Metodi di analisi granulometrica

 Fonte: http://www.giordano.it/p88-c242-t4-le-nuove-norme-tecniche-per-le-costruzioni-ed-i-controlli-da-effettuare.php

Se ieri abbiamo parlato della granulometria oggi parleremo dei metodi di analisi della granulometria.

Possiamo elencare i vari metodi in base alle dimensioni delle particelle da studiare.

           CLASTI > 16 mm:

Si useranno qui le misure dirette. Si va in campagna e si costruisce una griglia con le maglie proporzionali alla grandezza dei clasti da studiare. Queste maglie sono fatte da funi e picchetti. Si procede alla misura delle dimensioni maggiori (a), intermedie (b) e minime (c) di ogni clasto che cade in corrispondenza dell’intersezione delle maglie. Si utilizza il metro.

           CIOTTOLI:

Si va in laboratorio e si userà un calibro per prelevare una quantità di materiale sufficiente per lo studio granulometrico (100 clasti). È stato osservato che esiste una relazione diretta tra la dimensione massima (a) e il diametro medio dei ciottoli e quindi questo ci permette di semplificare le misurazioni in quanto basterà calcolare solo l’asse massimo dei ciottoli e il diametro medio.

           SABBIA, SILT:

Le misure vengono effettuate in SEZIONE SOTTILE utilizzando un microscopio ottico con un apposito tavolino traslatore che sposta il campione a passi programmati simulando una griglia per l’identificazione die grani da misurare. Si adopera inoltre un oculatore con una scala di riferimento dimensionale.

           SILT FINE, ARGILLE:

Si usa il SEM, microscopio a scansione elettronica.

          CLASTI compresi tra i 16 mm e i 0,050 mm: 

 Fonte: http://www.daverrazzano.it/Progetti/2007_08/html/an_granulom.htm

Si utilizza il metodo dei setacci à I setacci sono costituiti da maglie a fori quadrati delle dimensioni di 1 Fi, ½ Fi e ¼ Fi. Vengono messi in fila formando una pila con il setaccio più grande in alto e quello più piccolo in basso. Alla fine della pila viene inserito un piatto per la raccolta del materiale passante per l’ultmo setaccio. La pila viene messa in un apposito apparecchio agitatore dotato di temporizzatore che scuote il materiale favorendo il suo passaggio attraverso i fori dei setacci corrispondenti al loro diametro medio. L’agitazione della pila dovrebbe durare 1 ora per una misurazione ottimale ma qualche volta bastano 20-30 minuti per averne una indicativa.

Queto metodo però ha le sue pecche e sono:

1. Non riflette le reali dimensioni della particella ma solo quelle medie e minime;
2. Essendo i fori quadrati e le particelle irregolari il materiale che passerà attraverso i fori non sarà perfettamente corrispondente alle dimensioni di questi fori ma sarà leggermente inferiore.

Se a questo metodo ci colleghiamo un PC e una bilancia si può velocizzare tutta l’operazone.

Passiamo ora a parlare degli apparati di sedimentazione che sono tutti quei metodi basati sulla Legge di Stockes. Quest’ultima dice che la velocità di caduta di un solido in un liquido è direttamente proporzionale alla differenza di densità tra liquido e solido, alla forza di gravità e alla dimensione al quadrato della particella ma inversamente proporzionale alla viscosità del liquido.

Questa legge vale per le seguenti condizioni:

• Le particelle devono essere rigide;
• Le particelle devono essere arrotondate;
• Le particelle devono essere più dell’1% rispetto al volume totale per evitare interferenze;
• Le particelle devono essere di dimensioni maggiori a 0,5 mcron perchè le particelle più piccole subirebbero l’influenza dei moti browoniani;
• Le particelle devono avere dimensioni inferiori ai 50 micron;
• Il liquido deve essere relativamente infinito rispetto al contenuto solido;
• La temperatura deve essere costante in quanto questa influisce sulla viscosità del liquido.

METODO DELLA PIPETTA:

Fonte: http://www.tecnotest.it/Ricerca.aspx?lang=it&chapter=&prodid=1792&capsez=

Consiste nel prelievo di materiale in sospensione ad una certa profondità s in un dato tempo t. Tutte le particelle con dimensione superiore a quelle in relazione a s e t e secondo la legge di Stokes non saranno più sospese a quell’altezza ma saranno già scese verso il basso. Il prelievo avviene tramite pipetta.

            METODI BASATI SULLA DENSITA’ OTTICA:

Il procedimento è lo stesso del precedente con l’unica differenza che la quantità d particelle presenti nelle varie granulometrie sono misurate come densità ottica anziché+ come peso mediante il prelievo. Quello che bisogna a avere per utilizzare questo metodo è un contenitore, una sorgente luminosa a luce fredda , un sensore ottico e un sistema di trascinamento a motore. L’assorbimento della luce ad una determinata altezza è direttamente proporzionale alla quantità di particelle di nota dimensione per quell’altezza  e per un dato tempo come stabilito dalla legge. Ll’inizio il sensore resta in basso per misurare le particelle più grosse per poi salire verso l’ato e misurare quelle più piccole.

Il vantaggi od questo metodo è che l’operazione si effettua molto più velocemente rispetto ai metodi precedenti.

             BILANCIA DI SEDIMENTAZIONE:

Consiste nell’immersione di un piatto bilancia all’nterno di un apparato di sedimentazione. Le particelle vengono rilasciate all’inizio del cilindro di sedimentazione. Le particelle più grosse cadranno per prime mentre quelle più piccole per ultime. L’accumulo sul piatto viene registrato automaticamente e messo in relazione in base alle dimensioni secondo la legge di Stockes con un PC. Essendo una misurazione cumulativa le percentuali vengono calcolate per differenza.

Questo metodo ha il vantaggio di misurare anche la sabbia in quanto il tubo è molto alto e permette una separazione completa del materiale in sospensione.

              SEDIGRAFO: 

 Fonte: http://www.csaricerche.com/it/gallery.php?id_cat=27&page=3

È un apparecchio in grado di determinare le dimensioni delle particelle attraverso l’attenuazione di un fascio di RAGGI-X sfruttando la legge di Stockes. Via via che le particelle si dispongono il fascio di raggi aumenta.

              METODI A DIFFRAZIONE LASER:

Si basano sul fatto che le particelle di una certa dimensione diffraggono un fascio di luce con un dato angolo che è tanto più alto tanto quanto la particella è più piccola 

Fonti: Emilio Saccani, Petrografia delle rocce sedimentarie terrigene, 2010