GSA
GRAIN SIZE ANALYSER: Nuovo strumento per analisi granulometriche dei terreni, CONFORME ALLE NORMATIVE STANDARD ASTM D422 E UNI CEN ISO/TS 17892-4
Grain Size analyzer
L'analisi granulometrica è una tipica prova di laboratorio condotta nel campo della meccanica del suolo. Lo scopo dell'analisi è ricavare la distribuzione granulometrica dei suoli. Consente di raggruppare in diverse classi di grandezza le particelle costituenti il terreno e di determinare successivamente le percentuali in peso di ciascuna classe riferendole al peso secco del campione iniziale.
Il GSA permette la caratterizzazione granulometrica dei terreni attraverso la misura della riduzione progressiva della densità di una sospensione di terreno, conseguente alla sedimentazione nel tempo delle particelle del materiale.
Questo strumento si avvale della procedura prescritta dalle normative standard ASTM D422 e UNI CEN ISO/TS 17892-4, applicata ad una bilancia idrostatica elettronica per la misura della densità modificata, anziché attraverso l’utilizzo dei densimetri standard 151H o 152H.
In particolare rileva la frazione più fine del terreno da 0,100 mm a 0,001mm.
CARATTERISTICHE
Metodo Ufficiale
Il GSA Grain Size Analyzer determina la granulometria per setacciatua ad umido con igrometro (met. Uff. n. II.6 G.U 248 del 21.10.1999)
Le principali caratteristiche del GSA sono:
GSA misura la densità della sospensione a intervalli di tempo differenti e il risultato è espresso in g/kg. La sospensione acqua-terreno viene preparata all'interno di un cilindro di vetro contenente acqua, terreno e sodio esametafosfato, per favorire la dispersione delle particelle del terreno. Il campione viene agitato mediante ancoretta magnetica per 10 minuti ad una velocità controllata e costante. La densità viene eseguita mediante un pescante agganciato alla bilancia idrostatica.
Lo strumento viene completamente gestito via software e consente la raccolta e l'elaborazione dei dati acquisiti, nonché l' ottimizzazione dei parametri di prova, garantendo in tale modo l’applicabilità ai più disparati tipi di terreno ed una elevata ripetibilità dei risultati. Si può visualizzare l'andamento dei dati aggiornati in tempo reale ogni volta che viene acquisita una nuova lettura.
La visualizzazione in tempo reale e in forma grafica, fornisce all'operatore prima del termine della prova stessa, un’affidabile previsione di tendenza utile in molti casi a determinare con largo anticipo le caratteristiche del terreno.
Catatteristiche principali
| Posizioni / Analisi | 1 posizione, 3 posizioni, 6 posizioni |
| Rilevazione del terreno | da 0,100 a 0,001 mm |
| Tempo di analisi | 5/ 6 ore |
| Volume campioni | 500ml |
| Range di densità | da 0,900 a 1,0500 con precisione 4° cifra decimale |
| Alimentazione | 100/240 VAC mediante alimentatore esterno, 50 Hz |
| Ripetibilità | migliore del 2 % |
APPLICAZIONI
Software di Analisi
Il software acquisisce in continuo i valori letti dal GSA e raccoglie i dati di :
AUTOMATICO
Analisi più veloci & sicure
L'uso del metodo convenzionale (pipetta e densimetro) richiede circa 24 ore per l'analisi di ciascun campione, mentre l'analizzatore di dimensione delle particelle consente l'analisi completa in circa 5/6 ore senza l'ausilio dell'operatore. GSA è stato progettato per eseguire contemporaneamente fino a 6 campioni.
Preparazione del campione :
Grazie alle misure che vengono effettuate in continuo, acquisendo i dati ad intervalli prefissati, e in funzione della velocità di sedimentazione delle particelle del terreno, la gestione strumentale permette di ottenere risultati estremamente più affidabili ed una ripetibilità delle misure molto elevata, evitando errori di misurazione nelle prime fasi dell'analisi, dovute a sedimentazioni irregolari e alla difficoltà di misurare la densità di sospensione ai tempi indicati a causa delle ridotte visibilità della scala graduata dei densimetri.
Dotazione Standard
Tutti gli strumenti della serie GSA sono forniti di:
Caratteristiche Generali
I PARAMETRI DI FUNZIONAMENTO SONO MODIFICABILI DALL’OPERATORE
| Densità del terreno | 2,65 g/cm3 |
| Accelerazione di gravità | 9,80 m/s2 |
| Tempi di acquisizione dei datia | 1, 2, 4, 8, 16, 30, 60, 120, 240, 480, 1440 minuti |
| Quantità campione | 25 g |
| Alimentazione | 100/240 VAC mediante alimentatore esterno, 50 Hz |
| Baricentro del pescante | 80 mm |
| Dimensioni | 1200 x 500 x 800 mm |
| Peso | 40 kg |
| Tensione di alimentazione | 230 VAC; consumo 1A |
Software
tutti i modelli GSA sono collegabili a PC attraverso uscita seriale RS232 per la visualizzazione dei dati di analisi :
GSA e Applicazioni
I criteri di classificazione dei terreni e di accettazione dei materiali da costruzione per strade, aeroporti, dighe etc, si basano principalmente sull’analisi granulometrica. Le informazioni che si ricavano da questo tipo di prova, insieme alle prove di permeabilità, sono usate per studiare i problemi di filtrazione. Il dimensionamento dei filtri si definisce con una giusta scelta delle curve granulometriche dei materiali che li costituiscono, permettendo così di realizzare degli ottimi dreni.
Il GSA è utilizzato nei seguenti settori :
La tessitura è un parametro del terreno particolarmente interessante: essa influenza il drenaggio, la plasticità e l’adesività del terreno, nonché la sua vulnerabilità all’erosione e alla percolazione di inquinanti e l’attitudine ad ospitare diversi tipi di colture; anche alcune caratteristiche chimiche, come la capacità di scambio cationico, sono correlate con la tessitura. Con il dato della tessitura, quindi, si può effettuare una prima valutazione di alcune proprietà del terreno; ad esempio, un terreno prevalentemente sabbioso sarà ben aerato e facilmente lavorabile ma tratterrà poco l’acqua e probabilmente sarà scarsamente dotato di elementi nutritivi di conseguenza le concimazioni dovranno essere più numerose e le dosi di fertilizzanti utilizzate più basse. Questi suoli sono inoltre facilmente erosi dal vento. Un terreno argilloso sarà di solito caratterizzato da proprietà opposte: sono più fertili, contengono più sostanza organica, sono in grado di trattenere una maggiore quantità di acqua e di nutrienti al contrario sono però difficilmente lavorabili e hanno, inoltre, una bassa o moderata tendenza ad essere erosi.
Oltre alla sua importanza per determinare la classificazione delle terre, permette di effettuare anche uno studio per le fondamenta, per i rilevati (cumuli di terra, strada che corre a un livello superiore) e per le pavimentazioni stradali, per gli argini e per altri manufatti in terra o per strutture di sostegno dei carichi trasmessi dalla terra.
Per granulometria (o tessitura) di un suolo si intende la distribuzione delle singole particelle minerali. Per convenzione internazionale l’indagine granulometrica si effettua separando le particelle in base al loro diametro. La frazione di diametro superiore ai 2 mm costituisce lo “scheletro”, mentre quella di diametro inferiore ai 2 mm viene denominata “terra fine”.
In base al diametro delle sue particelle la terra fine viene classificata in ciascuna delle seguenti componenti:
Tre grandi gruppi di classi di tessitura riconosciuti sono a loro volta suddivisi in sottoclassi al loro interno per un totale di dodici classi granulometriche secondo l’U.S.D.A (United States Department of Agriculture)
L’analisi granulometrica ci permette di determinare tale distribuzione ed è eseguita con due tecniche diverse: per via secca se i materiali sono costituiti da granuli grossi (sino a frazioni di un millimetro) e per via umida se i materiali siano costituiti da granuli fini (sino a frazioni di micron). L'operazione attraverso la quale si separano i granuli di una terra mediante crivelli e setacci è detta vagliatura o setacciatura: si esegue a mano o con vibrovaglio.
Per materiali costituiti da granuli piccolissimi si procede utilizzando l’analisi per sedimentazione. Il metodo consiste nel disperdere in acqua le parti fini e nell’esaminare la diversa velocità di sedimentazione delle particelle solide. Si applica la legge di Stokes che stabilisce una relazione tra il diametro dei granuli in sospensione, la viscosità del liquido, la velocità di caduta ed il peso specifico dei granuli. Le particelle di diametro maggiore (sabbia) precipitano prima, mentre quelle più fini (limo e argilla) rimangono in sospensione per lungo tempo.
Per disperdere le particelle prima della determinazione vera e propria, il terreno viene messo a contatto con una soluzione disperdente di esametafosfato di sodio (CALGON). Tali condizioni vengono mantenute per qualche minuto; successivamente il sedimento con l’aggiunta del CALGON viene inserito in un agitatore meccanico tenuto in funzione per circa 10 minuti. Lo scopo di questa operazione è quello di farlo agire sugli aggregati trasformandoli in particelle singole. Al termine di questa fase, la sospensione viene collocata in un cilindro di vetro con l’aggiunta di acqua distillata fino ad un volume totale di 1000 cm3. Prima di procedere alla lettura della densità del fluido, viene agitato l’intero contenuto del cilindro chiudendo la sommità superiore. Ad inizio prova viene inserito un densimetro ASTM-AASHTO 152 H/151H, tarato ad una temperatura di 20° C in acqua distillata.
Vengono così effettuate le letture della densità del fluido ad intervalli di tempo (misurato tramite cronometro). Il risultato dell'analisi è reso più chiaramente visibile attraverso la creazione di grafici che riportano:
Industry & Applications
Agricoltura
Sementi, Ortaggi, Frutta, Materie prime (mais, grano, caffè, soia, cacao)
Ambientale
Analisi Acque, Filtri (PM10), Terreno.
Università
Laboratori di ricerca. Facoltà scientifiche, chimica, fisica, scienze dei materiali
Laboratori di analisi
Cliniche (Preanalitica, Analisi, Post analisi), Farmacologiche, Forensi