Relatório 3 Determinação do limite de liquidez e de plasticidade

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS 
APLICADAS – FATECS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
RELATÓRIO 
MECÂNICA DOS SOLOS I
BRASÍLIA-DF, 05 DE ABRIL DE 2018.
 Pró-Reitoria Acadêmica
 Diretoria Acadêmica
 Assessoria Pedagógica da Diretoria Acadêmica
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS 
APLICADAS – FATECS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
PROF.: RENATA CONCIANI NUNES
	
DETERMINAÇÃO DE LIMITES DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE
Notas de aula para os alunos de Engenharia Civil como complementação para entendimento da disciplina de Mecânica dos Solos I no que tange o relatório do ensaio realizado.
BRASÍLIA-DF, 05 ABRIL DE 2018.
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS 
APLICADAS – FATECS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROF.: RENATA CONCIANI NUNES
DETERMINAÇÃO DE LIMITES DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE
NOME DOS INTEGRANTES
Diego Maurício - RA: 21500621
Jessé Carlos - RA: 21483494
Hélio Junior - RA: 21506574
Pedro Azevedo - RA: 21504821
Wallace Leonel – RA: 21507611
BRASÍLIA-DF, 05 DE ABRIL DE 2018.
INTRODUÇÃO
No início do século XX, o cientista sueco Atterberg realizou um estudo que descreve a consistência de solos granulares finos com variados teores de umidade. Dependendo da quantidade de água, o solo pode se apresentar nos estados líquido, plástico, semissólido ou sólido.
 Este relatório descreve os experimentos, feitos em laboratório, de determinação do limite de liquidez e de determinação do limite de plasticidade que fornecem informações sobre a natureza dos solos coesivos.
 A determinação do limite de liquidez foi feita com o aparelho de Casagrande, que consiste em procedimentos preconizados pela norma, NBR-6459.
 A determinação do limite de plasticidade se da pelo percentual de umidade para o qual o solo começa a apresentar trincas ou fissuras, após obter-se rolinhos com 3 mm de espessura. A plasticidade é uma propriedade dos solos, que consiste na maior ou menor capacidade de ser moldado, em certas condições de umidade, sem variação de volume, procedimento descrito na norma, NBR-7180.
OBJETIVOS
Foram realizados nos dias 23 e 28 de Março de 2018, por intermédio o presente relatório objetivando determinar os limites de consistência de um solo ou limites de Atterberg sendo eles: Limite de liquidez, por meio do aparelho de Casa grande, preconizado pela NBR 6459, que fornecem informações sobre a estrutura dos solos e os parâmetros geotécnicos, e determinação do limite de plasticidade, de acordo com a NBR 7180/1984.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O Comportamento dos solos irá depender de diversos fatores, os finos, por exemplo, dependerão de fatores tais como sua composição química e mineralógica, sua umidade, sua estrutura e seu grau de saturação. Quanto menor a partícula de um solo, maior sua superfície específica e, portanto, maior a plasticidade. Podemos definir a plasticidade dos solos, como uma propriedade que consiste na capacidade maior ou menor de poder se modelar o material em determinadas condições de umidade sem que ocorra variação de volume, como no caso de um material argiloso. Tal comportamento plástico tem como base de suas características, a relação tensão-deformação, que pode ser representada graficamente. Assim, pode-se determinar o quanto tal material pode ou não ser considerado plástico. 
Na representação gráfica abaixo, pode-se notar o estado plástico de um sólido após ele romper o estado elástico e não poder retornar ao seu estado inicial, diferente de quando o material ainda se encontra no estado elástico.
Assim, pode-se citar a teoria do Limite de Consistência ou limite de Atterberg, que correlaciona a relação da quantidade de água presente no solo, podendo assim obter resultados de consistência como: Líquido, Plástico, Semi-sólido e Sólido.
O estado líquido pode ser caracterizado pela ausência de resistência ao cisalhamento e o solo demonstra a aparência de um liquido. 
Quando o solo começa de perder umidade, ele passa a apresentar o comportamento plástico, deformando-se com a variação volumétrica sem apresentar fissuras ao ser trabalhado.
Ao perder mais água, o material torna-se quebradiço (semi-sólido) e por fim, no estado sólido, não ocorrem variações volumétricas pela secagem do solo.
Com isto, podemos denominar os teores de umidade correspondentes às mudanças de cada estado, sendo eles: Limite de Liquidez (LL), estado que correlaciona a fronteira entre o estado liquido e plástico, Limite de Plasticidade (LP) que correlaciona o estado plástico do semi-solido e Limite de Contração (LC) que correlaciona o estado semi-solido do sólido.
De uso mais continuo nas Engenharias, podemos citar os Limites de Liquidez e os de Plasticidade, que demonstrarão através de cálculos, o índice de plasticidade do solo, definindo parâmetros para analises de obras.
MATERIAIS
Para realização do ensaio de Limite de Liquidez foram utilizados os seguintes materiais:
- Estufa;
- Espátula oval e espátula pintor;
- Balança com precisão de 0,1g;
- Gabarito cilíndrico para comparação, com 3 mm de diâmetro e cerca de 100mm de comprimento; 
- Placa de vidro de superfície esmerilhada;
- Aparelho de Casagrande;
- Cinzel;
- Capsulas metálicas; 
- Pinceta com água destilada;
METODOLOGIA
Para iniciar os procedimentos do ensaio de Limite de Liquidez em laboratório, primeiramente verifica-se o estado e a calibração do aparelho de Casagrande, preconizada com uma velocidade constante de dois golpes por segundo e com uma altura de queda de 10 mm.
- Separou-se 200g de amostra de solo, previamente secado ao ar e passante na peneira de 0,42mm.
- Coloca-se a amostra na placa de vidro e aos poucos homogeneizou-se e adicionou-se água ao solo por um período de 15 a 30 minutos, tornando-a consistente.
- Após homogeneização da massa, transfere-se a uma quantidade de amostra para a concha do aparelho de Casagrande, aplainando-a com a espátula, até que não exista ar entre as partículas, atentando-se para que a altura da amostra não ultrapasse 10 mm.
- Faz-se com o cinzel uma ranhura no meio da massa, no sentido do maior comprimento do aparelho.
- Na primeira tentativa obteve-se resultado de 36 golpes, constatando assim o fechamento de 13 mm da ranhura.
- Retira-se uma pequena quantidade do material no local onde as bordas da ranhura se tocaram para a determinação da umidade.
- Transfere-se o restante do material de volta a placa de vidro, adicionando mais um pouco d’água e repete-se o procedimento por mais quatro vezes, ate que se obtiveram as quantidades de 36, 27, 25, 20 e 15 golpes para o mesmo fechamento de 13 mm da ranhura.
- Separou-se uma pequena quantidade de solo utilizado no aparelho de Casa Grande para obter os 36 golpes, molda-se uma esfera com essa amostra de solo e a resguarda para ser utilizado na determinação do limite de plasticidade.
Concluíram-se os procedimentos para obter o limite de liquidez e deu-se inicio as etapas para determinar o limite de plasticidade do solo.
- Com a amostra armazenada anteriormente, tentou-se moldar rolinhos de solo com aproximadamente 3 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento, com um gabarito de metal como referência.
- Após varias tentativas sem êxito, não foi possível moldar os rolinhos com a amostra de solo estudada.
Com todos os procedimentos descritos anteriormente e os dados obtidos no ensaio, iniciou-se os cálculos e análise dos resultados.
APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS
- Tabela referente aos resultados encontrados em laboratório para umidade do solo.
	LIMITE DE LIQUIDEZ
	Tabela1. Dados para obtenção do Limite de Liquidez para a amostra coletada a.
	N° da capsula
	H110
	7
	16
	50
	46
	N° de golpes
	36
	27
	25
	20
	15
	tara (g)
	15,8
	13,23
	12,92
	14,02
	13,04
	tara + SH (g)
	30,36
	21,32
	24,06
	24,82
	21,56
	tara + SS (g)
	28,11
	20
	22,20
	22,95
	19,98
	Umidade (%)
	18,28
	19,5
	20,04
	20,94
	22,77
	 
	 
	 
	 
	WL (%):
	20,01
- Gráfico do Limite de Liquidez.
Onde a umidade pode ser estabelecida pela equação:
E o cálculo do Limite de Liquidez através da Equação:
Onde,
Y -> Limite de Liquidez
X -> Numero de golpes no aparelho de Casa Grande
- Tabela referente aos resultados para determinar Limite de Plasticidade:
	LIMITE DE PLASTICIDADE
	Tabela 2. Dados para obtenção do Limite de Plasticidade para a amostra coletada a.
	N° da capsula
	69
	104
	67
	79
	56
	tara (g)
	5,61
	5,55
	5,76
	5,96
	5,17
	tara + SH (g)
	-
	7,93
	-
	-
	8,1
	tara + SS (g)
	-
	-
	-
	-
	-
	Umidade (%)
	-
	-
	-
	-
	-
	 
	 
	 
	 
	WP(%):
	-
O Índice de Plasticidade se dá pela seguinte equação, considerando os valores obtidos no relatório de Limite de Liquidez e Plasticidade:
	INDICE DE PLASTICIDADE (%):
	Não Plástico
	Pode-se observar que, como não foi possível obter os rolinho com diâmetro de 3 mm e 10mm de comprimento, o solo foi caracterizado como não plástico, constituindo-se de: 80% areia; 7% argila; 13% silte.
CONCLUSÃO
O ensaio de determinação dos limites de liquidez e plasticidade se mostrou um experimento simples, porém trabalhoso, tendo em vista a dificuldade de se ajustar o teor de umidade necessário para atender ao fechamento da ranhura no modelo proposto aos 25 golpes (limite de liquidez), bem como a rápida perda de umidade ao se tentar moldar os rolinhos em forma de cilindro (limite de plasticidade), apesar de ser realizado em recinto climatizado.
Observou-se a nítida diferença entre um solo que na presença de água se comporta de forma plástica, como por exemplo, a argila, e um solo que não se comporta de forma plástica na presença de água, como por exemplo, o silte ou areia.
Diante disso, como estávamos lidando com um solo do tipo Arenoso com aproximadamente 80% de areia em sua composição, constatou-se que se tratava de um solo não plástico, pois, durante o ensaio de limite de plasticidade, não foi possível moldar o solo até chegasse às dimensões preconizadas na NBR 7180/1984, pois a amostra se quebrava bem antes de atingir os 13 mm de diâmetro e os 100 mm de comprimento. Portanto, não foi possível determinar o Índice de Plasticidade, pois o mesmo se da através da diferença entre o LL e LP. 
Logo, conclui-se que por se tratar de um solo arenoso, o solo não apresentou características de solos coesivos e sim comportamentos de solos com alta compressibilidade. Tais solos são utilizados em obras distintas na engenharia geotécnica, mas para definir com uma melhor precisão a sua aplicação, faz-se necessário ensaios para determinar a sua capacidade de suporte e definir se e muito ou pouco compacto, e assim determinar o melhor uso do material na construção civil.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
NBR 6457: Amostras de Solos – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. ABNT, 1986.
NBR 6459: Determinação do limite de Liquidez. ABNT, 1984.
NBR 7180: Determinação do limite de plasticidade. ABNT, 1984.
Pinto, Carlos de Sousa, Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas /3° Edição- São Paulo: Oficina de Textos, 2006.
PINTO, Carlos de Sousa, Curso básico de mecânica dos solos, Oficina de Textos, 2006. 
STANCATI, G. NOGUEIRA, J.B. e VILAR, O.M., Ensaios de Laboratório em mecânica dos Solos, EESC/USP. 1981. 
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações, LTC, 1979. 
ANEXOS