1. Laboratório de Mecânica dos Solos
Análise Granulométrica
ENSAIO DE ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
DISCUSSÃO GERAL
A granulometria de um solo é o estudo da distribuição das partículas por tamanho. O processo de
separação da massa de solo em frações, cada uma consistindo de grãos dentro de uma certa variação de
tamanho, é conhecido como análise granulométrica, que independe da umidade do solo, composição
mineralógica, densidade e forma dos grãos.
A análise granulométrica é feita por peneiramento para solos grossos (areias e pedregulhos) até a
abertura de malha da peneira 200 (0,075 mm), e pela sedimentação para solos finos. Segundo a American
Society for Tests and Materials – ASTM, se faz o ensaio de sedimentação no material que passa na peneira
numero 200 e segundo a ABNT com o material passado na peneira numero 10. Geralmente temos uma
análise combinada que utiliza os dois processos.
Segundo a norma, dependendo do tipo de solo as quantidades a seguir são requeridas para que se
tenham amostras representativas:
Capacidade Nominal
da Balança (kgf)
Dimensão das maiores partículas
contidas na amostra (mm)
10
> 25
5
5 a 25
1,5
<5
O peneiramento utiliza a série de peneiras de abertura padronizada segundo NBR 5734 (Peneiras
para ensaio - Especificação). Se subdivide em peneiramento grosso, no qual a amostra é passada da
peneira 1 ½ “ até a peneira n10 (2,0 mm), e peneiramento fino, no qual a amostra é passada da peneira
n16 (1,19 mm) até a peneira n 200 (0,075 mm).
As peneiras normalmente utilizadas são 11/2”, 1”,3/4”, 3/8”, n4(4,75 mm), n10(2,00 mm), n16
(1,19 mm), n20 (0,85 mm), n30 (0,60 mm), n40 (0,42 mm), n60 (0,25 mm), n100 (0,15 mm),
n200 (0,075 mm).
Já o ensaio de sedimentação é baseado na lei de Stokes, que relaciona a velocidade (v) de queda
de uma esfera, com seu diâmetro (D), seu peso específico (s), a viscosidade do meio () e o peso
específico do meio (w).
As hipóteses para que seja válida a lei de Stokes para sedimentação dos solos são:
1. Densidade das partículas é conhecida.
2. Movimentação das partículas é devido apenas a gravidade.
3. Partículas são consideradas esféricas.
4. Não existem choques entre as partículas e entre as partículas e as paredes do recipiente.
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA POR PENEIRAMENTO
Equipamentos
Balança com sensibilidade de 0.01g e 0.1g
Estufa
Série de peneiras
Almofariz e mão de gral
Escovas de cerdas metálicas
Procedimento
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1. A amostra deve ser seca ao ar, e a sua quantidade determinada segundo a tabela 1. No laboratório
do ITUFES costuma-se usar 3kg.
2. Passar este material na peneira de 2 mm, tomando-se a precaução de desmanchar os torrões de solo
no almofariz com a mão de gral, procedendo-se novamente o peneiramento, de modo a assegurar
a retenção na peneira somente dos grãos maiores que sua abertura.
3. Com o material retido na peneira de 2 mm efetuar o peneiramento grosso. Para cada peneira, o
material retirado também é destorroado como já descrito e novamente passado na peneira. Retirase então o solo com auxilio de escova de aço e pesa-se na balança.
4. Com o material que passou na peneira de 2 mm, separa-se 120 g (no caso de areia) e 70 g (no caso
de argila e silte) para o ensaio de sedimentação. Separa-se também 100 g para determinação da
umidade higroscópica.
5. Do restante do material que passou na peneira de 2mm, separa-se uma certa quantidade para o
peneiramento fino, para isso esse material deve ser lavado na peneira de 0.075 mm e então
levado a estufa.
6. Efetua-se então o peneiramento fino tomando-se os mesmos cuidados citados para o peneiramento
grosso.
Cálculos
Os cálculos são efetuados de forma a se obter a porcentagem da amostra total seca que passa em
cada peneira. Para tanto a norma brasileira recomenda que se desconte a umidade higroscópica dos finos
da amostra. Como não existe recomendação para a lavagem prévia na peneira 200 desconta-se a umidade
higroscópica do material que passa na peneira 10, por coerência já que o peneiramento fino é executado
com material seco em estufa. Desta maneira a amostra total seca será a soma de todo material retido na
peneira 10 mais o que passa descontada a umidade higroscópica.
,
Onde: W TS é o peso total seco, W R#10 é o peso retido na peneira 10, W P#10 é o peso que passa na
peneira 10 e h é a umidade higroscópica.
O cálculo da porcentagem total que passa nas peneiras referentes ao peneiramento fino são feitos
segundo a equação:
ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO
Equipamento
Béquer de vidro com capacidade de 250 cm
Proveta de vidro
Aparelho de dispersão
Bisnaga
Densímetro
Relógio
3
Procedimento
1.
2.
3.
4.
2
Colocar o material num béquer e juntar, com o auxílio da proveta o defloculante (hexametafosfato
de cálcio). Agitar o béquer até que todo material fique imerso e deixa-lo em repouso por 24 horas
no mínimo.
Colocar a mistura no copo de dispersão, removendo-se com água destilada, o material aderido ao
béquer. Deixar no aparelho de dispersão durante 15 minutos.
Transferir a mistura para a proveta e removendo com água destilada todo material aderido ao
copo. Juntar água destilada até atingir 1000 cm3 na proveta. Agitar a proveta em movimentos
energéticos de rotação, durante 1 minuto.
Imediatamente após a agitação, anotar a hora exata do início da sedimentação e mergulhar o
densímetro cuidadosamente na mistura. Efetuar leituras em 0.5, 1 e 2 minutos. Repetir a agitação
e efetuar novas leituras. As leituras no densímetro serão feitas até sedimentação suficiente para
que a densidade da suspensão seja próxima a da água que corresponde a um valor de 1,0 lido no

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aparelho, ou então até 24 horas, o que primeiro ocorrer.
Cuidado Importante
As leituras devem ser feitas na parte superior do menisco e deve-se ter uma proveta com água
limpa para abrigar o densímetro nos intervalos entre uma leitura e outra.
Cálculos: Para os cálculos referentes a este ensaio ver Milton Vargas e a Norma Brasileira.
OBSERVAÇÕES
Todos os métodos de classificação dos solos utilizam a peneira 200 como base. Algumas vezes
também é necessário conhecer-se aproximadamente o tamanho dos grãos menores que a peneira 200,
neste caso utiliza-se o ensaio de sedimentação.
O método de peneiramento não fornece informação sobre a forma dos grãos. Dependendo da
orientação das partículas (se não alongadas) elas podem ou não passar na malha quadrada da peneira. As
partículas não devem ser quebradas em pedaços menores durante a fase de destorroamento, a não ser os
torrões de argila. Especialmente nos solos que contem finos (menores que a malha da peneira 200) poeira
pode ficar aderida aos grãos maiores e não passar pela peneira correspondente ao seu diâmetro.
Algumas normas orientam a pré-lavagem do material na peneira 200 para retirar essa poeira, depois
seca-se o material em estufa e só então executa-se o peneiramento dos grãos retidos, mas isto só é
possível para solos com poucos finos (menor que 5%).
Para apresentar os resultados dos ensaios de análise granulométrica e pela grande variedade de
tamanhos de grãos(desde dezenas de mm até menores que 0.075mm) deve-se plotar os resultados num
gráfico onde tem-se a porcentagem que passa versus diâmetro de todos os grãos em escala logarítmica.
A curva granulométrica é apenas aproximada para um estrato de solo e a validade desta
representação para solos finos é questionável (ver apostila de Mecânica dos Solos I - Polido e Castello).
Da curva granulométrica são retirados alguns parâmetros para classificação do solo, tais como:
a) D10 - Diâmetro correspondente a 10% que passa na peneira, ou diâmetro efetivo do solo.
b) Cu - Coeficiente de uniformidade - mede a variabilidade de tamanhos de partículas do solo,
quanto menor o seu valor, menor variabilidade, mais uniforme será o solo:
c) Cc - Coeficiente de curvatura - mede a forma da curva:
Para se Cu for maior que 4,0 (para pedregulhos) ou maior 6,0 (para areias) e alem disso Cc estiver
entre 1 e 3, o solo será bem graduado.
Para Cu maior que 4,0 ou 6,0 (pedregulho ou areia) e Cc fora deste intervalo, a curva
granulométrica não é suave e o solo terá granulometria aberta.
Quando Cu é inferior a 4,0 ou 6,0 (pedregulho ou areia) o solo será uniforme.
Quando o solo possui mais de 10% passando na peneira 200, a norma americana recomenda a
realização do ensaio de sedimentação, apesar da questionada validade desta análise.
APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS
O aluno deverá, a partir dos resultados da análise granulométrica, realizar a classificação do solo,
adotando parâmetros que se fizerem necessários para complementar a classificação. Além disto deverá
apresentar descrição detalhada do solo ensaiado e as características deste material para a execução de
aterros.
OBSERVAÇÃO FINAL: SEDIMENTAÇÃO E PENEIRAMENTO
Comumente ao se proceder a granulometria completa de um solo (por peneiramento e
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sedimentação), segundo as normas toma-se cerca de 70 g de material que passa na peneira 10 (2 mm) e
procede-se o ensaio de sedimentação. Terminado o ensaio, verte-se todo o material na peneira 200 (0,075
mm), lava-se, seca-se e procede-se o chamado “peneiramento fino” (entre as peneiras 10 e 200).
Embora a norma brasileira seja omissa quanto aos detalhes de lavagem do material usado na
sedimentação, é procedimento corrente dos operadores usarem as mãos esfregando o material na tela da
1
peneira 200. Silveira (1991) ao proceder tal ensaio para um solo residual jovem (zona mais próxima da
rocha mãe, com intemperização incompleta) obteve a curva mostrada na primeira figura a seguir. Os
resultados de granulometria acima da peneira 200 (0,075 mm) foram obtidos por peneiramento e os abaixo
por sedimentação. Nota-se na transição de tipos de ensaio uma diferença abrupta, que chega a 20 % na
análise granulométrica.
Para verificar se a diferença era intrínseca aos diferentes conceitos usados nos dois tipos de
ensaios, Silveira (1991) refez todo o ensaio com a diferença de não esfregar o material de sedimentação
contra a tela da peneira 200. Usou-se água potável a baixa pressão, com a peneira levemente inclinada e
em movimentos circulares sem uso de pincéis ou escovas. Prossegui-se com esse procedimento até que a
água passasse limpa pela peneira. Os resultados deste ensaio são mostrados na segunda figura onde não
mais se nota a diferença para os dois tipos de ensaio.
Este trabalho de Silveira exemplifica que:
a) A curva granulométrica é uma definição que depende do vigor do destorroamento e da
mineralogia dos grãos (sua resistência ao esmagamento no destorroamento);
b) Além das diferenças oriundas dos diferentes conceitos (peneiramento e sedimentação) para
definição de granulometria pode-se também obter diferenças devido ao manuseio da amostra durante o
processo.
Silveira, G.C. (1991), “Considerações sobre a Granulometria dos Solos Residuais e Coluvionares
Escorregamento na Estrada do Estrada do Soberbo - RJ”. Solos e Rochas, Vol. 14, no 1,
pp. 59-62.
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