Relatório 10 - Limites de Atterberg

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA 
SETOR DE CIENCIAS AGRÁRIAS E DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS 
 
AUGUSTO ARAUJO VUITIK 
KAROLINA MAIA 
THIELY KOVALISKI DA SILVA PAULA SANTOS 
WILLIAN DA MAIA 
 
 
 
 
 
 
 
LIMITES DE ATTERBERG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PONTA GROSSA 
MAIO/2014
 
AUGUSTO ARAUJO VUITIK 
KAROLINA MAIA 
THIELY KOVALISKI DA SILVA PAULA SANTOS 
WILIAN DA MAIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LIMITES DE ATTERBERG 
 
 
 
Relatório apresentado à disciplina de 
Ensaios e Caracterização de Materiais do 
Curso de Engenharia de Materiais, 3ª 
série, da Universidade Estadual de Ponta 
Grossa – UEPG. 
 
Prof. Cláudia Francine Machado Canova 
 
 
 
 
 
 
PONTA GROSSA 
MAIO/2014 
2 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 OBJETIVOS ..................................................................................................... 3 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 3 
2.1 DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) ........................................... 5 
2.2 DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE: ........................................ 6 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................... 6 
3.1 MATERIAIS ...................................................................................................... 6 
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................... 7 
3.2.1 Limite de Liquidez (LL) ..................................................................................... 7 
3.2.2 Limite de Plasticidade (LP) ............................................................................... 8 
3.2.3 Índice de Plasticidade (IP) ................................................................................ 8 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................... 8 
4.1 LIMITE DE LIQUIDEZ ...................................................................................... 8 
4.2 LIMITE DE PLASTICIDADE ........................................................................... 10 
4.3 ÍNDICE DE PLASTICIDADE .......................................................................... 10 
5 CONCLUSÃO ................................................................................................ 11 
 
3 
 
 
1 OBJETIVOS 
 
Determinar o limite de liquidez (LL) da Argila SV, o limite de plasticidade (LP) 
do mesmo material e calcular o índice de plasticidade do material. 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Os materiais cerâmicos, em especial as argilas, que são os principais 
componentes do solo, apresentam certa plasticidade quando misturados com água. 
A plasticidade é um parâmetro que está relacionado intrinsecamente à própria 
argila, ao seu teor de umidade e à sua quantidade na preparação de massas 
cerâmicas. A plasticidade é a propriedade de solos finos, entre largos limites de 
umidade, de se submeterem a grandes deformações permanentes, sem sofrer 
ruptura, fissuramento ou variação de volume apreciável. [1] A plasticidade é a 
propriedade segundo a qual o corpo se deforma sob a ação de uma força e 
conserva essa deformação após cessada essa ação. Nas argilas a plasticidade 
depende da quantidade de água. Quanto mais água, até certo ponto, maior a 
plasticidade. A partir desse ponto a argila se torna um líquido viscoso. Quanto mais 
pura a argila, mais plástica a mistura com água. Quando esta é impura, adiciona-se 
um elemento para melhorar a plasticidade. Quanto maior a quantidade de ar, menor 
a plasticidade. Submetendo-se a argila ao tratamento de vácuo, melhora-se a 
plasticidade. Quanto maior a temperatura, menor plasticidade porque se diminui a 
quantidade de água. Diminuindo-se a quantidade de desengordurantes, aumenta-se 
a plasticidade. [2] 
O grau de deformação de uma pasta de argila, até entrar em rotura, aumenta 
progressivamente até determinado valor em função do conteúdo em água. A água, 
em quantidade adequada, funciona como um lubrificante que facilita o deslizamento 
das partículas umas sobre as outras sempre que uma tensão superficial é aplicada. 
Os principais fatores que afetam a plasticidade são a mineralogia, granulometria, 
forma dos cristais, carga elétrica dos cristais e o estado de desfloculação da argila. 
[3] 
4 
 
 
O índice de plasticidade das argilas é feita indiretamente através da medição 
de outras propriedades existindo vários instrumentos para isto. Atterberg definiu os 
limites de retração, plasticidade e liquidez das argilas dividindo os valores de 
umidade. A diferença entre os limites de plasticidade e liquidez é considerada com o 
índice de plasticidade de Atterberg. [4] 
De uma maneira geral, os solos apresentam certa consistência em relação à 
quantidade de água que possuem. Essa consistência pode ser sólida, semi-sólida, 
plástica ou a de um fluido denso. O solo muito úmido comporta-se como um líquido, 
e quando perde essa característica, este adquire plasticidade. Perdendo mais água 
ainda o solo apresenta um comportamento quebradiço. Estes são os limites de 
Atterberg, e estão ilustrados na Figura 1 [1]: 
 
Figura 1 – Limites de Atterberg 
 
Fonte: [1] 
 
O limite de liquidez é o teor de umidade no qual o solo fecha a ranhura com o 
impacto de 25 golpes. Como não se consegue esse limite com precisão através de 
tentativas, coloca-se os pontos obtidos um gráfico onde o eixo das abscissas 
corresponde ao log do número de golpes e a ordenada a umidade, ajusta-se uma 
reta com estes pontos e graficamente determina-se o limite de liquidez. [5] 
 O ideal é tentar obter uma umidade com o fechamento da ranhura próximo à 
25 golpes, duas com número de golpes acima de 25 e duas abaixo. Alguns autores 
admitem a utilização de pelo menos três pontos para o ajuste da reta. Para solos 
que já foram exaustivamente ensaiados, onde se pode estimar a inclinação da reta, 
é possível determinar apenas um ponto e com isso traçar a curva. [5] 
5 
 
 
Limite de Plasticidade (LP): É o teor de umidade no qual o solo começa a se 
fraturar, quando se tenta moldar com ele um cilindro de 3mm de diâmetro e 
aproximadamente da largura da mão (10 cm) - MB-31. O LP pode ter valor de 0 a 
100 (ou mais), mas a maioria dos solos tem LP menor que 40. [6] 
Índice de Plasticidade (IP): Ajuda a definir a plasticidade de um solo; é a 
diferença entre os limites de liquidez e de plasticidade. É definido pela equação 1. 
 
 – (Equação 1) 
 
É muito útil para a classificação dos solos finos. 
 
2.1 DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) 
 
Para determinar-se o limite de liquidez de um material cerâmico deve-se fazer 
o uso de um aparelho de Casagrande, o qual é ilustrado na figura 2. (1) 
 
Figura 2 – Esquema do aparelho de Casagrande com a mistura de material cerâmico com água e já 
realizada sua ranhura. 
 
Fonte: [1] 
 
 
6 
 
 
2.2 DETERMINAÇÃO DO LIMITE DE PLASTICIDADE: 
 
O limite de plasticidade é o extremo inferior do intervalo de variação do teor 
de umidade no qual o solo apresenta comportamento plástico. O equipamento 
necessário à realização do ensaio é muito simples tendo-se, apenas, uma placa de 
vidro com uma face esmerilhada e um cilindro padrão com 3 mm de diâmetro. O 
ensaio inicia-se rolando, sobre a face esmerilhada da placa, uma amostra de solo 
com um teor de umidade inicial próximo do limite de liquidez, até que, duas 
condições sejam, simultaneamente, alcançadas: o rolinho tenhaum diâmetro igual 
ao do cilindro padrão e o aparecimento de fissuras (inicio da fragmentação). O teor 
de umidade do rolinho, nesta condição, representa o limite de plasticidade do solo. O 
ensaio é normalizado pela NBR 7180/82, conforme a figura 3. [1] 
 
Figura 3 – Determinação do limite de plasticidade. 
 
Fonte: [1] 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 MATERIAIS 
 
 800 g de Argila SV 
desaglomerada; 
 Almofariz e pistilo; 
 Peneira de 60 Mesh; 
 Balança analítica; 
 Estufa; 
 Bequer; 
 Placas de Petri; 
 Espátula; 
 Água; 
 Aparelho de Casagrande; 
 Vidro Esmerilhado; 
 Graxa e estopa; 
 Papel para limpeza. 
7 
 
 
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
3.2.1 Limite de Liquidez (LL) 
A amostra de Argila SV foi preparada, através do processo de moagem do 
material, e passagem por peneira com malha 60 mesh. Então, durante o 
procedimento experimental, adicionaram-se quantidades de água à argila de modo a 
verificar seu comportamento plástico. 
Adicionou-se quantidades de água ao pó da argila SV, homogeneizando com 
o auxilio de uma espátula, a fim de obter uma pasta homogênea e consistente. 
Transferiu-se parte da mistura para a concha do aparelho Casagrande, moldando-a 
na parte central até atingir uma espessura de 10 mm. 
Abriu-se uma ranhura na parte central da massa passando o cinzel, com 
direção perpendicular à articulação da concha do aparelho Casagrande. 
Feita a ranhura na massa, realizou-se o ensaio propriamente dito. Com o giro 
da manivela, tentou-se efetuar dois golpes por segundo. O processo de fechamento 
da massa plástica iniciou-se, e se deu até que as bordas inferiores da ranhura se 
unam ao longo de aproximadamente 13 mm de comprimento (largura do cinzel), e 
anotou-se o número de golpes dados para que isto ocorra. 
Então, transferiu-se uma pequena amostra presente na concha do aparelho 
Casagrande (da região que se uniu aproximadamente 2 cm²) para uma placa de 
petri para ser aferido o peso úmido Balança analítica. Após secagem por 24 horas 
em estufa, pesou-se novamente, e obteve-se a massa seca. 
O procedimento foi repetido mais quatro vezes, para que fosse possível a 
construção de uma reta com os valores obtidos. 
 
 
8 
 
 
3.2.2 Limite de Plasticidade (LP) 
Separou-se uma quantidade da amostra preparada e formou-se uma pequena 
esfera, a qual foi rolada sobre uma superfície cerâmica (vidro esmerilhado) com uma 
leve pressão, utilizando a palma da mão, para lhe dar forma de um cilindro 
alongado. O padrão adotado foi de 10 cm de comprimento e 0,3 cm de diâmetro. 
Quando a conformação do cilindro com as dimensões citadas for realizada, deve-se 
então, refazer a esfera e repetir a rolagem sobre o vidro até que haja fissuras no 
cilindro com dimensões próximas as do gabarito de comparação, de modo que a 
continuidade do processo ponha em risco a integridade estrutural da mistura. 
Quando rompido, mediu-se a massa em balança analítica e então se 
transferiu os fragmentos da argila com umidade para a estufa, e após seca mediu-se 
sua massa seca. 
Este procedimento foi repetido cinco vezes para obter um valor de umidade 
com maior precisão. O teor de umidade do cilindro, nesta condição, representa o 
limite de plasticidade do solo. 
 
3.2.3 Índice de Plasticidade (IP) 
Então com os procedimentos finalizados, efetuou-se o calculo do índice de 
plasticidade (IP) pela Equação 1. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A massa plástica de argila obtida foi utilizada para determinar o Limite de 
Liquidez com o auxílio do Dispositivo de Casagrande, e também o Limite de 
Plasticidade, utilizando a técnica de Atterberg. 
 
4.1 LIMITE DE LIQUIDEZ 
Para a determinação do Limite de Liquidez foram consideradas cinco 
medições. De acordo com a técnica utilizada, cada amostra de argila necessitou de 
um número de golpes do dispositivo de Casagrande para que fosse novamente 
unida. A tabela abaixo relaciona as amostras, seus pesos úmido e seco, bem como 
9 
 
 
a quantidade de golpes que sofreram. Os dados estão organizados em ordem 
crescente do número de golpes para que seja feito o ajuste linear dos dados. 
 
Tabela 1. Dados coletados para o cálculo do Limite de Liquidez. 
Amostra Golpes Massa úmida (g) Massa seca (g) Umidade 
5 15 4,1667 2,68 55,47% 
3 22 4,1303 2,68 54,12% 
4 25 3,9045 2,56 52,52% 
2 35 2,8315 1,88 50,61% 
1 70 4,9573 3,28 51,14% 
 
Calculando o logaritmo do número de golpes é possível ajustar uma reta que 
relaciona o número de golpes com o teor de umidade na amostra. Tal ajuste [7] pode 
ser verificado no gráfico abaixo: 
 
 
Gráfico 1: Ajuste de reta para o limite de liquidez da argila SV. 
 
Do gráfico acima é possível obter a seguinte equação da reta: 
 
Substituindo o valor do logaritmo de 25 golpes em , é possível determinar o 
Limite de Liquidez para a argila SV. Dessa forma, este limite será de 53,20% 
 
 
y = -0,0678x + 0,6268 
50,00%
51,00%
52,00%
53,00%
54,00%
55,00%
56,00%
1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2
T
e
o
r 
d
e
 U
m
id
a
d
e
 
Log do número de golpes 
Ajuste do Limite de Liquidez 
Função Real
Função Ajustada
10 
 
 
4.2 LIMITE DE PLASTICIDADE 
 
O Limite de Plasticidade é calculado considerando o teor de umidade médio 
obtido durante o ensaio, conforme a massa cerâmica vai sendo enrolada e seca. O 
processo foi realizado em 5 etapas, enumeradas na tabela abaixo: 
 
Tabela 2: Determinação do limite de plasticidade. 
LIMITE DE PLASTICIDADE 
Amostra Massa úmida (g) Massa seca (g) Teor de umidade 
1 1,185 0,87 36,21% 
2 2,398 1,85 29,62% 
3 1,0425 0,82 27,13% 
4 1,099 0,86 27,79% 
5 1,1002 0,85 29,44% 
VALOR MÉDIO 30,04% 
 
Com isso, diz-se que a argila possui um limite de plasticidade de 30,04%. 
 
4.3 ÍNDICE DE PLASTICIDADE 
 
Por fim, o índice de plasticidade é o parâmetro utilizada para classificar e 
comparar a argila quanto ao seu comportamento quando são modificadas as 
quantidades de água. Esse índice leva em conta os dois limites de Atterberg, de 
Liquidez e de Plasticidade. 
 
 
 
Por ter o Índice de Plasticidade maior que 15, a argila SV é considerada 
altamente plástica. 
 
11 
 
 
5 CONCLUSÃO 
 
12 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
[1] Notas de Aula – Mecânica dos Solos. Disponível em: <ftp://ftp.cefetes.br/cursos 
/Transportes/CelioDavilla/Solos/Literatura%20complementar/Notas%20de%20aula/u
nidade_4.pdf>. Acesso em: 27 Maio 2014 
 
[2] Propriedades da Cerâmica. Disponível em: <http://www.arq.ufsc.br/arq5661/Ce 
ramicos/plasticidade.html>. Acesso em 27 Maio 2014 
 
[3] Meira, J. L. M. – “Argilas o que são? Suas propriedades e aplicações. 
 
[4] CORREIA, S.L. et. al., Modelagem estatística da plasticidade Pfefferkorn de 
massas cerâmicas triaxiais utilizando delineamento de misturas em rede 
simplex. In: Congresso brasileiro de Engenharia e ciência dos materiais, 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, p. 542, Novembro, 2002. 
 
[5] LABORATÓRIO DE GEOTECNIA (UFBA). Limites de Atterberg. Disponível 
em:<http://www.geotecnia.ufba.br/?vai=Extens%E3o/Ensaios%20de%20Laborat%F3
rio/Limites%20de%20Atterberg/Limite%20de%20Plasticidade>. Acesso em 27 Maio 
2014 
 
[6] Alves, L. M., Plasticidade e Consistência dos Solos. Disponível em: 
<http://lucasmaximoalves.files.wordpress.com/2010/03/mecsolosiaula4plasticidadeec
onsistenciadosolo.pdf>. Acesso em 27 Maio 2014 
 
[7] IFUSP. Planilha para ajuste de reta pelo método dos mínimos quadrados (v.1.2). 
Stoa Social, 2011. Disponivel em: <http://social.stoa.usp.br/fep0114/planilha-para-
ajuste-de-reta-mmq>.Acesso em: 22 Maio 2014.