Faculdade de Tecnologia e Ciências Engenharia Civil
Relatório de ensaios: Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade
Jequié-BA, Junho de 2017
Faculdade de Tecnologia e Ciências Engenharia Civil
Cleber dos Santos Correia
Relatório de ensaios: Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade
Relatório
a
apresentado
ao
Curso
de
Engenharia Civil, da Faculdade de Tecnologia e
Ciências
como
requisito
parcial
de
Avaliação da II unidade da disciplina de Mecânica dos Solos I. Orientação: Prof.ª Lanara Maria.
Jequié-BA, Junho de 2017 2
SUMÁRIO 1.
Introdução_________________________________________________4
2.
Objetivo____________________________________________________4 2.1. Objetivo geral____________________________________________4 2.2. Objetivo especifico________________________________________4
3.
Materiais e Métodos _________________________________________4 3.1. Materiais utilizados _______________________________________5 3.1.1. Ensaio do Limite de Plasticidade ___________________________5 3.1.2. Ensaio de do Limite de Liquidez ___________________________5
3.2.
Procedimento Experimental____________________________________5 3.2.1. Preparação da Amostra__________________________________5 3.2.2. Limite de Liquidez______________________________________6 3.2.3. 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________________________________________________10
5.
Cálculos_________________________________________________10 5.1. Cálculo da determinação do limite de liquidez_________________11 5.2. Cálculo da determinação do limite de plasticidade e do índice e plasticidade________________________________________________12
6.
Resultados________________________________________________12
7.
Conclusão _______________________________________________13
8.
Referências_______________________________________________14
3
1. Introdução
O Limite de Liquidez (LL) é definido como a umidade abaixo da qual o solo se comporta como material plástico; é a umidade de transição entre os estados líquido e plástico do solo. Experimentalmente corresponde ao teor de umidade com que o solo fecha certa ranhura sob o impacto de 25 golpes do aparelho de Casagrande. O Limite de Plasticidade (LP) é tido como o teor de umidade em que o solo deixa de ser plástico, tornando-se quebradiço; é a umidade de transição entre os estados plástico e semissólido do solo. Em laboratório o LP é obtido determinandose o teor de umidade no qual um cilindro de um solo com 3 mm de diâmetro apresenta-se fissuras. A obtenção dos limites de consistência ou limites de Atterberg do solo permite estimar, através da carta de plasticidade, suas propriedades, principalmente no tocante a granulométrica e compressibilidade. 2. Objetivo 2.1. Objetivo geral
O relatório em questão possui dois objetivos:
Determinar o limite de liquidez, baseado na NBR 6459 (1984);
Determinar o limite de plasticidade; e o índice de plasticidade, baseado na NBR 7180 (1987).
2.2. Objetivo especifico
Proceder a realização dos ensaios de limites de Atterberg visando obter os valores do LL e do LP do solo ensaiado. 3. Materiais e métodos
Serão apresentados os processos e as ferramentas utilizadas para a elaboração deste trabalho, assim como a metodologia aplicada para a sua elaboração.
4
3.1. Materiais utilizados
Os principais equipamentos e utensílios utilizados nos ensaios são: 3.1.1. Ensaio do Limite de Plasticidade
Peneira #40
Recipiente de porcelana
Garrafa plástica com água destilada
Estufa
Espátula
Placa de vidro fosco
Balança com resolução 0,01g
Cápsulas de alumínio
3.1.2. Ensaio de do Limite de Liquidez
Peneira #40
Recipiente de porcelana
Garrafa plástica com água destilada
Estufa
Recipiente de alumínio
Espátula
Cinzel com gabarito de 1 cm
Balança de precisão 0,01 g
Gabarito para verificação de altura de queda da concha
Aparelho de Casagrande
3.2. Procedimento Experimental 3.2.1. Preparação da Amostra
Para preparo das amostras segue-se a norma da NBR 6457, onde descreve a sobre preparação de amostras para ensaios Limites de Plasticidade (LP) e Liquidez (LL).
Para início, coleta-se certa quantidade de amostra de solo, logo após
desmancha-se os torrões para haver uma homogeneização. Separa-se de 150 a 200 5
gramas de material seco que passa na peneira #40 (0,42mm), para ser utilizada nos demais ensaios.
3.2.2. Limite de Liquidez
Coloca-se parte da amostra no recipiente de alumínio e aos poucos se adiciona água até a homogeneização da massa;
Passa-se para a concha do aparelho de Casagrande certa quantidade dessa massa aplainando-a com a espátula, de tal forma que a parte central fique com 1 cm de espessura;
Faz-se com o cinzel uma ranhura no meio da massa, no sentido do maior comprimento do aparelho;
Gira-se a manivela à razão de duas voltas por segundo, contando o número de golpes até que se constate o fechamento da ranhura num comprimento de 1,2 cm quando se deve parar a operação; 6
Retira-se uma pequena quantidade do material no local onde as bordas da ranhura se tocaram para a determinação da umidade;
Transfere-se o material de volta ao recipiente de alumínio, adicionam-se mais um pouco d’água e repete-se o processo por mais quatro vezes, no mínimo.
3.2.3. Limite de Plasticidade
Coloca-se parte da amostra no recipiente de alumínio e vai-se adicionando água até a homogeneização da massa;
Molda-se certa quantidade da massa em forma elipsoidal rolando-a em seguida sobre a placa de vidro, até que fissure em pequenos fragmentos quando essa atingir dimensões de 3 mm de diâmetro e 10 cm de comprimento;
Coletam-se alguns fragmentos fissurados para a determinação da umidade; 7
Repete-se o processo no mínimo por mais quatro vezes.
4. Resultados
Serão demonstrados os resultados obtidos com os dois procedimentos experimentais. 4.1. 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 M assa 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 I. 8
Tabela I - Limite de Liquidez do Solo Limite de Liquidez (LL) Determinação #
1
2
3
4
5
Cápsula #
16
17
18
19
20
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)
24,40
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
31
24
18
12
25,78
34,45
36,88
53,19
55,35
Limite de Liquidez (%) Média Limite de Liquidez (%)
41,13
Devido à obtenção dos dados mencionados anteriormente, fora possível construir a tabela II “Número de Golpes X Teor de Umidade (%)”. No qual também foi aplicado um juste 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 I. Tabela II – Número de Golpes X Teor de Umidade (%) Limite de Liquidez do Solo
9
4.2.
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 I. 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 III - Limite de Plasticidade do Solo Limite de Plasticidade (LP) Determinação #
1
2
3
4
5
Cápsula #
16
17
18
19
20
Massa Solo Úmido + Cápsula (g)
10,30
10,50
11,00
10,00
10,00
Massa Solo Seco + Cápsula (g)
10,10
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
31
24
18
12
Média Limite de Plasticidade (%)
18,11
5. Cálculos
Para determinar os resultados dos supracitados procedimentos é necessário utilizar algumas fórmulas, as quais serão abordadas nesta seção aplicando nelas os resultados obtidos.
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5.1. 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. ℎ=
(%)
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 este 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 dez determinações. Dando continuidade, para determinar o limite de liquidez para cada amostra foi necessário aplicar a fórmula a seguir. =
ℎ 1,419 − 0,3 ×
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, determinam-se os resultados do limite de liquidez das amostras.
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5.2.
Cálculo da determinação do limite de plasticidade e do
índice e plasticidade
Quanto à determinação do limite de plasticidade, este é a própria determinação da umidade definida pela primeira fórmula apresenta da 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. Sendo assim, determinam-se os resultados do limite de Plasticidade das amostras e com os resultados dos limites é possível conseguir o Índice de Plasticidade. 6. Resultados
Limite de Liquidez: Com os pares de valores (número de golpes, teor de umidade)
Constrói-se 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 (LL).
Limite de Plasticidade: A média dos valores de umidade encontrados é o (LP).
Obs.: Os valores de umidade não devem diferir da média em mais de 5%.
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7. Conclusão
Concluímos então que é de primordial importância realizar ensaios para uma boa elaboração da obra, pois mesmo que as porcentagens de problemas sejam pequenas em relação as quantidades analisadas, pode-se acabar fazendo a escolha errada e adquirindo um material de baixa qualidade comprometendo a obra. Foi muito interessante e proveitosa a realização do ensaio, onde pudemos ver de forma real a necessidade de se conhecer o solo com a qual estamos trabalhando.
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8. Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo-Determinação do Limite de Plasticidade.NBR 7180. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo-Determinação do Limite de Liquidez.NBR 6459 PINTO,C.D.Curso Básico de Mecânica dos Solos.São Paulo,2006.3ed.Oficina de textos. CAPUTO,H.P. Mecânica dos Solos e suas aplicações.Rio de Janeiro,2000.v2.6ed.livros técnicos e científicos. BRADY.N.N.Natureza e Propriedade dos Solos.New York,1984.trad.7ed.
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