Estrutura Das Argilas E Classificação Dos Solos

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Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 
 
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Mecânica dos Solos A 
Estrutura das argilas 
PRINCIPAIS GRUPOS DE ARGILOMINERAIS 
 Grupo das caulinitas (alumínio hidratado): 
 Esmectita 
 Alta absorção de água e expansão 
 Cor esverdeada 
 Grupo das montmorilonitas (óxido de ferro): 
 Candita 
 Cor esverdeada 
 Elevada expansão (20x) 
 Bentonita 
 Grupo das ilitas (grupo das micas e rica Si): 
 Caulinita 
 Mica não expansiva 
 Branco acinzentado ou prateado 
 Grupo das cloritas (silicato de magnésio): 
 Clorite 
 Esverdeado (raramente vermelho) 
 Lamelares 
 
A CLASSIFICAÇÃO DOS ARGILOMINERAIS 
DEPENDE 
 Da estrutura cristalina 
 Propriedades semelhantes 
 
PRINCIPAIS GRUPOS DE ARGILOMINERAIS 
 Caulinita 
 Ilita 
 Montmorilonita 
 
ESTRUTURA DOS ARGILOMINERAIS 
 A estrutura dos argilominerais é constituída, em sua 
essência, de camadas de sílica e camadas de gibsita 
(hidróxido de alumínio) 
 A unidade cristalina da sílica é um tetraedro: 
cujos vértices são ocupados por oxigênio e em 
cujo centro há um silício 
 
 
 A unidade cristalina da gibsita é um octaedro: os 
vértices são ocupados por hidroxilas e o centro 
pelo alumínio 
 
CAULINITA – ARGILOMINERAL 1:1 
 Uma camada de tetraedros + uma camada de 
octaedros 
 Substituição parcial de (OH) por O dos vértices 
dos tetraedros 
 Ligações de H são fracas, mas fortes o suficiente 
para evitar a penetração de água entre as 
unidades estruturais 
 Pequena expansão 
 Difícil dispersão em água 
 Baixa plasticidade 
 Frequentemente as caulinitas são constituídas 
por 6 unidades estruturais 
 
 
 
 
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MONTMORILONITA – ARGILOMINERAL 2:1 
 Uma camada de octaedros de gibsita entre duas 
camadas de tetraedros de sílica 
 O Al dos octaedros são substituídos parcialmente ou 
total por Mg ou Fe 
 Ocorre substituição  excesso de carga (camada 
interna) 
 Apresentam moléculas de H2O entre as unidades 
estruturais 
 A água penetra facilmente entre as camadas 
estruturais: 
 Fácil dispersão na água 
 Grande expansão 
 Alta plasticidade 
 Grande capacidade de absorção de água 
 A estrutura das montmorilonitas caracteriza – se por 
apresentar moléculas de água entre as unidades 
estruturais 
 
 
ILITA – ARGILOMINERAL 2:1 
 Estrutura semelhante à da montmorilonitas, mas com 
substituição parcial de átomos de Si por Al nos 
tetraedros 
 Possuem cargas negativas nas superfícies das unidades 
estruturais: 
 Valências livres nas camadas externas que podem ser 
neutralizadas por cátion K 
 Permitem entrada de água  comportamento ≈ a 
montmorilonita 
 A unidade estrutural básica das ilitas é a mesma das 
montmorilonitas: 
 Apenas, nas ilitas, os átomos de silício das camadas de 
sílica são substituídos parcialmente por alumínio 
 Há, portanto, valências livres nas camadas 
limítrofes das unidades estruturais, que são 
neutralizadas por cátions de K, dispostos entre 
as unidades superpostas 
 
 
Classificação dos solos 
ORIGEM DOS SOLOS 
 Residuais 
 Transportados/ sedimentares 
 Orgânicos 
 
CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA 
 Solos zonais 
 Solos intrazonais 
 Solos azonais 
 
COM BASE NA TEXTURA 
 Tamanho das partículas 
 
CLASSIFICAÇÃO VISUAL E TÁCTIL 
 Exame visual e ensaios simples 
 
GEOTÉCNICA 
 SUCS 
 HRB/ AASHTO 
 MCT 
 
 
 
 
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PROPRIEDADES 
 Textura 
 Composição granulométrica 
 Plasticidade 
 Consistência 
 Compacidade 
 Estrutura 
 Forma dos grãos 
 Cor 
 Cheiro 
 Presença de outros materiais 
 
TEXTURA E DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA 
 Grossos: + 50% dos grãos visíveis a olho nu 
 Areias e pedregulhos 
 A textura pode revelar propriedades físicas 
 Finos: + 50% dos grãos não visíveis a olho nu 
 A textura tem pouca importância 
 
CLASSIFICAÇÃO TEXTURAL 
 A partir da curva granulométrica 
 % passa x diâmetro 
 Frações: 
 Pedregulhos 
 Areia (G, M, F) 
 Silte 
 Argila 
 Ex 1.: 
 Pedregulho = 3% 
 Areia = 52% (g = 3%, m = 6% e f = 46%) 
 Silte = 46% 
 Argila = 2% 
Areia fina siltosa 
 
 Ex 2: 
 Pedregulho = 0% 
 Areia = 50% (f e g = 0%) 
 Silte = 23% 
 Argila = 27% 
Areia média argilo – siltosa 
 
CLASSIFICAÇÃO TRILINEAR 
 Utilizada na agronomia e ciência do solo 
 Classificação textural 
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 Franco implica em predomínio 
 Franco argiloso = predomina argila 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO HRB/ AASHTO 
 Highway Research Board / American Association 
State Highway Officials 
 Utilizada no meio rodoviário 
 É função: granulometria, limites e índice de 
plasticidade ( I P) 
 Solos Grossos (PP#200 < 35%) 
 Grupo A1: solos granulares sem finos 
 Grupo A2: solos granulares com finos 
 
 Grupo A3: areias finas 
 Solos Finos (PP#200 < 35%) 
 Grupo A4: solos siltosos (baixa compressibilidade 
LL < 40%) 
 Grupo A5: solos siltosos (alta compressibilidade 
LL > 40%) 
 Grupo A6: argilas siltosas medianamente plásticas 
(baixa compressibilidade) 
 Grupo A7: argilas plásticas (alta 
compressibilidade) 
 
 Nessa classificação foi adicionado outro 
parâmetro: IG = índice de Grupo 
 I G  define a capacidade de suporte do terreno 
de fundação de um pavimento 
 
 
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 N° 10 – 2,00 mm 
 N° 40 – 0,425 mm 
 N° 200 – 0,075 mm 
 
 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO SUCS 
 Sistema Unificado de Classificação dos Solos 
(ASTM, 1983) 
 Sistema idealizado por Arthur Casagrande 
 Inicialmente adotado para classificação de solos 
para construção de aeroportos (atualmente 
barragens de solo) 
 Depende: da Granulometria, dos Limites, do 
Índice de Plasticidade 
 Classificação dos solos: 
 Solos grossos 
 Solos finos 
 Solos orgânicos 
 Cada tipo de solo tem um símbolo e um nome 
(prefixo e sufixo) 
 Os nomes dos grupos são caracterizados por 
um par de letras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Solo orgânico: 
 Norma americana 
 LLseca (amostra em estufa) < 75% LLnat (natural) 
 Colocado em mufla a 440°C – determina – se o teor 
de matéria orgânica 
 1 - Válido para material passando na peneira de 75mm 
abertura 
 2 – Se a amostra contém seixos e matacões 
acrescentar “com seixos e matacões”, ao nome do 
grupo para Pp, 200 entre 5 – 12% exigem símbolo 
duplo 
 3 – Pedregulhos 
 
 
 4 – Areias 
 
 5 – Se % areia ≥ 15, acrescentar “com areia” 
 6 – Se finos CL – ML  usar símbolo duplo: 
GC – GH; SC - SH 
 7 – Se finos são orgânicos, acrescentar “com finos 
orgânicos” 
 
 8 – Se % Pedregulho ≥ 15, acrescentar “com 
pedregulhos” 
 9 – Se pontos estão na área hachurada  
 CL – ML (argila – siltosa) 
 10 – Se Pr, 200: 15 – 29%, por “com areia” ou 
“com pedregulho” 
 11 - % pedregulho < 15% acrescentar arenoso 
 12 - % areia < 15% acrescentar pedregulho 
𝐶𝑢 = 
𝐷60
𝐷10
 
 13 – Para I P > 4 e pontos sobre ou acima da 
linha A 
 14 – Para I P < 4 ou pontos abaixo da linha A 
 15 – Para pontos sobre ou acima da linha A 
 16 – Para pontos abaixo da linha A 
 
 
 
 
 
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MCT 
 Nogami e Villibor 
 Estuda de solos tropicais 
 Baseada em propriedades mecânicas e hídricas obtidas 
de corpos de prova (CP) compactados com dimensões 
reduzidas 
 Possibilita separar os solos tropicais em duas grandes 
classes: 
 Os de comportamento laterítico 
 Os de comportamento não lateríticos (saprolíticos) 
 Solos lateríticos: Later = tijolo (latim) 
 Solos superficiais 
 Típicos das partes com boas condições de drenagem 
das regiões tropicais úmidas 
 Resultantes de uma transformação da parte superior 
do subsolo pela atuação do intemperismo 
 Solos de comportamento laterítico  designados pela 
letra “L” 
 
 
 Solos saprolíticos: 
 sapro = podre (grego) 
 São residuais 
 Resultam da decomposição e/ou desagregação in situ 
da rocha matriz pela ação das intempéries (chuvas, 
insolação, geadas) 
 Mantém de maneira nítida a estrutura da rocha que lhe 
deu origem 
 Solos de comportamento não laterítico (saprolíticos) 
designados pela letra “N”: 
 Determinação de ensaios: compactação Mini – MCV e 
perda de massa por imersão 
 
 
ATIVIDADE DA ARGILA – ÍNDICE DE 
ATIVIDADE 
 Influência da parcela da argila no solo 
 Ela depende do percentual de areia e da 
composição argilo – mineral 
 
𝐼𝑎 = 
𝐼𝑃
% 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎