Guinguette Marais Poitevin

Qual é o Teste de Limites de Atterberg?

Os solos destinados a suportar estruturas, pavimentos, ou outras cargas devem ser avaliados por engenheiros geotécnicos para prever o seu comportamento sob forças aplicadas e condições de humidade variáveis. Os testes de mecânica do solo em laboratórios geotécnicos medem a distribuição granulométrica, a resistência ao cisalhamento, o teor de humidade, e o potencial de expansão ou retracção de solos coesivos. Os testes de limites de Atterberg estabelecem os teores de humidade nos quais os solos argilosos e sedimentos finos transitam entre estados sólidos, semi-sólidos, plásticos e líquidos.

Em 1911, o químico e cientista agrícola sueco Albert Atterberg foi a primeira pessoa a definir os limites de consistência do solo para a classificação de solos de grão fino. Ele descobriu que a plasticidade é uma propriedade única dos solos coesivos (argilosos e sedimentos) e sugeriu classificar solos com um tamanho de partícula de 2µm (0,002mm) ou menos como argilas.

Karl Terzhagi e Arthur Casagrande reconheceram o valor da caracterização da plasticidade do solo para utilização em aplicações de engenharia geotécnica no início da década de 1930. Casagrande refinou e padronizou os testes, e os seus métodos ainda determinam o limite líquido, o limite plástico, e o limite de retracção dos solos. Este post do blog vai definir os limites de Atterberg, explicar os métodos de ensaio e discutir o significado dos valores-limite e índices calculados. Também iremos cobrir o equipamento de teste de laboratório utilizado nos métodos de teste padrão.

Por que são importantes os testes dos limites de Atterberg?

à medida que o conteúdo de humidade aumenta, os solos argilosos e sedimentos passam por quatro estados distintos de consistência: sólido, semi-sólido, plástico, e líquido. Cada fase apresenta diferenças significativas em força, consistência e comportamento. Os testes limite de Atterberg definem com precisão os limites entre estes estados, utilizando os teores de humidade nos pontos onde ocorrem as alterações físicas. Os valores dos testes e índices derivados têm aplicações directas na concepção das estruturas das fundações e na previsão do comportamento dos enchimentos dos solos, aterros e pavimentos. Os valores avaliam a resistência ao cisalhamento, estimam a permeabilidade, prevêem a colonização, e identificam solos potencialmente expansivos.

O que é Limite Líquido, Limite Plástico, e Limite de Encolhimento?

Agora que compreende a importância dos limites de Atterberg, vamos definir os testes individuais. O limite plástico, o limite líquido, e o limite de retracção dos solos são todos resultados de teste obtidos por medições directas do teor de água seguindo os métodos de teste padrão.

• Limite Líquido (LL) é o teor de água em que o solo muda de um estado plástico para um estado líquido quando a amostra de solo é apenas suficientemente fluida para que uma ranhura se feche quando colocada em frasco de uma forma especificada.
• Limite Plástico (PL) é o teor de água na mudança de um estado plástico para um estado semi-sólido. Este teste envolve enrolar repetidamente uma amostra de solo num fio até atingir um ponto em que se desfaz.
• Limite de Retracção (SL) é o conteúdo de água onde a perda adicional de humidade não causa uma diminuição do volume da amostra.

Como calcular o Índice de Plasticidade, Índice de Liquidez, Índice de Consistência e Número de Actividade

Índices de solo detterberg comparam matematicamente os valores do ensaio para expressar diferentes características de plasticidade e consistência.

• Índice de Plasticidade (PI) é o limite plástico subtraído do limite líquido e indica o tamanho do intervalo entre os dois limites. Os solos com uma PI elevada têm um teor de argila mais elevado. Se o valor de PI for superior ao baixo a meados dos anos 20, o solo pode ser expansivo em condições húmidas ou apresentar retracção em condições secas.
• Índice de Liquidez (LI) é determinado subtraindo o limite de plástico do conteúdo natural de água da amostra, dividindo depois pelo índice de plasticidade. Os solos com um LI de 1 ou mais estarão mais próximos do estado líquido. Um LI de 0 ou inferior indica solos que são mais duros e quebradiços. O LI permite prever as propriedades do solo em diferentes humidades.
• Índice de consistência (CI) ou consistência relativa, é o limite líquido do solo, menos o teor de humidade natural, dividido pelo PI. Está relacionado com o LI e é um indicador da resistência relativa ao cisalhamento. À medida que o CI aumenta, a firmeza, ou resistência ao cisalhamento do solo também aumenta.
• Actividade O número de uma amostra de solo é a razão entre o índice de plasticidade e a fracção de tamanho da argila (partículas mais finas do que 2µm). Os solos com um número de actividade superior a 1,25 são considerados activos e terão uma alteração aumentada do volume em resposta às condições de humidade. Expandir-se-ão em condições húmidas e encolherão em condições secas.

h2>Atterberg Limits Test Procedure:

Para todos os testes de limites de Atterberg, as amostras de solo consistem em material que passa numa peneira de teste nº 40 (425µm) e são preparadas para cada teste usando métodos húmidos ou secos descritos nas normas. A humidade nas amostras de teste é ajustada adicionando água, misturando com uma espátula, e permitindo condicionar durante pelo menos 16 horas.

• O limite líquido é medido espalhando uma porção da amostra de terra no copo de latão de uma máquina de limite líquido e dividindo-a utilizando uma ferramenta de ranhurar. O teor de humidade quando a ranhura se fecha durante 1/2 polegada após 25 gotas do copo é definido como o Limite Líquido. Os métodos de ensaio utilizados são ASTM D4318 e AASHTO T 89.
• O Limite de Plástico é determinado através da remontagem repetida de uma pequena bola de terra plástica húmida e da sua enrolamento manual numa rosca de 1/8 pol. Um dispositivo de rolo limite de plástico também pode ser utilizado para realizar este teste. O Limite de Plástico é o teor de humidade a que o fio se esmigalha antes de ser completamente enrolado. Os métodos de teste padrão são ASTM D4318 e AASHTO T 90.
• Limite de encolhimento é realizado através da moldagem de uma mancha de solo de material de teste húmido numa placa de encolhimento especial. O prato e a terra são secos e pesados no forno, depois o volume da amostra é determinado pelo deslocamento da água. Esta parte da série de testes Atterberg é executada com menos frequência e é descrita na norma ASTM D4943.

Equipamento necessário para o teste de limite de Atterberg:

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• Preparação e processamento da amostra:
• Os pratos de evaporação são utilizados para misturar amostras com o teor de humidade desejado
• Espátula para misturar, formando, e alisamento de amostras de solo
• Lavar frasco para dispensar água de mistura
• Recipientes de alumínio para amostras de humidade do solo
• Argamassa e pilão para redução de tamanho de partícula
• Panela de lavagem para uma conveniente limpeza…acima de taças e espátulas
• Conjunto de Acessórios de Teste de Limite Líquido / Teste de Limite Plástico inclui itens necessários para executar a maioria dos testes de limites Atterberg
• Moedor de Solo é opcional para redução eficiente de tamanho de partícula
• Balança ou Balança Digital de Laboratório com 0.01g de legibilidade
• Forno de Laboratório de secagem para testes de teor de humidade

ul>>li> Teste de Limite de Líquido:
• Máquina de Limite Líquido, accionada por motor ou manualmente
• AASHTO ou ASTM (Casagrande) Grooving Tool

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• Teste de Limite de Plástico:
• Placa de vidro usada para enrolar fios de terra
• Aparelho de Limite de Plástico um aparelho de limite de plástico opcional para enrolar amostras de forma rápida e consistente
ul>>ul>>li> Teste de Limite de Encolhimento:
O Aparelho de Teste de Limite de Encolhimento inclui itens necessários para o teste de limite de encolhimento
• O Prato de Encolhimento é um recipiente de metal Monel único, como requerido no método de teste
• Cera Microcristalina para revestir amostras, fornecido em 5lb (2.3kg) quantidades
• Vaselina para revestir Prato de Encolhimento
• Fio fino para suspender a pesagem do espécime
• Placa de Vidro para calibração do prato
• Pote de Fusão de Cera prepara cera para imersão da amostra

Atterberg Os limites desempenham um papel crucial nas fases iniciais da concepção estrutural para assegurar que o solo tem o desempenho esperado. Alterações excessivas no volume causadas por oscilações de humidade podem causar assentamento ou elevação da estrutura.

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Esperamos que este post no blogue o tenha ajudado a compreender o papel dos limites de Atterberg na engenharia geotécnica e o equipamento necessário para testes de laboratório. Para discutir a sua aplicação, contacte hoje os nossos especialistas em testes na Gilson.

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