determinaÇÃo granulomÉtrica de um solo
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Relatório da atividade nº 2 do módulo de Minas
DETERMINAÇÃO GRANULOMÉTRICA DE UM SOLO
UTILIZANDO UM CYCLOSIZER
Laboratório de Ciências do Ambiente I (modulo de Minas)
Catarina Espregueira – [email protected]
Catarina Santos – [email protected]
João Costa – [email protected]
Docente – Aurora Silva
1 de Abril de 2014
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Sumário
O presente trabalho tem como objetivo determinar a composição
granulométrica de um solo, utilizando um cyclosizer, para uma amostra de
calibre inferior a 200#, para que possa ser categorizado em função das frações
preponderantes dos diversos diâmetros das partículas que o compõe. Deste
modo começamos a manusear os materiais e a usar as diferentes técnicas
apreendidas com maior rigor e precisão.
Introdução
A granulometria é um processo que tem como fim determinar a
composição granulométrica do solo em estudo e, também, como estes se
comportam. Baseia-se na divisão de vários tipos de solo dependendo da sua
percentagem em peso em relação à massa total, denominando-se por frações
preponderantes. Embora hoje recomenda-se mais para os solos grossos (que
não apresentam propriedades correlacionadas com a plasticidade) a
classificação granulométrica tornou-se universalmente usada.
A classificação granulométrica é feita usando dois tipos de
instrumentos, consoante à granulometria do material. Pode ser recorrendo à
utilização de crivos com aberturas de rede ou, para material com calibre inferior
a 200#, utilização de um cyclosizer. Os crivos são, basicamente, peneiros
organizados verticalmente e que separam o material por calibre. Porem,
quando o material atinge um limite de calibre muito inferior este método deixa
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de ser eficiente. É nesta parte que entra o cyclosizer, que consiste num
equipamento composto por cinco ciclones e com uma corrente de água
constante. No iniciar do procedimento, é ligada a corrente de água e o primeiro
ciclone enche se do material em análise dissolvido na água. A partir daí, a
solução vai sofrer uma força centrífuga que faz com que as partículas de menor
dimensão passem para o seguinte ciclone, e assim sucessivamente. Com isto,
é possível dividir ainda com maior precisão o solo em estudo.
A percentagem de finos, ou seja, a quantidade de material com calibre
inferior a 200# é um fator muito importante porque equivale à percentagem de
argila e silte. Este material está fortemente relacionado com a retenção de
água nos solos, o que proporciona os movimentos de massa dos solos. Outro
fator importante que está relacionado com o movimento dos solos em massa é
o coeficiente de uniformidade, (indica a variedade de dimensões do material
que um solo possui) que é adquirido pela relação entre as aberturas do crivo
que permite a passagem de 60% do material e a que permite a passagem de
10%.
Tabela 1 – Classificação dos solos (de acordo com a sua uniformidade).
Coeficiente de Uniformidade Classificação
<5 Solo de granulometria uniforme
5-20 Solo de granulometria pouco uniforme
>20 Solo de granulometria bem graduado
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Uma outra representação dos solos será a utilização de diagramas
triangulares, que classificam os solos em função da percentagem do material
divido em 3 classes: Areias, Silte e Argila
Tabela 2 – Classificação dos solos (de acordo com o seu calibre).
60 – 2 mm Pedregulho
2,0 – 0,06 mm Areia
0,06 – 0,002 mm Silte Menor
Menor 0,002 mm Argila
Resultados
Peso da amostra de solo inicial à 884,89g
Tabela 3 – Separação por peneiras.
Crivo
Pesos parciais (g) Nº Crivo MM
1 0,425 321,42
2 0,300 86,50
3 0,212 83,39
4 0,150 94,04
5 0,106 82,30
6 0,075 70,81
7 < 0,075 143,94
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Tabela 4 – Separação por cyclosizer.
Ciclone
Pesos parciais (g) Nº Ciclone Calibre (Micron)
1 <11 12,6
2 11 2,75
3 15 6,4
4 23 8,05
5 33 4,5
6 44 5,7
Nota: O ciclone considerado como 1 é obtido pela soma dos outros ciclones (nº 2, 3, 4, 5, e 6) subtraindo-
se 40g. Que foi o peso da amostra posta no cyclosizer. Os 40g são retirados do crivo nº 7.
Temperatura à 17ºC
Densidade à 200
Fluxo à 1
Tempo à 20 min
Análise de Resultados
Cálculo do calibre real:
Diâmetro real = Diâmetro teórico x F1 x F2 x F3 x F4
F1 – fator de correção para a temperatura – 1,04
F2 – fator de correção para a densidade – 0,94
F3 – fator de correção para o fluxo – 1,05
F4 – fator de correção para o tempo – 0,955
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Para o primeiro ciclone (diâmetro teórico = 11):
Diâmetro real = 11 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 10,78 micron
Para o segundo ciclone (diâmetro teórico = 15):
Diâmetro real = 15 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 14,70 micron
Para o terceiro ciclone (diâmetro teórico = 23):
Diâmetro real = 23 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 22,55 micron
Para o quarto ciclone (diâmetro teórico = 33):
Diâmetro real = 33 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 32,35 micron
Para o quinto ciclone (diâmetro teórico = 44):
Diâmetro real = 44 x 1,04 x 0,94 x 1,05 x 0,955 = 43,13 micron
Tabela 5 – Comparação do diâmetro teórico com o diâmetro real
Nº do Ciclone Diâmetro Teórico Diâmetro Real
1 11 10,78
2 15 14,70
3 23 22,55
4 33 32,35
5 44 43,13
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Gráficos relativos à tabela 3:
Gráficos relativos à tabela 4:
Nota: A linha tanto no gráfico um como no dois é a logarítmica.
0
50
100
150
200
250
300
350
1 2 3 4 5 6 7
Peso da am
ostra (em gramas)
Nº do crivo
Separação por peneiras
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4 5 6
Axis Title
Axis Title
Separaçao por cyclosizer
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Discussão e Conclusão
Os principais objetivos deste trabalho laboratorial são classificar o solo em
estudo, segundo uns parâmetros pré-definidos, e especificar as suas
particularidades principais para relaciona-las com algumas características
geológicas e geotécnicas, como por exemplo a probabilidade de ocorrência de
movimentos de massa.
Avaliando o calibre de todos os crivos usados para o processo de
separação de material por peneiras, e relacionando-o com a tabela de
classificação dos solos pré-definida, conclui-se que o tipo de solo em estudo
faz parte da classe da areia. A razão pela qual, é que o calibre dos crivos não
ultrapassa, nem o limite inferior nem o superior, do calibre geral da areia. Este
solo é uma rocha sedimentar detrítica e é permeável, ou seja, local onde a
água se infiltra rapidamente. Esta característica é bastante desvantajosa
porque a probabilidade de ocorrência de movimentos em massa do solo é
muito grande devido à água presente.
O último crivo recolhido é o material com calibre inferior a 0,074mm e,
corresponde, maioritariamente, a argilas e siltes. Este tipo de material é
reconhecido por infiltrar bem a água e, por isso, se presente em grande
quantidade o solo fica mais vulnerável a movimentos em massa. Calculando a
sua percentagem no solo em estudo (16,3%), retira-se que não há grandes
preocupações a este nível por ser um valor relativamente baixo.