Analisi granulometrica

La norma UNI EN 933-1 stabilisce un metodo per la determinazione della distribuzione granulometrica degli aggregati mediante stacciatura. Si applica agli aggregati di origine naturale o artificiale, inclusi gli aggregati leggeri, fino ad una dimensione nominale di 63 mm, esclusi i filler. La prova consiste nel dividere, per mezzo di una serie di stacci, un materiale in numerose classi granulometriche di dimensioni decrescenti. Le dimensioni delle maglie e il numero degli stacci sono scelti in base alla natura del campione ed alla precisione richiesta. Il procedimento adottato è il lavaggio seguito da stacciatura a secco. I campioni devono essere ridotti conformemente al prEN 932-2 per ottenere il numero richiesto di porzioni di prova. Potrebbe essere necessario inumidire i campioni contenenti quantità apprezzabili di particelle fini prima di procedere alla loro riduzione, al fine di ridurre al minimo la segregazione e la perdita di polvere. La massa di ciascuna porzione di prova deve essere conforme a quanto riportato nella tabella 4.2, per aggregati di massa volumica compresa fra 2,00 Mg/m3 e 3,00 Mg/m3. La riduzione del campione deve permettere di ottenere una porzione di prova di massa maggiore del minimo, ma senza valore esatto predeterminato. Il procedimento della prova prevede di far essiccare la porzione di prova portandola

ad una temperatura di 110°C fino a massa costante. Lasciata poi raffreddare, si effettuano delle pesate che sono opportunamente registrate. Per alcuni tipi di aggregati, l'essiccazione a 110°C lega insieme le particelle in modo sufficientemente forte da impedire la separazione durante i successivi processi di lavaggio e/o stacciatura. Per questo tipo di aggregati si deve seguire un diverso procedimento.

Tabella 4.2 Massa della porzione di prova per aggregati di massa volumica normale

In particolare, la procedura prevede di porre la porzione di prova in un recipiente e aggiungere acqua fino a coprirlo. L'immersione per 24 h in acqua facilita lo scioglimento dei grumi, ma è ammesso anche l’uso di un agente disperdente. Si agita vigorosamente la porzione di prova per ottenere una completa separazione e sospensione delle frazioni fini. Dopo di ché si inumidisce uno staccio di 63 micron, riservato all'uso per questa prova e si adatta uno staccio di protezione (per esempio 1 mm o 2 mm) al disopra del primo. Si sistemano gli stacci in modo tale che la sospensione, passando attraverso lo staccio di prova, possa essere eliminata o, se necessario, raccolta in un recipiente adeguato. A questo punto, si versa il contenuto del recipiente nello staccio superiore e si prosegue fino a che le acque di lavaggio, passando attraverso lo staccio di 63micron, escano limpide. Si deve fare particolare attenzione al fine di prevenire sovraccarichi, tracimazioni o danneggiamenti dello staccio di 63micron o dello staccio di protezione. Per alcuni aggregati, potrebbe essere necessario versare soltanto le particelle fini in sospensione dal recipiente sullo staccio di protezione di 63micron, seguitando a lavare il residuo grosso nel recipiente e travasando soltanto le particelle fini nello staccio di protezione fino a quando l'acqua, passando attraverso lo staccio di prova di 63micron, risulti limpida. Il residuo trattenuto sullo staccio di 63micron viene essiccato a 110°C fino a massa costante. Quindi, si lascia raffreddare e successivamente si determina la massa. Il materiale lavato ed essiccato (o direttamente il campione essiccato) si versa nella colonna degli stacci sovrapposti. La colonna comprende un certo numero di stacci sovrapposti e disposti dal maggiore verso il minore, in ordine di dimensione decrescente di maglia, oltre a coperchio e recipiente di fondo. L'esperienza ha dimostrato che il lavaggio non elimina necessariamente la totalità delle particelle fini. È dunque necessario che uno staccio di prova di 63micron faccia parte della colonna di stacci. Si fa agitare la colonna, manualmente o meccanicamente, quindi vengono rimossi gli stacci uno per uno cominciando da quello che presenta l'apertura più grande. Si travasa tutto il materiale che passa attraverso ciascuno staccio sullo staccio successivo della colonna, prima di proseguire l'operazione. L'operazione di stacciatura può essere considerata completata quando la quantità di materiale trattenuto non subisce variazioni maggiori dell'1,0% durante 1 min di stacciatura. Onde evitare il sovraccarico degli stacci, la frazione trattenuta al termine della stacciatura su ciascuno staccio (espressa in grammi) non deve superare:

200 d A

dove:

 A è la superficie dello staccio, in millimetri quadrati;  d è la dimensione delle maglie dello staccio, in millimetri.

Se qualcuna delle frazioni trattenute supera tale massa, si deve adottare uno dei seguenti procedimenti:

 si divide il trattenuto in parti più piccole del massimo specificato e stacciarle l'una dopo l'altra;

 si divide la porzione del campione passante attraverso lo staccio con maglia di apertura immediatamente maggiore con l'aiuto di un divisore per campioni o mediante quartatura e proseguire la stacciatura sul campione ridotto, tenendo conto delle riduzioni nei calcoli ulteriori.

E’ ora possibile determinare la massa del trattenuto nello staccio con maglia di dimensione più grande. La stessa operazione si effettua per lo staccio immediatamente sottostante. Si prosegue con la stessa operazione per tutti gli stacci che si trovano nella colonna per ottenere le masse delle diverse parti di materiale trattenuto Si determina la massa del materiale vagliato, se del caso, rimasto nel recipiente. Si può ora calcolare la massa del trattenuto su ciascuno staccio, espressa come percentuale della massa essiccata d'origine, si può anche calcolare la percentuale cumulativa rispetto alla massa essiccata d’origine del passante attraverso ogni staccio, fino a quello di 63micron non compreso ed infine, si può calcolare la percentuale delle particelle fini che passano attraverso lo staccio di 63micron. I valori ottenuti si possono diagrammare in un grafico percentuale di passante (ordinate) – diametro (ascisse), ottenendo la cosiddetta curva granulometrica.

Figura 4.12 – Dispositivo elettrico e setacci utilizzati per eseguire le analisi granulometriche