Relatorio 3

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Danilo Adson
Túlio Felipe
DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ
E
DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE
Relatório apresentado como requisito parcial do Curso de Engenharia Civil, na disciplina de Mecânica dos Solos, sob orientação do Prof. M.Sc. Jacqueline Henrique.
PALMAS - TO
2014
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	3
2.	OBJETIVO	4
3.	MATERIAIS E MÉTODOS	5
3.1.	Materiais	5
3.1.1.	Equipamentos para determinação do limite de liquidez	5
3.1.2.	Equipamentos para determinação do limite de plasticidade	5
3.2.	Metodologia	6
3.2.1.	Procedimentos utilizados na determinação do limite de liquidez	6
3.2.2.	Procedimentos utilizados na determinação do limite de plasticidade	7
4.	RESULTADOS	8
4.1.	Resultados da determinação do limite de liquidez	8
4.2.	Resultados da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade	9
4.3.	Cálculos	10
4.3.1.	Cálculo da determinação do limite de liquidez	10
4.3.2.	Cálculo da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade	12
5.	DISCUSSÃO	13
5.1.	Discussão para determinação do limite de liquidez	13
5.2.	Discussão para determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade	13
6.	CONCLUSÃO	15
7.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	16
TABELAS
Tabela 1 - Limite de Liquidez do Solo	8
Tabela 2 – Número de Golpes X Teor de Umidade (%)	9
Tabela 3 - Limite de Plasticidade	10
Tabela 4 - Critério de Aceitação da Média (LP)	14
Tabela 5 - Índice de Plasticidade	14
INTRODUÇÃO
No início do século XX, o agrônomo sueco Atterberg segregou os valores de umidade que uma argila consegue obter em limites correspondentes ao estado aparente do material (ORTIGÃO, 2007, p.23).
	Neste estudo, foram definidos os limites de contração (LC), plasticidade (LP) e liquidez (LL), os quais se referem à transição entre os estados sólidos, nos quais não há praticamente mais variação de volume, plástico, em que o volume varia com a umidade e líquido (ORTIGÃO, 2007, p.24).
	Este agrônomo classificou índice de plasticidade (IP) como sendo a diferença entre os limites de plasticidade (LP) e o de liquidez (LL), sendo que, este índice determina à amplitude da faixa de plasticidade, e qual índice deve ser aplicado para classificar o solo (ORTIGÃO, 2007, p.24).
	O limite de liquidez (LL) corresponde ao teor de umidade que indica a passagem do estado plástico para o estado líquido. E está atrelada a capacidade do solo em absorver água (GRECO, online).
	Enquanto que, o limite de plasticidade (LP) se refere ao teor de umidade o qual indica a passagem do estado semissólido para o estado plástico (GRECO, online).
	Desta forma, este trabalho visa apresentar o limite de liquidez, baseando-se na NBR 6459 (1984), e também o limite de plasticidade, tendo por base a NBR 7180 (1987), do ensaio realizado em laboratório; com isto, sendo possível, posteriormente, apresentar o índice de plasticidade do solo, baseado também na NBR 7180 (1987).
OBJETIVO
O relatório em questão possui dois objetivos:
Determinaro limite de liquidez, baseado na NBR 6459 (1984); 
Determinar o limite de plasticidade, baseado na NBR 7180 (1987); e
Determinar o índice de plasticidade, baseado na NBR 7180 (1987).
MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo serão apresentados os processos e as ferramentas utilizadas para a elaboração deste trabalho, assim como a metodologia aplicada para a sua elaboração e as fontes de referências bibliográficas.
Materiais
Nesta seção serão apresentados os materiais utilizados para a elaboração dos dois experimentos.
Equipamentos para determinação do limite de liquidez
Para a elaboração deste procedimento experimental foram utilizados os seguintes instrumentos:
estufa com capacidade para manter a temperatura de 105 a 110°C;
cápsula de porcelana com aproximadamente 120 mm de diâmetro;
espátula de lâmina flexível com aproximadamente 80 mm de comprimento e 20 mm de largura;
recipientes para armazenamento das amostras;
dois aparelhos de Casagrande;
dois cinzéis; e
balança de precisão.
Equipamentos para determinação do limite de plasticidade
Para a elaboração deste procedimento experimental foram utilizados os seguintes equipamentos:
estufa com capacidade para manter a temperatura de 105 a 110°C;
cápsula de porcelana com aproximadamente 120 mm de diâmetro;
espátula de lâmina flexível com aproximadamente 80 mm de comprimento e 20 mm de largura;
recipientes para armazenamento das amostras;
balança de precisão;
gabarito cilíndrico para comparação, com 3 mm de diâmetro e cerca de 100 mm de comprimento; e
placa de vidro de superfície esmerilhada.
Metodologia
Neste capítulo serão apresentados os procedimentos experimentais aplicados para a determinação destes limites nos dois experimentos.
Procedimentos utilizados na determinação do limite de liquidez
Conforme segundo relatório da disciplina de Mecânica dos Solos, foi preparado 500g de amostra de solo fino, a qual passou pela peneira de 0,42 mm. Parte desta amostra foi utilizada uma semana depois para o ensaio de determinação do limite de liquidez.
	O solo utilizado neste ensaio foi preparado com secagem prévia, sendo assim, foi colocada parte da amostra na cápsula de porcelana, adicionada água em pequenos incrementos, amassando e revolvendo, vigorosa e continuamente com auxílio da espátula, processo este o qual foi obtida uma pasta homogênea, com consistência de cerca de 35 golpes para fechar a ranhura.
	O tempo de homogeneização compreendeu entre 15 a 30 min. Com isto, parte da mistura fora transferida para a concha, moldando-a de forma que na parte central a espessura ficou em 10 mm. Esta operação foi realizada de forma que o número de bolhas de ar ficou o menor possível no interior da amostra. O excesso de solo foi retornado para a cápsula.
	Dividida a massa de solo em duas partes, passando o cinzel através da mesma, de maneira que abriu uma ranhura em sua parte central. O cinzel foi deslocado perpendicularmente à superfície da concha.
	Com cuidado, recolada a concha no aparelho e golpeada contra a base, deixando-a cair em queda livre, girando a manivela à razão de uma volta a cada dois segundos, sendo que, a Norma recomenda que se deva executar duas voltas a cada segundo. Anotado o número de golpes necessários para que as bordas inferiores da ranhura se unissem ao longo de 13 mm de comprimento.
	Transferida uma pequena quantidade do material que se uniram para um recipiente adequado para determinação da umidade.
	Transferido o material restante para a cápsula de porcelana. Lavada e enxugada à concha e o cinzel. Adicionada água à amostra e homogeneizado durante pelo menos 3 minutos, amassando e revolvendo vigorosa e continuamente com auxílio de espátula.
	Enfim, o processo fora repetido por mais quatro vezes de forma a obter mais pontos de ensaio, cobrindo o intervalo de 12 a 38, contudo, a Norma recomenda de 15 a 35 golpes.
Procedimentos utilizados na determinação do limite de plasticidade
Conforme segundo relatório da disciplina de Mecânica dos Solos, foi preparado 500g de amostra de solo fino, a qual passou pela peneira de 0,42 mm. Parte desta amostra foi utilizada uma semana depois para o ensaio de determinação do limite de plasticidade.
	O material estudado no ensaio de determinação do limite de liquidez foi reutilizado neste ensaio, desta forma, não houve a necessidade de realizar os preparos já realizados anteriormente.
	Tomada cerca de 10g da amostra preparada e formada uma pequena bola, a qual foi rolada sobre a placa de vidro com pressão suficiente da palma da mão, o que lhe deu forma de cilindro.
	Como o cilindro se fragmentou com diâmetro de 3 mm e comprimento de 100 mm - o qual foi verificado através do gabarito de comparação – , então fora transferido imediatamente o cilindro fracionado em três partes para um recipiente metálico para determinação da umidade, conforme NBR 6457.
	Por fim, esta operação foi repetida mais quatro vezes.
RESULTADOS
Nesta seção serão demonstrados os resultados obtidos comos dois procedimentos experimentais.
Resultados da determinação do limite de liquidez
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, o Número de Golpes aplicados, o Limite de Liquidez, e por fim, a Média do Limite de Liquidez sobre todas estas, conforme apresentado na tabela 1.
Tabela 1 - Limite de Liquidez do Solo
	LIMITE DE LIQUIDEZ
	Determinação #
	1
	2
	3
	4
	5
	Cápsula #
	1,00
	2,00
	3,00
	4,00
	5,00
	Massa Solo Úmido + Cápsula (g)
	50,80
	50,60
	52,40
	49,50
	48,60
	Massa Solo Seco + Cápsula (g)
	44,1
	42,3
	42,8
	37,8
	36,9
	Massa de Cápsula (g)
	16,70
	17,50
	16,90
	16,70
	17,60
	Massa da Água (g)
	6,70
	8,30
	9,60
	11,70
	11,70
	Massa Solo Seco (g)
	27,40
	24,80
	25,90
	21,10
	19,30
	Teor de Umidade (%)
	24,45%
	33,47%
	37,07%
	55,45%
	60,62%
	Número de Golpes #
	37,00
	31,00
	24,00
	18,00
	12,00
	Limite de Liquidez
	25,78%
	34,45%
	36,88%
	53,19%
	55,35%
	Média Limite de Liquidez (%)
	41,13%
	Devido à obtenção dos dados mencionados anteriormente, fora possível construir a tabela 2“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, que é a média do limite de liquidez já demonstrada na tabela 1.
Tabela 2–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, o Limite de Plasticidade, e por fim, a Média do Limite de Plasticidade sobre todas estas, conforme apresentado na tabela 1.
	Ao conseguir o Limite de Liquidez e o de Plasticidade, fora possível chegar ao Índice de Plasticidade, o qual neste ensaio se resultou em 23,02%.
Tabela 3 - Limite de Plasticidade
	LIMITE DE PLASTICIDADE
	Determinação #
	1
	2
	3
	4
	5
	Cápsula #
	1,00
	2,00
	3,00
	4,00
	5,00
	Massa Solo Úmido + Cápsula (g)
	10,30
	10,50
	11,00
	10,00
	10,00
	Massa Solo Seco + Cápsula (g)
	10,1
	10,25
	10,75
	9,75
	9,75
	Massa de Cápsula (g)
	9,00
	8,80
	9,30
	8,60
	8,20
	Massa da Água (g)
	0,20
	0,25
	0,25
	0,25
	0,25
	Massa Solo Seco (g)
	1,10
	1,45
	1,45
	1,15
	1,55
	Teor de Umidade (%)
	18,18%
	17,24%
	17,24%
	21,74%
	16,13%
	Número de Golpes #
	37,00
	31,00
	24,00
	18,00
	12,00
	Média Limite de Plasticidade (%)
	18,11%
Cálculos
Para determinar os resultados dos supracitados procedimentos é necessário utilizar algumas fórmulas, as quais serão abordadas nesta seção aplicando nelas os resultados obtidos.
Cálculo da determinação do limite de liquidez
Para determinar o teor de umidade em relação à massa do solo seco, foi necessário aplicar a fórmula a seguir.
onde:
h – teor de umidade em relação à massa de água contida no solo e a massa do solo seco, em percentagem;
MA – massa de água; e
MS – massa de solo seco.
Por meio desta fórmula foi possível obter o teor de umidade, em percentagem, das amostras estudadas nos ensaios de limites de liquidez e plasticidade. Como a aplicação da fórmula deste teor já fora aplicada e aventada no segundo relatório, então para não delongar muito neste relatório, não será demonstrada a sua aplicação em cada uma das 10 determinações.
Dando continuidade, para determinar o limite de liquidez para cada amostra foi necessário aplicar a fórmula a seguir.
onde:
LL – limite de liquidez;
h – teor de umidade em relação à massa de água contida no solo e a massa do solo seco, em percentagem; e
n – número de golpes aplicados para fechar o sulco no aparelho de Casagrande.
	Sendo assim, a seguir são apresentados os resultados do limite de liquidez das cinco amostras estudadas. 
Cálculo da determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade
Quanto à determinação do limite de plasticidade, este é a própria determinação da umidade definida pela primeira fórmula apresentada na seção anterior.
	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; e
LP – Limite de Plasticidade.
	Contendo os resultados dos limites foi possível conseguir o Índice de Plasticidade, conforme resolução a seguir.
DISCUSSÃO
Neste capítulo serão abordados os resultados obtidos nas determinações dos limites de liquidez e plasticidade.
Discussão para determinação do limite de liquidez
Após o término do ensaio consegui-se chegar à determinação do limite de liquidez da amostra estudada – seca previamente–, sendo que, estase apresentou com 41,13% (a NBR 6459 sugere um arredondamento do número inteiro mais próximo).
	Ao se obter o gráfico “Número de Golpes X Teor de Umidade (%)” constatou-se, após aplicar a regressão linear, que 25 golpes resultam de fato em 41,13% do limite de liquidez.
	Portanto, o resultado apresentado sobre este limite será utilizado na composição do Índice de Plasticidade.
Discussão para determinação do limite de plasticidade e do índice de plasticidade
Na determinação do limite de plasticidade foi obtido o resultado de 18,11% de média (a Norma 7180 sugere um arredondamento do número inteiro mais próximo) entre as cinco determinações, as quais fazem parte de uma amostra seca previamente.
	E para considerar satisfatório o valor de umidade obtida em cada determinação, então em pelo menos três, nenhum deve diferir da respectiva média mais do que 5%. Desta forma, é apresentada a tabela 4, cuja funcionalidade é apresentar quais determinações estiveram dentro do estabelecido pela NBR 7180 (1987), sendo que, para este caso quatro amostras se enquadraram corretamente.
Tabela 4 - Critério de Aceitação da Média (LP)
	CRITÉRIO DE ACEITAÇÃO DA MÉDIA (LP)
	Média Limite de Plasticidade (%)
	18,11
	#
	Limite de Plasticidade (%)
	Atende NBR 6459?
	1
	18,18
	SIM
	2
	17,24
	SIM
	3
	17,24
	SIM
	4
	21,74
	NÃO
	5
	16,13
	NÃO
	Quanto ao Índice de Plasticidade, ao possuirmos os limites de liquidez e plasticidade, fora possível defini-lo, conforme demonstrado no tabela 5.
Fazem parte de uma amostra seca previamente. 16,13
Tabela 5 - Índice de Plasticidade
	Limite de Liquidez (LL)
	41,13%
	Limite de Plasticidade (LP)
	18,11%
	Índice de Plasticidade (IP)
	%
Com este resultado é possível classificar o solo como “Altamente Plástico”, pois figura-se no intervalo apresentado a seguir.
CONCLUSÃO
Com o decorrer da perda de água, o solo coesivo endurece, e com um certo teor de umidade – no caso, o Limite de Liquidez (LL) – perde a capacidade de fluir, contudo pode ser moldado facilmente e ter a forma conservada. Nesta situação o solo está em “Estado Plástico”.
	E se continuar com a perda de umidade, a capacidade de moldagem diminui, até o momento em que atingi um teor de umidade – no caso, o Limite de Plasticidade (LP) –, acarretando em uma fratura da amostra ao tentar moldá-la. Quando se atinge, este patamar, então se encontra no “Estado Semissólido”, no qual o solo tem aparência sólida, porém reduz o seu volume ao continuar a secagem.
	Com a continuação da secagem, ocorre a passagem para o “Estado Sólido”, onde há pouca variação no volume devido a grande perda de umidade. O limite entre os estado sólidos e semissólidos é definido como Limite de Contração (LC), porém este trabalho em questão não o abordará, pois é sugerido utilizá-lo quando o Índice de Plasticidade (IP) for “Altamente Plástico”.
	Para o trabalho em questão, o Índicede Plasticidade (IP) classificou a amostra estudada como “Medianamente Plástico”, ou seja, o IC informou a faixa de plasticidade na qual esta amostra se caracteriza, o que resultou na classificação do solo.
	O Índice de Consistência (IC) indica a consistência aproximada de um solo, sendo um indicativo da capacidade de resistência a esforços de compressão. Porém, neste trabalho não foi possível determiná-lo, pois ao chegar ao laboratório não foi obtido o teor de umidade do solo, o que indicaria a umidade presente do solo em campo. E pelo fato do solo ter sido seco ao ar dentro do laboratório, então o teor de umidade nesta situação diminuiu e descaracterizou este indicador.
	Determinado o IC, sendo 0,70 caracterizado então com Consistência Média; se fosse menor do que 0 era caracterizado como “Muito Mole”; se fosse maior do que 0 e menor do que 0,5, então seria “Consistência Mole”; se fosse maior do que 0,5 e menor do que 0,75, então seria “Consistência Média”, se fosse maior do que 0,75 e menor do que 1, então seria “Consistência Rija”; e por fim, se fosse maior do que 1, então seria “Consistência Dura”.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459 – Solo – Determinação do limite de liquidez. ABNT, Rio de Janeiro, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180 – Solo – Determinação do limite de plasticidade. ABNT, Rio de Janeiro, 1987.
GRECO, Jisela A.S., Solos– Conceitos e Ensaios da Mecânica dos Solos Classificação dos Solos para Fins Rodoviários. Disponível em: <http://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/Notas%20de%20aula%20solos.pdf>. Acesso em: 02 ago.2012.
ORTIGÃO, J.A.R., Introdução à Mecânica dos Solos dos Estados Críticos. Terratek, 2007.
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