RELATORIO DO ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS 
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS SOLOS EXPERIMENTAL
PROFESSORA: VERUSCHKA ESCARIÃO DESSOLES MONTEIRO
TURMA: 04
ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE
ANDRÉ ALISSON RODRIGUES DA SILVA
RAUCHA CAROLINA DE OLIVEIRA
Campina Grande – PB
Março de 2016
ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE
	
Relatório apresentado à disciplina de Mecânica dos solos experimental, orientada pela professora Dra. Veruschka Escarião Dessoles Monteiro, com objetivo da obtenção da nota do 1º Estagio.
Sumário
4INTRODUÇÃO	�
4JUSTIFICATIVA	�
5OBJETIVO	�
5REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	�
71.2	MÉTODOS	�
71.2.1	Procedimentos utilizados na determinação do limite de liquidez	�
81.2.2	Procedimentos utilizados na determinação do limite de plasticidade	�
82.1	Resultados da determinação do limite de liquidez	�
102.2	Resultados da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade	�
112.3	Cálculos e discussões	�
122.3.1	Cálculo e discussão da determinação do limite de liquidez	�
122.3.2	Cálculo e discussão da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade	�
143.	CONCLUSÕES	�
�
INTRODUÇÃO
Os limites de consistência são fronteiras entre os diferentes estados de consistência que um solo pode adquirir quando seu teor de umidade é aumentado ou diminuído. Assim, o limite de liquidez é o teor de umidade limite entre o estado de consistência líquido e o plástico. É por meio dos limites de Atterberg que se pode estimar o provável comportamento do solo, permitindo ao profissional a possibilidade de se fazer uma análise adequada de um problema, reduzir custos através da previsão de seu comportamento e escolher o material mais adequado para utilizar em determinada obra.
Os limites de liquidez e de plasticidade dependem, geralmente, da umidade, quantidade e do tipo da argila presente no solo. O índice de plasticidade, entretanto, é unicamente dependente da quantidade de argila. Na prática, pode-se caracterizar o solo por seu índice de plasticidade e seu limite de liquidez.
 O objetivo do ensaio se deu em determinar o Índice de Plasticidade de uma amostra de solo coletado na cidade de Boa Vista-PB, a partir dos ensaios do Limite de Liquidez e do Limite de Plasticidade, de acordo com as normas da ABNT: NBR 6459:1984 e NBR 7180:1984. 
JUSTIFICATIVA
É preciso que o solo seja resistente o suficiente para suportar uma obra ao qual irá receber, pois caso ele não resista, toda a obra será comprometida. Conhecendo tal fato, é indispensável ao engenheiro civil conhecer bem as propriedades e características do solo no qual ele está trabalhando a fim de tirar o máximo proveito dele.
Uma destas características indispensáveis ao conhecimento do engenheiro é saber quais os limites de consistência do solo em questão, pois eles estão diretamente relacionados com a resistência do solo. A finalidade da determinação dos limites de consistência é caracterizar um solo fino (ou fração fina de um solo grosso) quanto ao seu comportamento em relação a variações do teor de umidade. Estes limites são fronteiras (arbitrárias ou convencionais) entre os diferentes estados de consistência que um solo pode adquirir quando seu teor de umidade é aumentado ou diminuído. 
Assim, o limite de liquidez é o teor de umidade limite (fronteira) entre o estado de consistência líquido e o plástico, o limite de plasticidade separa o estado plástico do semi-sólido, e finalmente, o limite de contração separa o estado semi-sólido do sólido.
 
OBJETIVO
O ensaio tem como objetivo, determinar o Limite de Liquidez de uma amostra através do Aparelho de Casagrande e, o Limite de Plasticidades pelo método de comparação com um gabarito cilíndrico. Contudo, calculamos o índice de Plasticidade (IP), de acordo com as normas da ABNT: NBR 6459:1984 e NBR 7180:1984. 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Os limites de consistência são determinados através de dois ensaios: limite de liquidez e limite de plasticidade. Os ensaios de plasticidade são realizados somente com a parte fina do solo, representada pelo material que passa na peneira de abertura 0,42mm. Já o limite de liquidez (LL) é o teor de umidade determinado pelo aparelho de Casagrande. 
Ele é constituído por uma concha metálica unida a uma manivela que a move, fazendo-a cair sobre uma base sólida certo número de vezes, até o fechamento de 1 cm da ranhura padrão, feita previamente no solo colocado na concha. O limite de liquidez corresponde ao teor de umidade em que a ranhura se fecha com 25 golpes.
O limite de plasticidade (LP) é o teor de umidade necessário e suficiente para rolar uma porção do solo umedecido sobre uma placa de vidro até formar um pequeno cordão com 3mm de diâmetro e 12cm a 15cm de comprimento. A diferença entre o limite de liquidez e de plasticidade determina o índice de plasticidade (IP = LL - LP).
Figura 1- Limite de Atterberg
No Brasil, a determinação dos Limites de Plasticidade e Liquidez de um solo são regidas pelas normas NBR-6459 e NBR-7180, as quais prescrevem todos os métodos a serem adotados na execução do ensaio, a aparelhagem, a amostragem e os requisitos para a obtenção do resultado.
MATERIAIS E MÉTODOS
Os ensaios foram realizados no Laboratório de Solos da Universidade Federal de Campina Grande (Campus I) no bloco BK, bloco esse pertencente à Unidade Acadêmica de Engenharia Civil pelos técnicos Conrado e Edvaldo. O solo utilizado para os ensaios são provenientes do município de Boa Vista – PB. 
A amostra do solo usada nesses ensaios foi previamente preparada de acordo com a norma NBR 6457/86 (preparação de amostras de solo para ensaios de compactação e ensaios de caracterização).
MATERIAIS
Materiais utilizados nos ensaios de limite de liquidez e limite de plasticidade 
Para a realização dos ensaios foram utilizados os seguintes equipamentos: 
	
Estufa capaz de manter a temperatura de 60 a 65° e 105 a 110°;
Capsula de plástico;
Espátula da lâmina flexível com aproximadamente 80mm de comprimento e 20 mm de largura;
Aparelho de Casagrande, com dimensões indicadas na figura 2;
Cinzel com características indicadas na figura 3;
Balança que permita pesar 200 g, com resolução de 0,01 e sensibilidade compatível;
Gabarito cilíndrico, com três mm de diâmetro e cerca de 100 mm de comprimento;
Placa de vidro de superfície esmerilhada, com cerca de 30 cm de lado.
Figura 2 - Aparelho para determinação do limite de liquidez
Figura 3 - Cinzel
MÉTODOS
Procedimentos utilizados na determinação do limite de liquidez
Para determinar o limite de liquidez foi tomado metade da quantidade de amostra preparada de acordo com a NRB 6457, figura 4. O operador afirmou ter feito a inspeção dos aparelhos e dispositivos antes da execução do ensaio. Seguindo a NBR 6459, colocou-se a amostra de solo, preparado com secagem prévia, na cápsula de plástico, pela norma deveria ser de porcelana, e adicionou água destilada, revolveu com o auxílio da espátula, a fim de obter uma pasta homogênea, com consistência tal que sejam necessários cerca de 35 golpes até fechar a ranhura. Não foi seguida a norma com relação ao intervalo de tempo de homogeneização, compreendido entre 15 e 30 min, a amostra foi homogeneizada por apenas 1 minuto, figura 5.
Figura 4
Figura 5
Depois a parte da amostra foi transferida para a concha, que deveria estar na mão do operador, de modo que depois de moldada a parte central a espessura foram na ordem de 10 mm, retornou-se o excesso para cápsula. Dividiu-se então a mistura na concha com o cinzel, de maneira que abriu uma ranhura em sua parte central, figura 6.Figura 6
Como a amostra foi posta com a concha no aparelho, não se seguiu a norma que indica que a concha deveria ser recolocada no aparelho e golpeá-la contra a base, deixando-a cair em queda livre, girando a manivela à razão de duas voltas por segundo. Ligou-se o aparelho e anotou-se o número de golpes necessários para que a ranhura seja fechada em 13 mm na sua extensão. Transferiu-se parte do material de junto das bordas que se uniram para uma cápsula para que fosse determinado o teor de umidade, conforme a NBR 6457, figura 7. E o restante do material foi transferido para a cápsula de plástico, onde foi adicionado mais solo, pela norma deveria ser adicionada mais água destilada e em seguida repetiu-se o processo de homogeneização com a espátula que deveria ter durado pelo menos 3 minutos, mas foi feito em 1 minuto. Teria que ser feito a lavagem e secagem da concha e do cinzel para serem posteriormente repetidas as operações, a fim de obter pelo menos mais três pontos de ensaio, foram feitos mais quatro pontos, que deveriam cobrir o intervalo de 35 a 15 golpes, figura 8. 
 
 Figura 7 Figura 8
Procedimentos utilizados na determinação do limite de plasticidade
Para determinar o limite de plasticidade foi tomada a outra metade da quantidade de amostra preparada de acordo com a NRB 6457. O operador afirmou ter feito a inspeção dos aparelhos e dispositivos antes da execução do ensaio. Seguindo a NBR 7180, colocou-se a a amostra na cápsula de plástico, pela norma deveria ser de porcelana, e adicionou água destilada, revolveu com o auxílio da espátula, afim de obter uma pasta homogênea, de consistência plástica. O tempo de homegeinização foi de 1 minuto e meio, não estando de acordo com a norma que estipula entre 15 e 30 minutos. Tomou-se aproximadamente 10 g e formou-se uma pequena bola, que ao ser rolada sobre a placa de vidro de superfície esmerilhada moldou-se no formato de um cilindro, de 3 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento, aproximadamente. Foi usado um gabarito cilindrico para fazer a comparação dessas medidas, figura 9. 
Figura 9
Se o cilindro tivesse começado a fraturar antes de suas dimensões serem obtidas, coloca-se de novo a amostra na cápsula, adiciona-se água, em seguida homogêniza a amostra e volta a fazer o cilíndro, notando que o limite de plasticidade é obtido com um determinado teor de umidade que consegue deixar o cilíndro moldar os 3 mm de diâmetro e só então começar a fraturar-se.
Após ocorrer a fragmentação, as partes do cilindro foram dispostos em cápsulas para a determinação do teor de umidade. Foram obtidas cinco amostras.
RESULTADOS
Resultados da determinação do limite de liquidez
Com o ensaio realizado em laboratório fora possível obter para cada uma das cinco operações realizadas: o Número de Golpes aplicados, o Peso Bruto Úmido, o Peso Bruto Seco, a Massa da Cápsula, a Massa da Água, a Massa do Solo Seco, o Teor de Umidade, conforme apresentado na tabela 1. 
Tabela 1 - Limite de Liquidez do Solo
	Cápsula n°
	40
	04
	09
	14
	07
	Nº de Golpes
	13
	23
	33
	48
	55
	Peso Bruto Úmido (g)
	24,63
	23,77
	24,72
	25,83
	24,93
	Peso Bruto Seco (g)
	20,76
	22,19
	22,73
	23,86
	23,17
	Tara (g)
	17,78
	17,83
	17,06
	18,01
	17,87
	Peso da Água (g)
	3,87
	1,58
	1,99
	1,97
	1,76
	Peso Solo Seco (g)
	2,98
	4,36
	5,67
	5,85
	5,3
	Úmidade (%)
	129,87
	36,24
	35,10
	33,68
	33,21
Arthur Casagrande estabeleceu que o limite de liquidez fosse determinado obrigatoriamente a partir do gráfico semilogarítmico, onde o teor de umidade era o qual onde o a ranhura na amostra fecha com 25 golpes. Quando o ensaio é bem executado todos os pontos obtidos serão válidos
	Devido à obtenção dos dados mencionados anteriormente, exceto o da cápsula de número 40 que se distanciou consideravelmente do restante dos valores, fora possível construir o gráfico 1“Número de Golpes X Teor de Umidade (%)”. No qual também foi aplicado um ajuste linear através de uma reta pelos pontos obtidos, com o intuito de abstrair o teor de umidade a 25 golpes. 
Gráfico 1 - Número de Golpes X Teor de Umidade (%)
Resultados da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade
Com o ensaio realizado em laboratório fora possível obter para cada uma das cinco operações realizadas: a Massa do Solo Úmido + Cápsula, a Massa do Solo Seco + Cápsula, a Massa da Cápsula, a Massa da Água, a Massa do Solo Seco, o Teor de Umidade, conforme apresentado na tabela 2.
Tabela 2 - Limite de Plasticidade do Solo 
	Cápsula n°
	88
	15
	06
	29
	03
	Peso Bruto Úmido (g)
	19,64
	19,73
	20,00
	18,94
	19,67
	Peso Bruto Seco (g)
	19,34
	19,30
	19,61
	18,60
	19,32
	Tara (g)
	18,10
	17,95
	18,00
	17,28
	17,83
	Peso da Água (g)
	0,3
	0,43
	0,39
	0,34
	0,35
	Peso Solo Seco (g)
	1,24
	1,35
	1,61
	1,32
	1,49
	Umidade (%)
	 24,19
	31,85
	24,22
	25,76
	23,49
Cálculos e discussões 
Para determinar os resultados dos supracitados procedimentos é necessário utilizar algumas fórmulas, as quais serão abordadas nesta seção aplicando nelas os resultados obtidos. 
As fórmulas ultilizadas para os calculos situados nas tabelas, são as seguintes: ·.
Cálculo e discussão da determinação do limite de liquidez
LL (Limite de Liquidez) – obtido no gráfico 1 através do teor de umidade correspondente a 25 golpes.
LL = 36,01 %
Aproximando o resultado final para o inteiro mais próximo obtemos o limite de liquidez: 
LL = 36 %
Cálculo e discussão da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade
Para a obtenção do limite de plasticidade faz-se a média simples dos teores de umidade individuais não podendo diferir em mais de 5 % da média e que a quantidade mínima de amostras para validação do ensaio não pode ser inferior a 3. 
Após realização da media simples de todos os teores de umidade encontramos o valor de 25,91% de limite de plasticidade, entretanto, os resultados individuais não poderiam diferenciar em mais que 1,30 % em relação a média. Ocorreu que quatro resultados tiveram diferença maior que essa.
Para conseguirmos obter o valor para o limite de plasticidade respeitando o normatizado pela NBR, pegamos os valores das capsulas 03, 88, 29 e 06. Com a média simples obtivemos 24,42 %, podendo agora a diferença ser de até 1,22 %. A cápsula 29 não estava de acordo com o intervalo de aceitação. 
Por último, pegamos os valores das capsulas 03, 88 e 06. Com a média simples obtivemos 23,97 %, podendo agora a diferença ser de até 1,2 %. Todos os valores estão dentro do intervalo de aceitação. 
Logo o limite de plasticidade é definido por a média aritmética dos três menores valores:
23,97 %
Aproximando o resultado final das médias para o inteiro mais próximo obtemos o limite de plasticidade: 
LP = 24 %
	
Com relação ao Índice de Plasticidade, para calculá-lo foi necessário aplicar a fórmula a seguir, baseada na NBR 7180 (1984).
Onde:
LL – Limite de Liquidez; 
LP – Limite de Plasticidade.
	Contendo os resultados dos limites foi possível conseguir o Índice de Plasticidade, conforme resolução a seguir.
IP = LL – LP
IP = 36,10% - 23,97% = 12,13%
Arredondando para o inteiro mais próximo chegamos à um valor de IP de 12%. 
Tabela 3 - Índice de Plasticidade
	Limite de Liquidez (LL)
	35,8%
	Limite de Plasticidade (LP)
	23,97%
	Índice de Plasticidade (IP)
	12,13%
Com este resultado é possível classificar o solo como “Medianamente Plástico”, pois figura-se no intervalo apresentado a seguir, segundo Jenkins:
 IP = 0 ( não plástico
 1 < IP < 7 ( pouco plástico
 7 < IP < 15 ( medianamente plástico
 IP > 15 ( altamente plástico 
Comos resultados do limite de liquidez e índice de plasticidade podemos caracterizar o solos através da carta de plasticidade de Casagrande: os solos com LL maior que 50% são muito compressíveis e abaixo de 40% tem baixa ou nenhuma (LL< 20%) compressibilidade. Acima da linha A situam-se as argilas inorgânicas (mais plásticas) e abaixo, argilasorgânicas e siltes. 
Gráfico 2 – Carta de plasticidade de Casagrande 
Com o LL obtido de 36 % e o IP igual a 12 %, observamos no gráfico que trata-se de um solo CL ou OL. Como a amostra trabalhada não apresentava textura fibrosa, sua cor não era escura e não possuía cheiro forte podemos concluir que se tratava de um solo CL (argila de baixa compressibilidade).
CONCLUSÕES 
Foram encontrados os valores de 36 % e 24 %, para os Limite de Liquidez e Plasticidade, respectivamente. Que poderam ser usados no cálculo do Índice de Plasticidade (IP) e classificamos a amostra, segundo Jenkins, como “Medianamente Plástica” com IP igual a 12 %. 
Ainda com os resultados do limite de liquidez e índice de plasticidade caracterizamos o solo como sendo CL (solo argiloso de baixa compressibilidade) através da carta de plasticidade de Casagrande. 
REFERÊNCIAS 
Ferreira, Ademir. Transparência de Mecânica dos Solos.
Machado, Sandro Lemos. Apostila de Mecânica dos Solos.
ALMEIDA, P. C. G. Caracterização Física e Classificação dos Solos. Universidade federal de juiz de fora, 2005. 
MACHADO, S. L.; MACHADO, M. F. Mecânica dos solos I. Conceitos introdutórios. Universidade Federal da Bahia.
PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos solos 16 Aulas/3° Edição. São Paulo: Oficina de textos.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT)
___NBR 6457/1986 _ Amostras de solo _ Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização.
___NBR6459/1984 _ Solo _ Determinação do Limite de Liquidez
___NBR7180/1984 _ Solo _ Determinação do Limite de Plasticidade