Modelo para elaboração dos relatórios (2)

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INSTITUTO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR DE BRASÍLIA
ENGENHARIA CIVIL
RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS
TEOR DE UMIDADE, GRANULOMETRIA , LIMITE DE CONSISTÊNCIA DO SOLO
Componentes:
Ederson Alves da Silva
14212140122
Walter dos Santos Oliveira
14212140025
Thiago Aparecido da Silva
14212140103
Amanda Pereira de Lima
15112140121
Cleber Bueno Leite
14212140083
Paulo Afonso Nogueira Filho
14212140109
Professor responsável:
Daniel Arthur Nnang Metogo, Dsc.
Ceilândia – 2017
SUMÁRIO
1-INTRODUÇÃO --------------------------------------------------------------------------- PAG.2
2- OBJETIVOS ------------------------------------------------------------------------- PAG.2 e 3
3-METODOLOGIA----------------------------------------- PAG. 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 e 13
4- RESULTADOS E ANÁLISES ----------------------------------------- PAG.13,14,15 e 16
5- CONCLUSÃO ------------------------------------------------------------------- PAG.16 e 17
6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ---------------------------------------------- PAG.17
1. INTRODUÇÃO
Na busca de melhores soluções para alcançar resultados positivos e evitar que ocorram falhas prematuras na aplicação dos materiais a serem compactados. Faz se necessário análise e medição em laboratório do material extraído do solo conforme a NBR 6457 e o ensaio de granulométrico conforme a NBR 7181 para determinar o tamanho das partículas do solo que esta sendo analisado, a verificação do limite de liquidez ou consistência do solo é uma das características mais importantes no solo, a consistência é a resistência à deformação e ruptura, ou grau de coesão e de adesão do solo conforme a variação dos graus de umidade sendo verificado conforme a NBR 6459 Solo - Determinação do Limite de Liquidez e NBR 7180 Solo - Determinação do Limite de Plasticidade.
A determinação do teor de umidade NBR 16097 existente na amostra de solo pode ser definida de varias formas, porém neste estudo de campo será usado os seguintes métodos: Estufa Padrão .
Dessa forma, o conhecimento obtido através do estudo das amostras, e a análise do comportamento do solo onde se pretende construir, são de fundamental importância para a escolha e dimensionamento da fundação. O estudo tem a correlação entre o limite de liquidez e o limite de plasticidade, tem grande aplicação em avaliações de solo para uso em fundações, construções de estradas e estruturas para armazenamento e retenção de água entre outros, influenciando as obras segundo suas propriedades e seu comportamento. Para garantir a estabilidade de qualquer empreendimento é de extrema importância a análise dos solos para uma obra de pequeno ou grande porte.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo principal.
É determinar a porcentagem que cada faixa específica de tamanho de grãos possui em relação a massa seca total da amostra que está sendo analisada.
Análise da umidade do solo possui grande importância no ramo da construção civil, pois por meio dessa determinação pode-se identificar a quantidade exata de água necessária para obter uma melhor compactação do solo, bem como se o teor de umidade esta na quantidade necessária para alcançar maior resistência desse solo. 
Determinação do limite de liquidez e plasticidade de qualquer solo, mediante a relação entre o teor de umidade e o número de golpes, através desses dados obtemos o limite de liquidez e a verificação das médias das umidades feitas com ensaios específicos para limite de plasticidade.
Todo esse processo é necessário, considerando que é sobre o solo que as estruturas das obras são apoiadas. 
3. METODOLOGIA
Antes de qualquer obra é feito esse ensaio e o estudo específico do solo, onde se verifica o estado líquido que pode ser caracterizado pela ausência de resistência ao cisalhamento e o solo assume a aparência de um líquido. Quando o solo começa a perder umidade passa a apresentar o comportamento plástico, ou seja, deforma-se com variação volumétrica, que ao perder mais água o material torna-se quebradiço no estado sólido não ocorrem mais variações volumétricas pela secagem do solo. Podemos então observar que obteremos dados que adicionados com outros ensaios como o granulométrico para concluir se tal solo é compatível com tal obra e se há a necessidade de adicionar material ou até mesmo a troca de solo.
3.1. Materiais
TEOR DE UMIDADE
- Frasco com Funil de plástico com 3,5 litros de capacidade, com gargalo rosqueado e funil provido de registro e rosca;
- Bandejas quadradas de alumínio de alumínio com 3,5 cm de lado e borda com 2,5 cm de altura; com orifício circular no centro e rebaixo para funil;
- Balanças que pesem nominalmente 200g; 1,5 kg; 5 kg e 10 kg, com resoluções de 0,01 g; 0,1 g; 0,5 g e 1g;
- Cápsula metálica; 
- Estufa capaz de manter a temperatura entre 105ºC e 110ºC;
GRANULOMETRIA 
- Estufa capaz de manter a temperatura entre 105ºC e 110ºC
- Balanças que pesem nominalmente 200g; 1,5 kg; 5 kg e 10 kg, com resoluções de 0,01 g; 0,1 g; 0,5 g e 1g
- Cápsula metálica 
- Aparelho de dispersão com hélices substituíveis e corpo munido de chicanas, rotação superior a 9000rpm
- Proveta de vidro de 1000 cm3
- Decímetro de bulbo simétrico, graduado de 0,995 a 1,050, com resolução de 0,001 e calibrado a 20ºC
- Termômetro graduado em 0,1ºC de 0ºC a 50ºC
- Relógio que indique segundos
- Béquer de vidro, com capacidade de 250 cm3
- Proveta de vidro de 250 cm3, resolução de 2 cm3
- Tanque para banho para imersão das provetas
- Peneiras de:50; 38; 25; 19; 9,5; 4,8; 2; 1,2; 0,6; 0,42; 0,25; 0,15; 0,075 mm
- Escova com cerdas metálicas
- Agitador mecânico de peneiras
- Baqueta de vidro 
- Bisnaga.
LIMITE DE LIQUIDEZ E LIMITE DE PLASTICIDADE
- Estufa capaz de manter a temperatura entre 105ºC e 110ºC;
- Balança que permita pesar nominalmente até 1,5kg, com resolução de 0,01g e sensibilidade compatível;
- Espátula;
- Cápsula de umidade;
- Cápsula de porcelana com aproximadamente 120mm de diâmetro;
- Aparelho de casa-grande;
- Cinzel;
- Placa de vidro para dissipar umidade;
- Bandeja metálica;
- Pinça para água destilada;
- Gabarito de aço com 3mm com comprimento de 10 mm.
3.2. Métodos
TEOR DE UMIDADE 
Com o frasco com Funil de plástico extrai o solo em campo com a bandeja de alumínio quadrada para dar apoio para o funil separa as amostras e no laboratório pegas as cápsulas as numera de 1 a 3 pesa na balança e anotas as medidas e coloca o solo nas cápsulas e pesa novamente anotando suas medidas e leva para a estufa. Após 12 horas na estufa foi pesada a amostra juntamente com a cápsula, e a partir da diferença foi possível descobrir a massa de água e a umidade.
1º-Figura (Separação das capsulas e pesagem com anotações para deixar na estufa)
GRANULOMETRIA
Para este ensaio, deve-se tomar a quantidade de amostra preparada de acordo com a NBR 6457, utilizando-se o agitador mecânico, esse material é passado nas peneiras de 1,2; 0,6; 0,42; 0,25; 0,15 e 0,075mm. As massas retidas acumuladas em cada peneira são anotadas com resolução de 0,01g. Para o peneiramento grosso, passa-se o material nas peneiras de 50; 38; 25; 19; 9,5 e 4,8 mm e passa-se essa amostra na peneira de 2mm, tomando-se a precaução de desmanchar todos os torrões no almofariz. 
Lava-se a parte retida na peneira de 2mm e seca-se o material na estufa a 105ºC/110ºC. Toma-se cerca de 120g do material passante na peneira de 2mm e pesa-se o montante com resolução de 0,01g. O material assim obtido é então transferido para um béquer é misturado com defloculante (solução de hexametafosfato de sódio). O béquer é agitado até que todo o material fique imerso. A mistura é então deixada em repouso por 12 horas. Após esse tempo, a mistura é vertida no copo de dispersão, removendo-se com água destilada o material retido no béquer; com auxílio da bisnaga. Adiciona-se água destilada até o nível 5cm abaixo das bordas do copo e a dispersão é então submetida ao aparelho dispersor por 15 minutos, sendo transferida para a provetaapós esse tempo e sendo completada com água destilada. A proveta é colocada para banho. As partículas em suspensão são agitadas, tanto quanto possível, com abanqueta de vidro. Após a temperatura de equilíbrio, toma-se a proveta e, tapando a boca com a mão, executam-se movimentos enérgicos de rotação durante 1 minuto. Após essa agitação é anotado o início da sedimentação e o decímetro é mergulhado cuidadosamente na dispersão. As leituras realizadas são: 30 segundos, 1, 2, 4, 8, 15, 30 minutos e 1;2; 4; 8; 24 horas a contar do início da sedimentação. Após a realização da última leitura, o material é vertido na peneira de 0,075mm e a parte retida é então seca em estufa entre 105ºC/110ºC. 
2º-Figura (Separação dos equipamentos necessarios ao experimento laboratorial)
3º-Figura (Peneiramento do solo)
 4º-Figura (Separação do solo que passou em todas as peneiras)
 5º-Figura (Incluido o solo na proveta após inserido o decloculante e agitado com bequer)
 6º-Figura (Completando com água destilada a proveta e iniciando a anotação com o decimetro a decantação gradual das partículas sólidas)
LIMITE DE CONSISTÊNCIA DO SOLO 
LIMITE DE LIQUIDEZ: 
Conforme a ANBT (NBR) 6459 -Determinação do Limite de Liquidez que tem o intuito de determinar a relação entre o teor de umidade e o número de golpes obtido no teste assim o solo coletado é feito um processo no solo que é denominado conforme a NBR 6457 preparação para ensaio de compactação e caracterização, esta norma especifica o modo que o solo deve estar para o início do teste de limite de liquidez e plasticidade.
-Calibrar o aparelho de casa-grande verificando e aferindo para um funcionamento eficaz e preparado para o início do ensaio;
 Foi colocada uma quantia de solo na cápsula de porcelana, adiciona do água destilada com a pinça até que atingir uma umidade que não passe de 35 golpes inicial para fechar a ranhura;
 Misturado o solo de uma forma uniforme e com a espátula para a retirada de todos os torrões até a mistura ficar homogênea;
 Tendo em consideração que o tempo de homogeneização deve estar entre 15 e 30 minutos sendo com solos argilosos um maior espaço de tempo;
 Inserido o solo com a espátula no molde da concha do aparelho de casa-grande de forma que não fiquem bolhas de ar sendo que no centro da concha fique uma superfície de solo com 10mm de profundidade;
Dividir o solo que está na concha em duas partes com o cinzel sendo utilizado de uma forma perpendicular com a concha;
 Girar a manivela de uma forma a uma velocidade que der duas voltas por segundo e verificando quantos golpes são necessários para fechar o fundo da ranhura que se aproximem cerca de 13mm de comprimento uniforme;
 Pesar a cápsula na balança de precisão e anotar na tabela no decorrer do ensaio;
 Transferir uma pequena porção de solo do centro da concha com a espátula para dentro de uma cápsula identificada para aferir a umidade dessa amostra de solo;
 Repetir esse procedimento (detalhado acima) adicionado mais água destilada ao mesmo solo para conter quatro amostras sendo a quantidade de golpes variando de 35 a 15;
 Recolhendo em cada procedimento cápsulas identificadas sendo obtido o peso de cada cápsula sem e com o solo úmido e inserindo os valores nas tabelas, sendo inseridas todas as cápsulas na estufa com sua temperatura de 105ºC;
Fazer novamente uma pesagem das cápsulas que estão na estufa após 24 horas e obter os pesos das cápsulas mais o solo seco e inserir os dados na tabela.
LIMITE DE PLASTICIDADE: 
Conforme a ANBT (NBR) 7180/1984 - Determinação do Limite de Plasticidade que tem o intuito de determinar a relação da média do teor de umidade obtido no teste. Assim é feito um processo no solo que é denominado conforme a NBR 6457 preparação para ensaio de compactação e caracterização, esta norma especifica o modo que o solo deve estar para o início do teste de limite de plasticidade.
 Colocado uma quantidade de solo na cápsula de porcelana, e adicionado uma quantidade de água destilada com a pinça até atingir uma pasta homogenia de consistência plástica;
 Misturado o solo de forma uniforme com a espátula para que retire todos os torrões e que a mistura fique homogênea;
 Tendo em consideração que o tempo de homogeneização deve estar entre 15 e 30 minutos, sendo com solos argilosos um maior espaço de tempo;
 Retirado 10g do solo e feito uma bola maciça de solo e com a palma da mão produzir uma pressão na placa de vidro para que forme um cilindro seguindo o gabarito de aço cilíndrico;
 Pesado a cápsula na balança de precisão e anotado na tabela no decorrer do ensaio; 
 Dividido o solo em três partes, transferida uma porção de solo com a espátula para dentro de uma cápsula identificada para aferir a umidade dessa amostra de solo;
 Recolhido em cada procedimento e com as cápsulas já identificadas foi obtido o peso de cada cápsula sem e com o solo úmido e inserido os valores nas tabelas, em seguida foram inseridas todas as cápsulas na estufa com a temperatura de 105ºC;
 Repetido esse procedimento detalhado acima adicionado mais água destilada ao mesmo solo para conter três amostras para que tenha valores de umidades diferentes sendo que não ocorrer uma diferença de valores da umidade acima de 5%;
 Fazer novamente uma pesagem das cápsulas que estão na estufa após 24 horas e obter os peso das cápsulas mais o solo seco e inserir os dados a tabela.
7º-Figura (Após umidecer o solo espalhando-o pela placa de vidro)
8º-Figura (Após o solo ficar homogeneo prencher o molde da conha do aparelho casa grande com 10 mm de profundidade e dividindo-o com cinzel)
9º-Figura (Girando a manizivela do aparelho casa grande e verificando com quantos golpes o solo fecha o fundoda ranhura, corta uma amostra do meio e inserir na capsula) 
10º-Figura (Pesar o solo para leva-lo a estufa e retirar a umidade)
11º-Figura ( Retirando 10g e com a palma da mão produzir com a palma da mão uma pressão na placa de vidro para que forme um cilindro sem que contenha rachaduras ou fissuras )
4. RESULTADOS E ANÁLISES
	TEOR DE UMIDADE
	
N° da Cápsula
	
Massa Cápsula
	
Massa de cápsula + solo úmido (g)
	
Massa de cápsula + solo seco (g)
	
Umidade (%)
	N° 1
	21,30
	68,77
	60,55
	20,94%
	N° 2
	21,01
	79,82
	72,81
	13,53%
	N°3
	21,16
	70,66
	63,09
	18,05%
	Média da Umidades 17,50%
 
	Abertura nominal (mm)
	Massa da peneira (g)
	Massa da peneira + solo (g)
	Massa do Solo retido na peneira (g)
	% Retida
	% Retida acumulada
	% Passante
	25
	416,72
	416,72
	0
	0
	0
	100
	19
	414,07
	414,07
	0
	0
	0
	100
	9,5
	413,39
	413,39
	0
	0
	0
	100
	4,75
	421,59
	421,59
	0
	0
	0
	100
	2,36
	371,89
	426,81
	54,92
	5,25329
	5,25329
	94,74671
	2
	323,91
	354,57
	30,66
	2,932736
	8,186027
	91,81397
	1,2
	347,77
	467
	119,23
	11,40477
	19,59079
	80,40921
	0,6
	328,1
	564,96
	236,86
	22,65649
	42,24728
	57,75272
	0,42
	330,11
	371,91
	41,8
	3,998316
	46,2456
	53,7544
	0,25
	330,92
	409,29
	78,37
	7,496365
	53,74197
	46,25803
	0,15
	305,81
	514,81
	209
	19,99158
	73,73355
	26,26645
	0,075
	307,79
	432,39
	124,6
	11,91843
	85,65197
	14,34803
	Fundo
	351,44
	501,44
	150
	14,34803
	100
	0
	Total
	 
	 
	1045,44
	100
	 
	 
	D10 peneira 1,2 ;D30 peneira 0,6 e D60 peneira 0,15
TEOR DE UMIDADE PARA LL E LP:
 ou W(%)= Massa cápsula solo úmido - Massa cápsula solo seco ÷ Massa cápsula solo seco - Massa cápsula * 100
Onde: 
W = Teor de Umidade (%); 
Água (g) = (Solo úmido – Solo seco) * (g);
Limite de liquidez (LL), obtido pelas medias da umidade.
Nº de golpes é determinado conforme o ensaio de LL.
O LL e encontrado no golpe de 25 e sua W(%) correspondente será o LL.
	LIMITE DE LIQUIDEZ NBR 6459
	Nº da cápsula
	M1
	M2
	M3M4
	M5
	Massa cápsula +solo úmido (g)
	19,11
	17,56
	19,69
	17,78
	17,18
	Massa cápsula +solo seco (g)
	16,54
	15,56
	17,01
	16,03
	15,47
	Massa da cápsula (g)
	10,59
	10,54
	9,78
	10,7
	8,35
	Massa da água (g)
	2,57
	2
	2,68
	1,75
	1,71
	Massa do solo seco(g)
	5,95
	5,02
	7,23
	5,33
	7,12
	Umidade (%)
	43
	40
	37
	33
	24
	Nº de golpes
	10
	19
	24
	32
	48
	Média das umidades LL
	35
Teor de umidade como segue em formula:
Onde: 
W = Teor de Umidade (%);
Água (g) = (Solo úmido – Solo seco) *(g);
Limite de liquidez (LP), obtido pelas medias das umidades.
	LIMITE DE PLASTICIDADE NBR 7180
	Nº da cápsula 
	LLM1
	LLM2
	LLM3
	Massa cápsula +solo úmido (g)
	12,41
	11,29
	12,75
	Massa cápsula +solo seco (g)
	12,1
	11,28
	12,42
	Massa da cápsula (g)
	10,12
	9,38
	10,37
	Massa da água (g)
	0,31
	0,01
	0,33
	Massa do solo seco(g)
	1,98
	1,9
	2,05
	Umidade (%)
	16
	1
	16
	MEDIA DAS UMIDADES LP
	11 
Teor de umidade como segue em formula:
Onde: 
IP = Índice de plasticidade (%);
LL=Limite de Liquidez (%);
LP=Limite de Plasticidade (%);
	RESUMO
	LL (%)
	35
	LP (%)
	11
	IP (%)
	24
IP = 0 		Sem Plasticidade;
1 < IP < 7 	Pouca Plasticidade;
7 < IP < 15 	Média Plasticidade;
IP > 15 	Muita Plasticidade.
5. CONCLUSÃO
O solo caracterizado possui muitas partículas finas que dificultou o ensaio onde ouve dificuldade de destorroamento e retirada destes na lavagem, este ensaio deveria ser feito com mais tempo e maior perícia para que toda a porção de siltes e argilas sejam retiradas, porém ele proporcionou a visualização de todas as etapas da parte inerente ao peneiramento possibilitando sua aprendizagem.
Diante do exposto, fica evidente a importância de determinar o percentual de umidades existente no solo antes da inicialização da obra, pois com essa determinação, pode ser feito correções no solo, se necessário, ainda na fase inicial da obra, evitando assim, possíveis patologias causadas pelo excesso ou escassez de água no solo. Considerando que, o teor de umidade no solo tem influência direta na capacidade de compactação e a de rompimento do solo.
Com decorrer do ensaio presenciou-se que a amostra possuía Limite de liquidez. Esboçando no gráfico entre o Teor de umidade sobre o número de golpes verifica-se que para o valor de 25 golpes estabelecidos pela norma obteve-se o valor de 35%.
Os valores obtidos nos Ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade são necessários para obter-se o Índice de Plasticidade (IP), qual classifica a amostra de solo. Segundo a NBR 7180 para calcular o IP verificando que índice de plasticidade procura medir a plasticidade do solo e, fisicamente representa a quantidade de água necessária a acrescentar ao solo para que este passe do estado plástico para o líquido. São apresentados alguns intervalos do IP para a classificação do solo quanto à plasticidade obtendo o resultado de índice de plasticidade igual a 24% isso indica que o solo analisado é de Muita Plasticidade. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457-Preparação das amostras de solo para ensaios de compactação e caracterização
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459 - Determinação do limite de liquidez
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180 - Determinação do limite de plasticidade
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-7181-Análise granulométrica do solo
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16097 Solo — Determinação do teor de umidade — Métodos expeditos de ensaio
PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3ª ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.