Relatório Limite de Liquidez e Plasticidade

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CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA 
FACULDADE DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
Mecânica dos Solos I 
Relatório 4 – Limites de Consistência 
 
 
 
 
 
Docente: Prof. Dr. José Augusto de Lollo 
Discentes: Daniel Oliveira de Azevedo Sampaio 161051456 
Flávio Menegueço Bezerra 162054521 
Guilherme Vidal Wagner 161050425 
Igor Costa Marin 171053591 
Murilo Baldoino Lima 152053069 
 Yves Higa de Aveiro 161051561 
 
 
 
 
Ilha Solteira - SP 
Abril/2018
Sumário 
 
1. Introdução ................................................................................................. 3 
 1.1. Introdução Teórica ............................................................................ 3 
 1.2. Objetivo ............................................................................................. 4 
 
2. Materiais e Métodos ............................................................................... 4 
 2.1. Materiais Utilizados ........................................................................... 4 
2.2. Procedimento Experimental .............................................................. 5 
 
3. Resultados e Discussões ..................................................................... 6 
 
4. Conclusão .................................................................................................. 8 
 
5. Referências Bibliográficas ................................................................... 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Introdução 
1.1 Introdução Teórica 
 Uma importante propriedade do solo é a plasticidade, que, segundo 
Bueno e Vilar (1979), é a capacidade que o solo possui de sofrer deformações 
rápidas, sem que haja ruptura e uma variação considerável de volume. Para que 
essa propriedade tenha efeito é necessário que o solo contenha uma quantidade 
suficiente de água, permitindo que as partículas mais finas do solo, por 
possuírem forma lamelar, deslizem umas sobre as outras. Podemos dizer que a 
plasticidade está relacionada aos solos finos, aos argilominerais e à quantidade 
de água no solo. 
 Com isso, podem haver diversos estados de consistência do solo, em 
função da quantidade de água presente. Esses estados estão apresentados na 
figura a seguir. 
Figura 1 – Estados de consistência do solo 
 
Fonte: Lollo (2018) 
 
 A passagem de um estado para o outro não ocorre de repente, é gradual, 
sendo uma tarefa árdua determinar um critério para definir os limites entre eles. 
Assim sendo, os limites são determinados de forma arbitrária, através de ensaios 
padronizados. São três os limites de consistência, ou limites de Atterberg, que 
foi o percursor na tentativa de estabelecer os mesmos. 
 A fronteira entre o estado líquido e o estado plástico é chamado de limite 
de liquidez (LL), e sua obtenção foi padronizada por Arthur Casagrande. 
 O limite entre o estado plástico e o estado semi-sólido é chamado de limite 
de plasticidade (LP). 
 O teor de umidade que divide os estados semi-sólido e sólido é conhecido 
como limite de contração. Este limite não será alvo de estudo deste relatório. 
 
 
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 Em função dos limites de consistência, são calculados vários índices, 
conhecidos como índices de consistência, dos quais podemos destacar dois, por 
sua maior utilização na prática: o índice de plasticidade (IP) e o índice de 
consistência (IC). 
 O índice de plasticidade procura medir o quão plástico é o solo e, 
fisicamente, representa a quantidade de água necessária a acrescentar ao solo 
para que este passe do estado plástico para o líquido. É definido pela NBR 7180 
(1984) como a diferença entre o limite de liquidez e o de plasticidade. 
 O índice de consistência (IC) procura situar o teor de umidade do solo 
dentro do intervalo de interesse para a utilização na prática, ou seja, entre o limite 
de liquidez e o de plasticidade. O índice de consistência será calculado neste 
relatório para fins didáticos, porém tem-se notado que este índice não 
acompanha fielmente as variações de consistência do solo, o que está 
ocasionando um gradual desuso do mesmo. 
 
1.2. Objetivo 
 Determinar os limites de consistência do solo. 
 
2. Materiais e Métodos 
2.1. Materiais Utilizados 
 Para os ensaios de limite de liquidez e plasticidade, foram utilizados os 
seguintes materiais: 
• Amostra de solo; 
• Estufa com termostato; 
• Cápsulas de alumínio; 
• Espátula de metal; 
• Balança digital (precisão de 0,01g); 
• Água destilada; 
• Aparelho de Casagrande; 
• Cinzel de Casagrande; 
• Placa de vidro com uma face esmerilhada; 
• Cilindro comparador com diâmetro de 3 mm; 
• Bastonete metálico. 
 
 
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2.2. Procedimento Experimental 
Para o ensaio de determinação do limite de liquidez, uma fração do solo 
designado ao grupo foi peneirada na peneira #40 e colocada sobre a placa de vidro. 
Em seguida, foi adicionada água destilada até um limite determinado pelo grupo. 
Com a espátula, foi realizada a mistura entre a amostra de solo e a água destilada, 
até formar uma espécie de pasta, e este material foi depositado de maneira 
uniforme no aparelho de Casagrande, ocupando quase totalmente a sua seção. 
Depositada a pasta, uma ranhura foi feita na mesma, por meio do cinzel de 
Casagrande. Logo após, com uma velocidade de cerca de duas rotações por 
segundo, foram realizados golpes no material, até que houvesse uma interação 
entre as seções separadas pela ranhura, e o número de golpes foi contado. Por 
fim, uma amostra do material submetido ao processo foi alocada em uma cápsula, 
sendo determinada a massa úmida da amostra e, posteriormente, após a locação 
da mesma em uma estufa por 48 horas, a massa seca também foi obtida. O ensaio 
foi repetido 5 vezes, com diferentes umidades para a amostra de solo, sendo 
anotado o número de golpes em todos eles e os valores das massas para posterior 
determinação dos teores de umidade. 
 Para o ensaio de determinação do limite de plasticidade, uma fração do solo 
designado ao grupo foi peneirada na peneira #40 e colocada sobre a placa de vidro. 
Em seguida, foi adicionada água, formando, assim como no ensaio do limite de 
liquidez, uma pasta. 
 Com a palma das mãos, uma espécie de cilindro foi formado, por meio de 
movimentos de rolamentos com a pasta, até esta apresentar rachaduras em seu 
corpo, além de atingir dimensões semelhantes ao bastonete metálico recebido, de 
certa de 3 mm de diâmetro. Realizado o processo, uma fração da amostra 
(bastonete) foi separada e colocada em uma cápsula, a qual teve sua massa 
determinada (massa úmida), e, após um período de 48 horas na estufa, a massa 
seca. O processo foi repetido 3 vezes para diferentes umidades, que foram 
calculadas posteriormente. 
 
 
 
 
 
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3. Resultados e Discussões 
 O primeiro limite determinado foi o limite de liquidez, após as amostras de 
solo que tinham sido deixadas secando na estufa serem pesadas na balança 
digital. Os dados obtidos em todas as pesagens, a contagem do número de 
golpes e os valores das taras das capsulas estão apresentados na tabela a 
seguir. 
Tabela 1 – Dados para determinação do limite de liquidez 
Cápsula P06 P28 P48 P56 P68 
Amostra Úmida + Tara (g) 31,99 25,72 36,97 15,06 20,86 
Amostra Seca + Tara (g) 28,69 23,36 33,27 14,12 18,86 
Água (g) 3,30 2,36 3,70 0,94 2,00 
Solo (g) 16,94 10,31 18,12 4,38 8,95 
Tara (g) 11,75 13,05 15,15 9,74 9,91 
Umidade % 19,5 22,9 20,4 21,5 22,3 
Número de Golpes 60 22 21 50 19 
Fonte: Próprio Autor 
 Com os dados da tabela 1, é possível construir um gráfico relacionando 
teores de umidade, em escala aritmética (nas ordenadas), com o número de 
golpes, em escala logarítmica (nas abscissas). O teor de umidade 
correspondente a 25 golpes, obtido por interpolação linear é o limite de liquidez 
(LL), que deve ser dado em porcentagem e aproximado para o número inteiro 
mais próximo, segundoa NBR 6459 (1984). 
Gráfico 1 – Limite de Liquidez
 
Fonte: Próprio Autor 
𝑳𝑳 = 𝟐𝟐% 
 
 
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O segundo ensaio realizado foi o de determinação do limite de 
plasticidade, após as amostras que tinham sido deixadas secando na estufa, 
provenientes dos cilindros de solo realizados pelo grupo, serem pesadas na 
balança digital. Os dados obtidos em todas as pesagens e os valores das taras 
das capsulas estão apresentados na tabela a seguir. 
 
Tabela 2 – Dados para determinação do limite de plasticidade 
Cápsula P46 P55 P64 
S + A + T (g) 14,78 10,68 11,21 
S + T (g) 14,68 10,60 11,19 
Água (g) 0,10 0,08 0,02 
Solo (g) 0,41 0,49 0,31 
Tara (g) 14,27 10,11 10,88 
Umidade % 24,4 16,3 6,5 
Fonte: Próprio Autor 
 
 Com os dados da tabela 2, é possível encontrar o limite de plasticidade 
(LP) do solo, que, segundo a NBR 7180 (1984), é dado pela média dos teores 
de umidade encontrados, em porcentagem e aproximado para o número inteiro 
mais próximo. 
𝐿𝑃 =
𝑤46 + 𝑤55 + 𝑤64
3
 
𝑳𝑷 = 𝟏𝟔% 
 Para considerar os valores de umidade satisfatórios, ainda segundo a 
NBR 7180 (1984), estes não devem variar mais do que 5% da média, o que 
aconteceu nesse experimento. Caso o limite de plasticidade tenha uma grande 
importância para o projeto da obra, o recomendado seria refazer este ensaio 
para encontrar valores mais precisos, mas para fins de aprendizado, serão 
mantidos os valores e calculados os índices de consistência do solo com os 
limites encontrados. 
 O índice de plasticidade do solo, segundo a NBR 7180 (1984) é calculado 
através da seguinte fórmula: 
𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 
𝑰𝑷 = 𝟔% 
 
 
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 O índice de consistência, segundo Bueno e Vilar (1979), é encontrado em 
função do teor de umidade natural do solo (𝑤 = 1,12%, encontrado no relatório 
anterior) e dos limites de liquidez e plasticidade, através da seguinte fórmula: 
𝐼𝐶 =
𝐿𝐿 − 𝑤
𝐿𝐿 − 𝐿𝑃
 
𝑰𝑪 = 𝟑, 𝟒𝟖 
 De acordo com Caputo (1988), é possível classificar o solo em relação 
aos índices de plasticidade e consistência, como apresentados nas figuras 2 e 
3. 
Figura 2 – Classificação dos solos de acordo com o índice de plasticidade 
 
Fonte: Caputo (1988) 
 
Figura 3 - Classificação das argilas de acordo com o índice de consistência 
 
Fonte: Caputo (1988) 
 
 Observando as figuras e os valores obtidos, podemos classificar o solo 
ensaiado como fracamente plástico, e sua parcela argilosa como dura. 
 
4. Conclusão 
 Os ensaios realizados pelo grupo tiveram como objetivo a determinação 
dos limites de consistência do solo recebido em aula. O primeiro ensaio, 
utilizando o aparelho de Casagrande, cuja finalidade era determinar o limite de 
liquidez apresentou um valor de 22%. Já o ensaio para determinação do limite 
de plasticidade apresentou o valor de 16%, mas caso esse índice fosse ser 
utilizado em um projeto real, o ensaio deveria ser realizado novamente, por não 
atender a determinação da NBR 7180 (1984), que diz que os valores de umidade 
utilizados não podem variar mais que 5% da média. 
 
 
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 Com esses limites foi possível determinar os índices de plasticidade e 
consistência, que apresentaram os valores de 6% e 3,48 respectivamente. Com 
esses índices é possível classificar o solo ensaiado como fracamente plástico, e 
sua parcela argilosa como dura, segundo Caputo (1988). Analisando os 
resultados, conclui-se que o grupo apresentou resultados aceitáveis para os 
ensaios realizados. 
 
5. Referências Bibliográficas 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostras de 
solo - Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. 
Rio de Janeiro, 1986. 9 p. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo - 
Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 1984. 6 p. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo – 
Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 1984. 3 p. 
 
BUENO, Benedito de Souza; VILAR, Orencio Monje. Mecânica dos Solos. São 
Carlos/Viçosa: 1979. 
 
CAPUTO, H. P. Mecânica dos solos e suas aplicações - Fundamentos. Vol. 
1. 6. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos - LTC, 1988. 234p. 
 
LOLLO, José Augusto de. CONCEITOS FUNDAMENTAIS. Ilha Solteira, 2018. 
5 slides. 
 
ROTEIRO: Limites de Liquidez e Plasticidade. UDESC. Disponível em: 
<http://www.joinville.udesc.br/portal/departamentos/dec/labmes/arquivos/Roteir
o - ENSAIO LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE.pdf>. Acesso em: 09 abr. 
2018.