparelho dispersor durante 15 min.
Solos que contenham grãos suscetíveis de sofrerem quebra devem ser dispersos em um intervalo 
de tempo menor.
4.3.4 Transferir a dispersão para a proveta e remover com água destilada, com auxílio da bisnaga, 
todo o material aderido ao copo. Adicionar água destilada até atingir o traço correspondente a 1 000 cm3. 
Em seguida, colocar a proveta no tanque para banho ou em local com temperatura constante, prefe-
rencialmente controlada. Agitar frequentemente com bagueta de vidro para manter, tanto quanto pos-
sível, as partículas em suspensão. Assim que a dispersão atingir a temperatura de equilíbrio, tomar a 
proveta e, tampando-lhe a boca com uma das mãos, executar com auxílio da outra, movimentos enér-
gicos de rotação, durante 1 min, pelo quais a boca da proveta passe de cima para baixo e vice-versa.
4.3.5 Imediatamente após a agitação, colocar a proveta sobre uma mesa, anotar a hora exata do 
início da sedimentação e mergulhar cuidadosamente o densímetro na dispersão. Efetuar as leituras 
do densímetro correspondentes aos tempos de sedimentação (t) de 0,5 min, 1 min e 2 min. Retirar 
lenta e cuidadosamente o densímetro da dispersão. Se o ensaio não estiver sendo realizado em 
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local de temperatura constante, colocar a proveta no banho onde permanecerá até a última leitura. 
Fazer as leituras subsequentes à 4 min, 8 min, 15 min e 30 min e 1 h, 2 h, 4 h, 8 h, e 24 h, a contar do 
início da sedimentação.
NOTA Recomenda-se repetir as três primeiras leituras. Para tanto, agitar novamente a proveta, conforme 
descrito em 4.3.4 e refazer as leituras para os tempos de 0,5 min, 1 min e 2 min.
4.3.6 Cerca de 15 s a 20 s antes de cada leitura, mergulhar lenta e cuidadosamente o densímetro 
na dispersão. Todas as leituras devem ser feitas na parte superior do menisco, com interpolação de 
0,000 2, após o densímetro ter ficado em equilíbrio. Assim que uma dada leitura for efetuada, retirar 
o densímetro da dispersão e colocá-lo em uma proveta com água limpa, à mesma temperatura da 
dispersão.
4.3.7 Após cada leitura, excetuadas as duas primeiras, medir a temperatura da dispersão, com reso-
lução de 0,1 °C.
4.3.8 Realizada a última leitura, verter o material da proveta na peneira de 0,075 mm, proceder 
à remoção com água de todo o material que tenha aderido às suas paredes e efetuar a lavagem 
do material na peneira mencionada, empregando-se água potável à baixa pressão.
4.4 Peneiramento	fino
Secar o material retido na peneira de 0,075 mm em estufa, à temperatura de 105 °C a 110 °C, até cons-
tância de massa, e, utilizando-se o agitador mecânico, passar nas peneiras de 1,2 mm, 0,6 mm, 
0,42 mm, 0,25 mm, 0,15 mm, 0,075 mm. Anotar com resolução de 0,01 g as massas retidas acumuladas.
NOTA No caso de solos uniformes, pode ser necessário utilizar, tanto no peneiramento fino como no 
grosso, peneiras intermediárias àquelas indicadas.
4.5 Peneiramento grosso
4.5.1 Pesar o material retido na peneira de 2,0 mm, obtido conforme 4.2.3, com a resolução indicada 
em 4.2.1, e anotar como Mg.
4.5.2 Utilizando-se o agitador mecânico, passar esse material nas peneiras de 50 mm, 38 mm, 25 mm, 
19 mm, 9,5 mm e 4,8 mm. Anotar com a resolução indicada em 4.2.1 as massas retidas acumuladas 
em cada peneira.
NOTA No caso de solos uniformes, pode ser necessário utilizar, tanto no peneiramento fino como no 
grosso, peneiras intermediárias àquelas indicadas.
5 Cálculos
5.1 Massa total da amostra seca
Calcular a massa total da amostra seca, utilizando a equação a seguir:
( )
( )
T g
s g100100
M M
M M
W
−
= × +
+
onde
Ms é a massa total da amostra seca;
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MT é a massa da amostra seca em temperatura ambiente;
Mg é a massa do material seco retido na peneira de 2,0 mm;
w é a umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0 mm.
5.2 Porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 50 mm, 38 mm, 25 mm, 
19 mm, 9,5 mm, 4,8 mm e 2,0 mm
Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras de 50 mm, 38 mm, 25 mm, 19 mm, 
9,5 mm, 4,8 mm e 2,0 mm, utilizando a seguinte equação:
( )s r
g
s
100M MQ
M
−
= ×
onde
Qg é a porcentagem de material passado em cada peneira;
Ms é a massa total da amostra seca;
Mr é a massa do material retido acumulado em cada peneira.
5.3 Porcentagem de material em suspensão
Calcular as porcentagens correspondentes a cada leitura do densímetro, referidas à massa total 
da amostra, utilizando a seguinte equação:
( )
( )
( )
s wc
s
ws wm 100
100
dV L LQ N M
w
−
= × ×
− ×
+
ρ ρ
ρ ρ
onde
V é o volume da proveta igual a 1 000 cm3;
Qs é a porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura do densímetro;
N é a porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm, calculado conforme 5.2;
ρs é a massa específica dos grãos do solo, expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3);
ρmw é a massa específica da água, função da temperatura, utilizando o valor de 1,000 g/cm3;
ρwc é a massa específica da água na temperatura de calibração do densímetro (20 °C), utilizando 
 o valor de 1,000 g/cm3;
L é a leitura do densímetro na suspensão;
Ld é a leitura do densímetro no meio dispersor (ver Anexo A), na mesma temperatura da suspensão;
Mw é a massa do material úmido submetido à sedimentação, expressa em gramas (g);
w é a umidade higroscópica do material passado na peneira de 2,0 mm.
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5.4 Diâmetro das partículas de solo em suspensão
Calcular o diâmetro máximo das partículas em suspensão, no momento de cada leitura do densímetro, 
utilizando a seguinte equação (lei deStokes) 1:
s wm
1800 zd
t
µ
= ×
−ρ ρ
NOTA Para efeitos de cálculo, considerar ρmd = 1,000 g/cm3 e µ correspondente ao coeficiente de visco-
sidade da água (ver Tabela 2).
onde
d é o diâmetro máximo das particulas, expresso em milímetros (mm);
µ é o coeficiente de viscosidade do meio dispersor, à temperatura de ensaio, em g x s/cm2;
z é a altura de queda das partículas, com resolução de 0,1 cm, correspodente à leitura do 
 densímetro, expressa em centímetros (cm) (ver Anexo A);
t é o tempo de sedimentação, expresso em segundos (s);
ρs é a massa específica dos grãos do solo, determinada de acordo com o Anexo B 
 da ABNT NBR 6458:2016, expressa em gramas po centímetro cúbico (g/cm3);
ρmd é a massa específica do meio dispersor, à temperatura de ensaio, expressa em gramas por 
 centímetro cúbico (g/cm3).
Tabela 2 – Viscosidade da água (valores em 10-6 g × s/cm2)
°C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 13,36 12,99 12,63 12,30 11,98 11,68 11,38 11,09 10,81 10,54
20 10,29 10,03 9,80 9,56 9,34 9,13 8,92 8,72 8,52 8,34
30 8,16 7,98 7,82 7,66 7,50 7,45 7,20 7,06 6,92 6,79
NOTA Para temperaturas intermediárias, obter a viscosidade da água por interpolação linear.
5.5 Porcentagem de materiais que passam nas peneiras de 1,2 mm, 0,6 mm, 0,42 mm, 
0,25 mm, 0,15 mm e 0,007 5 mm
Calcular as porcentagens de materiais que passam nas peneiras 1,2 mm, 0,6 mm, 0,42 mm, 0,25 mm, 
0,15 mm e 0,0075 mm, utilizando-se a equação a seguir:
( )u r
f
u
100 100
100
M M WQ N
M
× − +
= ×
×
onde
Qf é a porcentagem de material passado em cada peneira;
1 O diâmetro máximo das partículas em suspensão, no momento de cada leitura do densímetro, pode também 
ser determinado pelo método gráfico de casagrande.
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Mu é a massa do material úmido submetido ao peneiramento fino ou à sedimentação, conforme 
 o ensaio tenha sido realizado apenas por peneiramento ou por combinação de sedimentação 
 e peneiramento, respectivamente;
w é a umidade hidroscópica do material passado na peneira de 2,0 mm;
Mr é a massa do material retido acumulado em cada peneira;
N é a porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm, calculada conforme indicado 
 em 5.2.
6 Expressão dos resultados
O resultado final deve ser apresentado graficamente, dispondo-se na abscissa os diâmetros das partí-
culas, em escala logarítmica, e na ordenada, as porcentagens das partículas passantes ou retidas 
referentes aos diâmetros considerados, em escala aritmética.
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Anexo A 
(informativo) 
 
Leitura do densímetro
A.1 Variação das leituras do densímetro, no meio dispersor, em função da 
temperatura
A.1.1 Para cada densímetro, construir a curva de variação das leituras, Ld, no meio dispersor, 
em função da temperatura.
A.1.2 Para tanto, diluir, em proveta, 125 cm3 da solução indicada em 4.3.2, em 875 cm3 de água 
destilada.
A.1.3 Com a proveta imersa em um recipiente com água, provido de dispositivo para controle de 
temperatura, variar a temperatura do meio dispersor e obter diversas leituras densimétricas, em uma 
faixa compreendida entre 10 °C e 35 °C, as quais devem ser feitas na parte superior do menisco.
A.1.4 Com os valores obtidos, construir uma curva, como exemplificado na Figura A.1.
A.2 Variação da altura de queda das partículas em função da leitura do 
densímetro
A.2.1 Para cada densímetro, construir as curvas de variação da altura de queda das partículas, 
a e al, em função da leitura do densímetro.
A.2.2 Para tanto, determinar a distância, a, de cada traço principal da graduação ao centro de 
volume do densímetro; e para isso medir a distância de cada traço principal da graduação do densí-
metro à base da haste e somar a essa distância metade da altura do bulbo (medida da base da haste 
à extremidade do bulbo).
A.2.3 Com os valores obtidos, construir uma curva correlacionando as alturas de queda, a, e as 
leituras do densímetro, conforme exemplificado na Figura A.2. Essa curva é válida para as leituras 
efetuadas nos dois primeiros minutos de ensaio, quando o densímetro permanece mergulhado na 
dispersão.
Para as leituras subsequentes, construir uma curva correlacionando as alturas de queda corrigidas, al, 
e as leituras do densímetro, conforme exemplificado na Figura A.2, utilizando a seguinte expressão:
al
2
Va a
A
= −
onde
Va é o volume da parte imersa do densímetro, obtido pesando-se o densímetro ou imergindo-o 
 em água em uma proveta graduada;
A é a área da seção interna da proveta, obtida divindo-se o volume de 1 000 cm3 pela distância 
 medida entre o fundo da proveta e o traço correspondente a esse volume.
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Temperatura (°C) 
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so
r (
L d
)
0,998
10 14 18 22 26 30 34
1,000
1,002
1,004
1,006
Figura A.1 – Exemplo de curva de variação das leituras do densímetro, 
no meio dispersor, em função da temperatura
Leitura do densímetro (L)
14
12
18
22
20
16
24
1,000 1,010 1,020 1,030 1,040 1,050
A
ltu
ra
 d
e 
qu
ed
a 
(c
m
) 
Curva a 
(para as três primeiras leituras)
Curva al
(para as leituras subsequentes)
NOTA Adotar escalas adequadas para a construção das curvas correspondente às Figuras A.1 e A.2.
Figura A.2 – Exemplo de curvas de variação da altura de queda das partículas 
em função da leitura do densímetro
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