Laboratório Ensaio III - Limite de Liquidez e Plasticidade

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Josias Freire de Miranda
Vaguiton Tolentino Aguiar
Ensaio III: LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE
Palmas
2015
Josias Freire de Miranda
Vaguiton Tolentino Aguiar
LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE
Relatório apresentado como requisito parcial da disciplina Mecânica dos Solos do curso de Engenharia Civil do CEULP/ULBRA, orientado pela professora Jacqueline Henrique.
Palmas - TO, 24 de março de 2015
SUMÁRIO
1 - Introdução.........................................................................................pág 4
2 - MATERIAL E MÉTODOS........................................................................pág 4
3 - PREPARO DA AMOSTRA......................................................................pág 4
4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES............................................................pág 7
5 - CONCLUSÃO..........................................................................................pág 9
6 - Referência bibliográfica...........................................................pág 10
1. INTRODUÇÃO
Este é o terceiro ensaio da disciplina de Mecânica dos Solos do curso de Engenharia Civil da turma 0545/2015 e tem por objetivo determinar os Limites de Liquidez e Plasticidade da amostra de solo.
Este ensaio foi aplicado no dia 18 de março de 2015 no laboratório de Materiais e Estruturas do CEULP/Ulbra n°605. Foi nos apresentado os equipamentos, acessórios e materiais que serão utilizados nos ensaios para o limite de liquidez e plasticidade de solo.
A consistência do solo está entre as características mais importantes no estudos da engenharia. Ela determina o comportamento do solo ante determinadas tensões e deformações. Segundo SOUZA & RAFFUL, 2000, grau de consistência do solo, exerce considerável influência sobre o regime de água no mesmo, afetando a condutividade hidráulica e permitindo fazer-se inferências sobre a curva de umidade. O fator de consistência também é determinante na resistência do solo à penetração e na compactação e seu conhecimento possibilita a determinação do momento adequado do uso de técnicas que favoreçam um bom manejo do solo, propiciando melhor conservação do mesmo, além de diminuir a demanda energética nas operações mecanizadas.
Em estudos geotécnicos, a correlação entre o limite de liquidez e o limite de plasticidade, tem grande aplicação em avaliações de solo para uso em fundações, construções de estradas e estruturas para armazenamento e retenção de água (Mbagwu & Abeh apud SOUZA & RAFFUL,2000).
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1.Materiais utilizados em Ensaio do Limite de Plasticidade
• Cápsula de porcelana;
• Estufa;
• Espátula;
• Placa de vidro fosco;
• Balança com resolução 0,01g;
• Gabarito (prego);
• Cápsulas.
2.2.Ensaio de do Limite de Liquidez
• Estufa;
• Cápsula de porcelana;
• Espátula;
• Cinzel com gabarito de 1 cm;
• Balança de precisão 0,01g;
• Gabarito para verificação de altura de queda da concha;
• Aparelho de Casagrande.
3. PREPARO DAS AMOSTRAS
Para preparo das amostras segue-se a norma da NBR 6457, item 5.1.3, onde descreve sobre preparação de amostras para ensaios Limites de Plasticidade e Liquidez. Para início, foi coletado uma certa quantidade de amostra de solo, logo após, desmanchou-se os torrões para haver uma homogenização.
Após a coleta e homogenização da amostra, fez-se o peneiramento na malha 0,42 m de uma fração da amostra. A partir desse peneiramento retirou-se 200 g de solo que passou na malha para ser utilizada nos demais ensaios e a pesagem das cápsulas em número de cinco unidades.
3.1.Ensaio de Determinação do Limite de Plasticidade
Para maior precisão e cuidado do ensaio foi necessário que segurasse a concha do aparelho de Casagrande com a palma das mãos por baixo. Após isso transferiu-se parte da amostra para concha moldando-a para que a parte central obtenha a espessura de 1cm. Essa espessura foi medida através de um gabarito (no caso já contido no cinzel).
Com auxílio do cinzel fez-se uma ranhura na parte simétrica da amostra. Logo após encostou-se a concha sobre a plataforma de apoio.
Com isso fez-se uma sequência uniforme de giros no apoio do aparelho. O processo manteve-se constante até que as duas partes de solo entrem em contato com 1,3 cm. A quantidade de giros foi contada e anotada. Retirou-se parte da amostra que se contatou e coloca-se na cápsula onde é pesada e que logo após foi colocada na estufa. O processo foi repetido por cinco vezes, claro que fica evidente sua precisão com um maior número ensaios. A partir dos dados obtidos calculou-se o Índice e o Limite de plasticidade.
3.2.Ensaio de Determinação do Limite de liquidez
Após o ensaio de determinação do teor de liquidez a amostra que sobrou foi utilizada para o ensaio de determinação de teor de plasticidade.
O processo inicializou-se retirando uma porção da amostra e fez-se a modelagem do mesmo semelhante a uma bola pequena. Essa amostra foi colocada no recipiente de vidro-fosco e com a palma da mão aplicou-se uma pressão para que a amostra tome a forma achatada.
Com auxílio da espátula retirou-se a primeira parte que é devolvida à amostra inicial. Logo após retirou-se outra amostra suficiente para que através de movimento com a palma das mãos possa ter seu formato alterado para cilíndrico, sendo o diâmetro maior que o gabarito (molde).
Fez-se movimentos de vai e vem sobre a amostra com a palma das mãos aplicando-se uma certa pressão para que se diminua o diâmetro do cilindro e quando atingisse a espessura semelhante e quando sentiu-se semelhança entre os diâmetros da amostra e do gabarito para-se de aplicar força e somente foi passado suavemente a mão sobre a amostra para que o vidro fosco absorvesse a água.
Em minutos a amostra começou-se a se romper. Para que interrompesse o ensaio foi necessário esperar que a amostra dividisse-se em três partes. Quando ocorrido colocou-se rapidamente a amostra na cápsula, pesou-se e colocou-a na estufa nas temperaturas variantes entre 60 e 65ºC durante 24 horas.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1. Limite de Liquidez
Seguindo o padrão de ensaio estabelecidos na norma NBR 6459 para o cálculo do Limite de Liquidez e umidade do solo, utilizou-se da Fórmula abaixo:
Umidade - h (%) = Ma / Ms x 100 (1)
Limite Liquidez (%) = h / 1,419 - 0,3 Log N (2)
Onde :
h = Umidade do solo; N = Número de golpes no solo;.Ma = Massa da água; Ms = Massa do solo seco.
A partir disso, calcula-se o teor de umidade (fórmula 1) para cada amostra e se obtêm os valores estabelecidos na Tabela 1.
	Tabela 01 - Quadro para o cálculo de Limite de Liquidez (LL)
	
	
	
	
	
	
	
	N° Cáp.
	1
	2
	3
	4
	5
	
	C + S + A (g)
	53,60
	49,50
	52,50
	48,90
	50,00
	
	C + S (g)
	47,60
	42,00
	43,40
	37,90
	36,70
	
	Cáp. (g)
	16,80
	17,40
	16,60
	17,30
	17,00
	
	N° Golpes
	40
	34
	28
	22
	16
	
	Ma
	6,00
	7,50
	9,10
	11,00
	13,30
	
	Ms
	30,80
	24,60
	26,80
	20,60
	19,70
	
	Log
	0,94
	0,96
	0,98
	1,02
	1,06
	
	h (%)
	19,48
	30,49
	33,96
	53,40
	67,51
	
	Liquidez (LL)
	20,76
	31,77
	34,48
	52,54
	63,83
	
	
	
	
	
	
	Limite de Liquidez (Média - h%)
	40,68
	Cap - Cápsula; S - Solo; A - Água; h - Umidade; Ma - Massa de Água; Ms - Massa de Solo seco
	
	
	
	
	
Gráfico 1- Valores do cálculo de Limite de liquidez
 (
Número de Golpes
) (
Teor de 
Umidade
 (%)
)
Gráfico 1- Valores esboços no gráfico
Com o decorrer do ensaio presenciou-se que a amostra possuía Limite de liquidez. Esboçando-se o gráfico entre o teor de umidade X número de golpes verifica-se que para o valor de 25 golpes estabelecidos pela norma obtêm-se o valor de 43,51% (LL). Numericamente o valor simboliza-se o limite de liquidez da amostra. O gráfico também mostra a faixa de precisão abaixo do ideal, atingindo 48,26%, isto devido a amostra n°03 apresentar distorção de alinhamento na reta do gráfico. Com isto sugere-se o alinhamento da amostra n°03 alinhando-se com as demais. Para ocorrer o alinhamento da amostra foi retirado 1,3g de solo, conforme mostra o gráfico 2. Com a correção da amostra, o gráfico melhorou afaixa de precisão, atingindo 89,26%.
Y - Yo = m (X - Xo)		m = 52,54 - 34,48/28 - 22		m = 18,06/6 
m = 3,01	m = Y - Yo/X - Xo	3,01 = Y - 34,48/25 - 22	Y = 43,51
Gráfico 2- Valores do cálculo de Limite de liquidez corrigido.
4.2. Limite de Plasticidade
 (
Teor de 
Umidade
 (%)
) (
Número de Golpes
)
A NBR 7180 estabelece que para cálculo do limite de plasticidade padroniza-se a fórmula abaixo utilizada anteriormente. Com os cálculos obteve-se os valores descritos na Tabela 2. Logo após tira-se a média entre os valores calculados.
	Tabela 02 - Quadro para o cálculo de Limite Plasticidade (LP)
	
	
	
	
	
	
	
	N° Cáp.
	1
	2
	3
	4
	5
	
	C + S + A (g)
	9,50
	10,20
	9,10
	9,60
	9,50
	
	C + S (g)
	9,30
	9,95
	8,90
	9,35
	9,25
	
	Cáp. (g)
	8,10
	8,60
	7,70
	8,40
	8,10
	
	h (%)
	16,67
	18,52
	16,67
	26,32
	21,74
	
	Ma
	0,20
	0,25
	0,20
	0,25
	0,25
	
	Ms
	1,20
	1,35
	1,20
	0,95
	1,15
	
	5% a mais de tolerância
	20,98
	19,98
	5% a menos de tolerância
	18,99
	
	Status
	Fora
	Fora
	Fora
	Fora
	Fora
	
	
	
	
	
	
	
	
De acordo com as exigências da norma o valor da média em 19,98% de limite de plasticidade, quando comparado 5% acima e abaixo desta média, todas as amostras ficaram fora desta faixa de tolerância, em que a norma ainda tolera duas amostras fora como aceitação de um todo.
Portanto deve-se fazer outras medições para o Limite de Plasticidade para atender a Norma NBR 7180.
5. REFERÊNCIA
· Orientação da Professora Jacqueline e Miller.
· http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAYbsAG/relatorio-limite-plasticidade-limite-liquidez?part=2. Acesso em 24/03/2015.
Umidade (%)	40	34	28	22	16	19.480519480519479	30.487804878048781	40.784313725490193	53.398058252427198	67.512690355329909	
Limite Liquidez (L	L)	40	34	28	22	16	20.759690005254615	31.772814255201567	34.47746820669115	52.543015476113716	63.825853425934135	
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