RELATÓRIO DE DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE E LIMITE DE LIQUIDEZ

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE TOPOGRAFIA, SOLOS E MATERIAIS
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DE ENSAIOS LABORATORIAIS DE MECÂNICA DOS SOLOS I
RELATÓRIO 05 – LIMITES DE CONSISTÊNCIA: DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE E DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ;
LIMITES DE CONSISTÊNCIA: DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE E DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ – ABNT: NBR 6459/1984 E nbr 7180/1984.
1 INTRODUÇÃO 
O Limite de Consistência (ou Limite de Attenberg) é um método de avaliação do solo que defini o Limite de Liquidez (LL), Limite de Plasticidade (LP) e o Limite de Contração (LC) através de ensaios e testes. Este método é de grande importância pois através dele é possível obter-se o Índice de Plasticidade (IP). O Índice de Plasticidade é a diferença entre o Limite de Liquidez e o Limite de Plasticidade, ajudando a determinar a plasticidade dos solos.
Um corpo pode ser caracterizado como plástico ou elástico, o que determina essa definição é se após descansar ele volta ao seu estado inicial, e será considerado elástico, ou não, o que o definirá como plástico.
O solo, quando está em seu estado elástico, pode ser moldado e após um repouso volta a sua fase inicial. Quando está com um alto nível de água, e conforme esta água vai evaporando, o solo chega ao Limite de Liquidez. Logo, o solo passa para o estado plástico, onde poderá ser moldado com facilidade, porém não voltará ao seu volume inicial após certo tempo e continua perdendo água até chegar ao Limite de Plasticidade. Depois deste período o solo está em seu estado semisólido, onde ao ser moldado ele não resistirá. 
A plasticidade dos solos é a capacidade que eles possuem de serem moldados sem que seu volume varie, a partir de um certo teor de umidade. Esta propriedade é muito importante para solos de textura fina e depende da forma de suas partículas, da umidade, da sua composição e de sua granulometria. No caso da argila, por exemplo, seus grãos possuem uma forma que permite que suas partículas se desloquem sem que haja qualquer variação do volume.
O Limite de Liquidez é dado pela umidade que está entre o estado líquido e plástico de um solo, onde ele é considerado um material plástico. Este limite (LL) é encontrado experimentalmente através da umidade de um solo que fecha certa ranhura após 25 golpes do aparelho de Casagrande. Durante o experimento também se calcula o teor de umidade de outras amostras do solo onde a ranhura é fechada a partir de outros números de golpes (35, 30, 20 e 15).
2 OBJETIVO
2.1 Objetivo geral
Este experimento foi realizado para que o Limite de Liquidez e o Limite de Plasticidade fossem determinados para o cálculo do índice de plasticidade dos solos, a partir do que estabelece a NBR 6459/1984 para Limite de Liquidez, e a NBR 7180/1984 para Limite de Plasticidade. O objetivo geral se dá pela apresentação da metodologia utilizada e seus resultados, com a finalidade de compreender o processo de realização do ensaio.
2.2 Objetivos específicos
I. Calcular a umidade do solo a partir das amostras obtidas dos intervalos de 15 a 35 golpes.
II. Formar um cilindro de 3mm de diâmetro com cerca de 10g de amostra.
III. Determinação da umidade da amostra.
IV. Determinação do Limite de plasticidade (LP).
V. Determinação do Limite de liquidez (LL).
VI. Determinação do Índice de plasticidade (IP).
3 METODOLOGIA
Este ensaio foi realizado utilizando o método da demonstração. Na oportunidade o Técnico de Laboratório realizou as operações explicando-as passo-a-passo aos alunos, seguindo as especificações ditadas pelas Normas da ABNT: NBR 6459/1984 e NBR 7180/1984.
3.1 Equipamentos
A aparelhagem com o qual se executa o ensaio, é a que se segue, também mostrada na Figura 1:
Estufa capaz de manter temperaturas entre 60ºC e 65ºC e entre 105 ºC a 110 ºC;
Cápsula de porcelana com aproximadamente 120 mm de diâmetro;
Placa de vidro de superfície esmerilhada, com cerca de 30 cm de lado;
Espátula de lâmina flexível, com aproximadamente 80 mm de comprimento e 20 mm de largura;
Aparelho específico para a determinação do limite de liquidez;
Cinzel;
Gabarito cilíndrico para comparação, com 3 mm de diâmetro e cerca de 100 mm de comprimento;
Balança que permita pesar nominalmente 200 g, com resolução de 0,01 g e sensibilidade compatível.
	
Figura 1: Materiais e equipamentos
3.2 Execução do ensaio
3.2.1 Preparação da amostra
A amostra foi preparada segundo a NBR 6457. Secou-se a amostra ao ar, até próximo da umidade higroscópica. Desmanchou-se os torrões com uso da bacia cerâmica (Figura 2), evitando-se quebra de grãos, e homogeneizou-se a amostra. Tomou-se uma fração da amostra obtida, e passou-a na peneira de 0,42 mm, de modo a se ter cerca de 260 g de material passado, conforme demonstrado pelas Figuras 3 e 4. O material assim obtido constituiu a amostra a ser ensaiada. 
	
Figura 2: Bacia cerâmica para destorroamento
	
Figura 3: Peneiramento da amostra
	
Figura 4: Pesagem do material para ensaio
3.2.2 Amostra preparada com secagem prévia para ensaio de Limite de Liquidez
Colocou-se a amostra na cápsula de porcelana, adicionou-se água destilada em pequenos incrementos, amassando e revolvendo, vigorosa e continuamente com auxílio da espátula, de forma a obter uma pasta homogênea, com consistência tal que sejam necessários cerca de 35 golpes para fechar a fenda com o aparelho, conforme mostrado nas Figuras 5 e 6. O tempo de homogeneização deve estar compreendido entre 15 e 30 min, sendo o maior intervalo de tempo para solos mais argilosos.
	
Figura 5: Processo de mistura com água destilada para homogeneização da amostra
	
Figura 6: Processo de homogeneização da amostra
Transferiu-se parte da mistura para a concha (Figura 7), moldando-a de forma que em sua parte central a espessura seja da ordem de 10 mm, e realizou-se esta operação de maneira que não fiquem bolhas de ar no interior da mistura. Retornou-se o excesso de solo para a cápsula.
	
Figura 7: Concha
Dividiu-se a massa de solo em duas partes, passando o cinzel através da mesma, de maneira a abrir uma fenda em sua parte central, normalmente à articulação da concha, conforme é demonstrado nas Figuras 9 e 10. O cinzel (Figura 8) foi deslocado perpendicularmente à superfície da concha.
	
Figura 8: Cinzel
	
Figura 9: Formação da fenda na amostra dentro da concha
	
Figura 10: Amostra de solo na concha, com fenda formada
Recolocou-se, cuidadosamente, a concha no aparelho e golpeou-a contra a base, deixando-a cair em queda livre. Foi contado o número de golpes necessário para que as bordas inferiores da fenda se unam ao longo de 13 mm de comprimento, aproximadamente. Transferiu-se, imediatamente, uma pequena quantidade do material de junto das bordas que se uniram para um recipiente adequado de determinação de umidade (Figura 11).
Figura 11: Amostras para determinação de umidade
Transferiu-se o restante da massa para a cápsula de porcelana. Lavou-se e enxugou-se a concha e o cinzel. Adicionou-se água destilada à amostra e homogeneizou-se durante pelo menos 3 minutos com auxílio da espátula. As operações anteriormente descritas foram repetidas até obter todos os pontos necessários para o ensaio.
3.2.3 Amostra preparada com secagem prévia para ensaio de Limite de Plasticidade
Tomou-se cerca de 10 g da amostra preparada no passo acima e formou-se uma pequena bola, que foi rolada pela placa de vidro com pressão suficiente na palma da mão para lhe dar forma de um cilindro. A amostra se fragmentou antes de atingir o diâmetro de 3 mm, então foi retornada à capsula de porcelana, adicionou-se água destilada, homogeneizou-se durante pelo menos 3 min e repetiu-se o procedimento. 
A amostra atingiu o diâmetro de 3 mm sem se fragmentar, então amassou-se o material e repetiu-se o procedimento.
Figura 12: Comparando a amostra com o gabarito
Foi moldadoum cilindro, com 3 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento, comparando-o com um gabarito de metal (Figura 12). Ao se fragmentar, transferiu-se imediatamente as partes do mesmo para uma cápsula, para determinação da umidade (Figura 13).
Figura 13: Amostras para teor de umidade
4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
Neste capítulo serão apresentados e analisados os resultados dos ensaios expostos na metodologia. 
4.1 Determinação do Limite de Liquidez
Para calcular o limite de liquidez é preciso calcular a umidade do solo. Para tal cálculo, foi usada a seguinte formula de umidade: 
	
	Onde: 
= Peso da água 
= Peso do solo seco 
Por meio da formula acima foi possível obter o teor de umidade, em porcentagem, das amostras estudadas nos ensaios de limite de liquidez e plasticidade. 
Para determinar o limite de liquidez para cada amostra, foi necessário aplicar a formula a seguir, de acordo com a NBR 7180/84:
	
	
	Onde:
 = Número de golpes
 = Teor de umidade
A tabela a seguir mostra os dados obtidos com os números de golpes, umidade e limite de liquidez.
Tabela 1: Limite de liquidez
Com os dados obtidos, foi possível construir um gráfico com umidade e número de golpes, no qual também foi aplicado um ajuste linear através de uma reta pelos pontos obtidos, com o intuito de abstrair o teor de umidade de 25 golpes, que é a média de limite de liquidez.
Figura 14: Gráfico limite de liquidez
4.2 Determinação do Limite de Plasticidade
De acordo com a NBR 7180/84, só se considera os resultados satisfatórios quando obtidos pelo menos três valores de umidade, e nenhum deles diferir mais que 5% da respectiva média. No relatório feito no laboratório, foi coletado somente duas umidades para o cálculo de plasticidade, não podendo ser usado para cálculos de índice de plasticidade. 
	LIMITE DE PLASTICIDADE 
	Nº da capsula
	1008
	1014
	Tara (g) 
	34,9
	34,99
	Tara (g) + SH (g)
	38,81
	35,73
	Tara (g) + SS (g)
	37,96
	35,63
	w (%)
	27,78
	15,62
	wP (%):
	21,70
Tabela 2: Limite de plasticidade
4.3 Índice de plasticidade
Para o cálculo de Índice de plasticidade são necessários os valores de limite de plasticidade e limite de liquidez, como mostra a formula a seguir: 
4.4 Análise dos resultados
Como não seria possível usar o limite de plasticidade obtido, por conter somente dados retirados de duas umidades, não pôde ser definido o índice de plasticidade do solo utilizado no ensaio. 
5 CONCLUSÃO
O ensaio de determinação de massa específica dos grãos serve para fins de análise das estruturas do solo, revelando importantes informações acerca do mesmo, tais como: resistência e estabilidade. 
Com os valores obtidos através do ensaio e de cálculos chegamos ao resultado da massa especifica dos grãos da amostra deformada de solo silte. O ensaio foi considerado insatisfatório, pois não atendeu a todos os parâmetros da Norma, não alcançando o resultado com os padrões de erros aceitáveis, porém ainda serviu de aprendizado para os alunos. 
A partir dos resultados obtidos nos ensaios d e l imite de plasticidade e limite de 
liquidez, podemos concluir que se trata de um solo não plástico ( LP=0) e seu limite de 
liquidez é 19,25. Assim seu Índice de Plasticidade é 19,25 (IP=LL-LP ). Com base 
nesses resultados e levando em conta o resul tado obtido no ensaio de granulometria 
podemos classificar o so lo como uma areia argilosa segundo o Sist ema Unificado d e 
Classificação dos Solos. 
A partir dos ensaios de limite de plasticidade de limite de liquidez, pode-se concluir se o solo é 
Plan1
	Leituras	Topo da argila (mm) 	topo da areia (mm) 	EA (%)
	1	235	89	37.87	Leituras 	K (mm)	d1 (mm)	d2(mm) 	EA (%) 
	2	223	91	40.81	1	13.26	112	80.97	25.26
	3	215	89	41.40	2	13.26	113	81.51	25.56
	Média	40.02	3	13.26	115	80.77	25.48
	Média	25.43
	LIMITE DE LIQUIDEZ 
	Nº da capsula	1013	1006	1019	1009	203
	Nº de golpes	15	20	25	30	35
	Tara (g) 	36.03	33.52	30.22	32.97	27.06
	Tara (g) + SH (g)	50.01	58.87	52.6	48.64	47.2
	Tara (g) + SS (g)	45.9	51.47	46.29	44.21	41.4
	w (%)	41.64	41.23	39.27	39.41	40.45
	LIMITE DE LIQUIDEZ 	39.06	40.08	39.28	40.39	42.32
	LIMITE DE PLASTICIDADE 
	Nº da capsula	1008	1014	EA	CLASSIFICAÇÃO
	Tara (g) 	34.9	34.99	EA > 30	Solo Satisfatório
	Tara (g) + SH (g)	38.81	35.73	EA <20	Solo Ruim 
	Tara (g) + SS (g)	37.96	35.63	20 < EA < 30	Recorrer aos ensaios de caracterização
	w (%)	27.78	15.62
	w	P (%):	21.70
	ÍNDICE DE PLASTICIDADE (%):