Determinação do Índice de Plasticidade e ìndice de Retracção

Objetivo

Determinar os limites de Atterberg (limite de liquidez e limite de plasticidade) e o índice de retração de solos, que são parâmetros fundamentais para caracterização do comportamento plástico dos materiais finos. Estes ensaios permitem avaliar a consistência do solo em diferentes teores de umidade, fornecendo informações essenciais para classificação geotécnica, avaliação da trabalhabilidade e previsão do comportamento quanto à expansão e contração.

Normas Aplicáveis

Normas aplicáveis conforme o procedimento.

Equipamentos e Materiais Necessários

• - Aparelho de Casagrande:
• • Concha de latão semiesférica
• • Base de ebonite ou material similar
• • Sistema de acionamento por manivela (2 golpes/segundo)
• • Contador de golpes
• • Dispositivo para ajuste de altura de queda (10mm)
• - Cinzel padronizado:
• • Para solos argilosos: cinzel plano
• • Para solos arenosos: cinzel curvo
• • Cabo com calibrador para verificação da altura de queda
• - Placa de vidro esmerilhada para determinação do LP:
• • Dimensões aproximadas: 30cm × 30cm
• • Superfície fosca/texturizada
• - Gabarito cilíndrico:
• • Diâmetro de 3mm para comparação com os bastões
• - Cápsulas para determinação de umidade:
• • Metal ou vidro com tampa
• • Resistentes a temperatura de 110°C
• • Numeradas para identificação
• - Cápsula para ensaio de contração:
• • Metal ou porcelana
• • Dimensões padronizadas (diâmetro ≈ 44mm, altura ≈ 13mm)
• - Equipamentos auxiliares:
• • Balança com precisão de 0,01g
• • Estufa ventilada (105-110°C)
• • Dessecador com sílica-gel
• • Espátulas flexíveis
• • Peneira de 0,42mm (nº40)
• • Almofariz e mão de gral com ponta de borracha
• • Água destilada
• • Cronômetro

Preparação da Amostra

Preparação da amostra conforme o procedimento específico.

Procedimento Passo a Passo

1. 1. Preparação da amostra para limite de plasticidade:
2. a. Obter cerca de 100g de solo que passa na peneira de 0,42mm (nº40)
3. b. Colocar o material em uma cápsula de porcelana
4. c. Adicionar água destilada gradualmente, misturando com espátula
5. d. Continuar até obter uma pasta homogênea de consistência plástica
6. e. Deixar a mistura descansar por pelo menos 12 horas para homogeneização da umidade
8. 2. Determinação do limite de plasticidade (LP):
9. a. Separar aproximadamente 10g da pasta homogeneizada
10. b. Formar uma pequena bola e rolar sobre placa de vidro texturizada
11. c. Aplicar pressão suave e constante com a palma da mão
12. d. Formar um cilindro (bastão) de cerca de 3mm de diâmetro
13. e. Se o cilindro se fragmentar antes de atingir 3mm, adicionar mais água à amostra
14. f. Se o cilindro se formar sem fissuras abaixo de 3mm, a amostra está muito úmida
15. g. Ajustar a umidade até que o cilindro se fragmente ao atingir 3mm
16. h. Quando atingir o ponto correto, coletar os fragmentos e determinar a umidade
17. i. Repetir o procedimento pelo menos 3 vezes com porções diferentes da amostra
19. 3. Preparação da amostra para limite de liquidez:
20. a. Separar cerca de 100g de solo que passa na peneira de 0,42mm (nº40)
21. b. Adicionar água destilada gradualmente, misturando com espátula
22. c. Obter uma pasta homogênea e consistente
23. d. A pasta deve ter umidade tal que sejam necessários cerca de 25 golpes para fechar a ranhura
25. 4. Determinação do limite de liquidez (LL) - Método de Casagrande:
26. a. Calibrar o aparelho de Casagrande (altura de queda de 1cm)
27. b. Transferir parte da pasta para a concha, espalhando-a com espátula
28. c. Nivelar a superfície de modo que a espessura máxima seja de 10mm
29. d. Abrir uma ranhura com cinzel padronizado, do centro para a borda
30. e. Girar a manivela a uma taxa de 2 golpes por segundo
31. f. Contar o número de golpes até as bordas inferiores da ranhura se unirem por 13mm
32. g. Retirar amostra próxima à região fechada para determinação da umidade
33. h. Repetir o procedimento para diferentes umidades, obtendo pontos entre 15 e 35 golpes
34. i. Obter ao menos 5 determinações para construção da curva de fluidez
36. 5. Determinação da umidade das amostras:
37. a. Pesar cápsulas vazias previamente identificadas (m1)
38. b. Colocar as amostras nas cápsulas e pesar (m2)
39. c. Levar à estufa a 105-110°C por pelo menos 16 horas
40. d. Retirar, esfriar em dessecador e pesar (m3)
41. e. Calcular o teor de umidade: w (%) = [(m2 - m3) / (m3 - m1)] × 100
43. 6. Determinação do limite de contração (LC) (opcional):
44. a. Preparar pasta de solo com umidade próxima ao limite de liquidez
45. b. Preencher uma cápsula específica para contração, em três camadas
46. c. Eliminar bolhas de ar batendo suavemente a cápsula
47. d. Nivelar a superfície com espátula
48. e. Pesar o conjunto cápsula + solo úmido (m4)
49. f. Deixar secar ao ar até mudar de cor
50. g. Completar a secagem em estufa a 105-110°C até massa constante
51. h. Pesar o conjunto cápsula + solo seco (m5)
52. i. Determinar o volume final da pastilha por imersão em mercúrio ou parafina
54. 7. Cálculos para o índice de plasticidade:
55. a. Limite de plasticidade (LP): média das umidades obtidas no item 2
56. b. Limite de liquidez (LL): plotar pontos (número de golpes × umidade) em escala semilogarítmica
57. c. Traçar a reta que melhor se ajusta aos pontos
58. d. O LL corresponde à umidade para 25 golpes
59. e. Índice de plasticidade (IP): IP = LL - LP
61. 8. Cálculo do índice de retração (quando aplicável):
62. a. Umidade inicial (wi): [(m4 - m5) / (m5 - massa da cápsula)] × 100
63. b. Volume inicial (Vi): volume da cápsula
64. c. Volume final (Vf): volume da pastilha seca determinado no item 6i
65. d. Limite de contração (LC): wi - [(Vi - Vf) / massa do solo seco] × 100
66. e. Índice de retração (IR): LC - LP
68. 9. Interpretação dos resultados:
69. a. Classificar o solo quanto à plasticidade usando o IP:
70. - IP = 0: não plástico
71. - 1 ≤ IP ≤ 7: fracamente plástico
72. - 7 < IP ≤ 15: medianamente plástico
73. - IP > 15: altamente plástico
74. b. Utilizar LL e IP para classificação do solo (SUCS ou AASHTO)
75. c. Plotar posição no Gráfico de Plasticidade de Casagrande

Cálculos e Análise de Resultados

Referências/Bibliografia

Referências conforme indicado no procedimento original.