A preparação das amostras é a etapa que antecede a realização dos ensaios de caracterização. O processo consiste em SECAR, DESTORROAR, QUARTEAR, PESAR e PENEIRAR a amostra para no final das operações, obter-se uma quantidade suficiente, homogênea e representativa do solo a ser analisado. No Brasil, há os seguintes documentos normativos para a realização da preparação das amostras:
- DNER-ME 041/94 Solos. Preparação de amostras para ensaios de caracterização;
- ABNT NBR-6457 Amostras de solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização.
As normas citadas estão voltadas para grandes amostras de material amolgado, geralmente coletadas com trado em jazidas ou no subleito de estradas.
Entretanto, os ensaios de caracterização são também necessários em materiais oriundos de amostras indeformadas, tais como tubos de parede fina ou blocos escavados. Normalmente, essas amostras não apresentam material de granulação graúda e portanto, algumas etapas iniciais da preparação são desnecessárias e as quantidades de material manuseado são reduzidas.
A preparação das amostras é feita em cinco etapas:
- Secagem parcial das amostras;
- Destorroamento;
- Quarteamento;
- Pesagem;
- Peneiramento.
Cada uma dessas etapas será devidamente detalhadas a seguir;
1. Secagem parcial das amostras
A secagem, que é a primeira etapa da preparação, poderá ser feita através de três processos:
A) Exposição ao ar
A amostra é espalhada em área aberta, em contato direto com o sol e ar;
B) Exposição à luz infravermelha
A amostra é espalhada em bandejas rasas e exposta à luz infravermelha por um período de 12 horas.
C) Secagem em estufa
A amostra é colocada em estufa, por um período de 12 horas, a uma temperatura máxima de 60º C. Esta alternativa só deverá ser empregada, se houver conhecimento de que a temperatura não mudará as características do material, como pode ocorrer em solos com matéria orgânica.
2. Destorroamento da amostra
O destorroamento tem como finalidade desagregar as partículas menores das partículas maiores do solo.
A amostra é colocada no almofariz de porcelana, com capacidade de 5 kg de solo, e aos poucos, com auxílio da mão de gral, recoberta de borracha, pressiona-se a amostra, fazendo-se movimentos circulares até se conseguir uma total desagregação das partículas do solo.
O destorroamento deve ser feito de maneira que não reduza o tamanho natural
das partículas. Para isso a mão de gral deve ter seu recobrimento em perfeito estado.
3. Quarteamento da amostra
Quarteamento é o processo pelo qual se extrai da amostra total, uma amostra menor, homogênea e representativa da amostra ensaiada. O quarteamento se faz com a amostra destorroada, podendo ser auxiliado por um repartidor de amostras.
No quarteamento direto, a amostra é colocada sobre uma superfície plana e limpa, misturada intensamente com uma pá, se for grande amostra, ou colher, se for uma pequena amostra e arrumada numa pilha cônica.
Esse cone é então achatado, por pressão da pá e a seguir a amostra é dividida em quatro partes.
Descartam-se duas partes, situadas diametralmente, misturando-se o material restante e repetindo-se com ele o processo de quarteamento, até obter-se uma amostra homogênea, com o peso necessário aos ensaios.
O repartidor de amostras tem como função dividir em duas partes a amostra que nele for lançada, distribuindo o material em duas bandejas. Assim, a amostra original é colocada em caçambas, a qual é colocada, em diagonal, sobre o separador e o solo é despejado, fazendo-se movimentos de vaivém até esgotar toda a amostra da caçamba.
O material de uma das bandejas é descartado, submetendo-se o solo da outra bandeja à nova separação, até se conseguir uma amostra com o peso desejado.
4. Pesagem
A amostra representativa, obtida no quarteamento, deverá ter cerca de:
- 1500 g Solos argilosos ou siltosos;
- 2000 g Solos arenosos ou pedregulhosos.
O peso da amostra representativa, obtido com aproximação de 5 g, deve ser registrado como o peso total da amostra seca ao ar.
5. Peneiramento da amostra
O peneiramento é a última etapa do processo de preparação da amostra e nele o material é separado para os diferentes ensaios.
É recomendável que, antes do peneiramento, se proceda a mais um destorroamento com a finalidade de desagregar todos os torrões, eventualmente existentes, de modo a assegurar a retenção na peneira somente dos grãos maiores que a abertura da malha. Toda a amostra é passada na peneira com abertura de 2,00 mm (nº 10), destinando-se o material como se segue:
a) Material retido na peneira (nº 10)
Este material é reservado para a granulometria grossa. Entende-se por granulometria grossa, o processo pelo qual se determinam os diâmetros de partículas superiores a 2,0 mm e sua percentagem na amostra total. Na quantidade que ocorrer
b) Material que passa na peneira (nº 10)
Para a determinação da umidade higroscópica, isto é o teor de umidade existente em um solo parcialmente seco. Quantidade aproximada de 50 g.
Para a execução da granulometria fina, ou seja, para a determinação dos diâmetros das partículas inferiores a 2,0 mm. Quantidade solos argilosos aproximada de 70 g; solos arenosos ou pedregulhos aproximada de 120 g;
Para a determinação da densidade real dos grãos - relação entre o peso e o volume real dos grãos sólidos, referida ao peso específico da água. Quantidade aproximada de 10 g.
Após a retirada das quantidades acima referidas, o restante do material deve ser passado na peneira com abertura de 0,42 mm (nº 40), objetivando-se a separação de material para a determinação dos limites de consistência.
c) Material que passa na peneira (nº 40)
Para determinação do limite de liquidez, isto é o teor de umidade que define a transição do estado líquido para o plástico. Quantidade aproximada de 70 g;
Para determinação do limite de plasticidade, isto é o teor de umidade que define a transição do estado plástico para o semissólido. Quantidade aproximada de 50 g.
Para determinação do limite de contração, isto é o teor de umidade que define a transição do estado semissólido para o estado Quantidade aproximada de 50 g.
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