Para que serve o ensaio de sedimentação? Descreva os procedimentos de laboratório utilizados na realização do mesmo.

Passo 1

Resumindo o enunciado: o ensaio de sedimentação (ou método do hidrómetro) é usado em Mecânica dos Solos para determinar a distribuição granulométrica da fração fina de um solo (partículas menores que ,0,075,mm), com base na Lei de Stokes. Vamos precisar conhecer a massa específica dos sólidos gammas, a densidade da água gammaw, a viscosidade cinemática nu e usar um cilindro de decantação de 1,L e um hidrómetro.

Passo 2

Teoria de base (Lei de Stokes): partículas esféricas sedimentam a uma velocidade
v = l(gammasgammaw-1r),g,d^218,nu
onde d é o diâmetro da partícula. Invertendo para achar d em função do tempo t de sedimentação até uma profundidade h, obtemos
d = raiz18,nu,hgl(gammasgammaw-1r),t

Passo 3

Preparo da amostra
1. Secar o solo em estufa a 110^circC até massa constante.
2. Peneirar e coletar apenas a fração que passa na malha nº 200 ( ,0,075,mm).
3. Pesar uma massa ms típica de 50 a 60,g.
4. Adicionar ao solo uma pequena quantidade de defloculante (por exemplo, sulfato de sódio) para evitar agregados.

Passo 4

Preparo da suspensão
1. Encher o cilindro de 1,L até a marca com água (temperatura ambiente).
2. Adicionar o solo e o defloculante.
3. Agitar vigorosamente por cerca de 5 minutos com um agitador mecânico até homogeneizar.
4. Deixar repousar por 12 horas para completa dispersão do solo.

Passo 5

Leituras do hidrómetro
1. Assim que agitar pela última vez, marque t=0.
2. Introduzir o hidrómetro e anotar a leitura Rt e a temperatura T da suspensão em instantes pré-determinados (por exemplo, 30,s, 1,min, 2,min, 4,min, 8,min, 15,min, 30,min, 1,h, 2,h, 4,h, 24,h).

Passo 6

Correções
1. Subtrair leitura de base (hidrómetro em água pura) para eliminar efeito de densidade inicial.
2. Corrigir Rt pela temperatura usando tabela do fabricante do hidrómetro.

Passo 7

Cálculo dos percentuais e diâmetros
1. Percentual de finos a cada tempo t:
%fino = Rt times Vmstimes 100
onde V=1000,cm^3.
2. Diâmetro correspondente em cada t:
d = raiz18,nu,hgl(gammasgammaw-1r),t

Passo 8

Construção da curva e interpretação
Traçar em papel semi-log o diâmetro d no eixo logaritmo e o % cumulativo de finos no eixo linear. Daí podem-se extrair parâmetros como diâmetro médio ( D50), coeficiente de uniformidade Cu e coeficiente de curvatura Cc.

Resposta

O ensaio de sedimentação serve para determinar, via decantação e hidrómetro, a distribuição de tamanho de partículas finas ( <0,075,mm) num solo, usando a Lei de Stokes.
Procedimentos de laboratório:
  1. Secagem do solo e peneiramento na malha nº 200.
  2. Preparar suspensão em cilindro de 1,L com defloculante e agitação.
  3. Medir leituras do hidrómetro em tempos pré-estabelecidos e anotar temperatura.
  4. Corrigir leituras quanto à densidade da água e temperatura.
  5. Calcular percentual de finos e diâmetro de partícula pela Lei de Stokes.
  6. Construir a curva granulométrica semi-log para análise dos parâmetros de solo.

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