Ensaios de caracterização

2019
Colaboradores:
Prof.a
Eng.a
Janaina Aguiar Park
Prof. Eng. Marcus Vinicius Vieira Pereira
Eng. Leandro Alves Evangelista
IFMG – campus Santa Luzia
Janeiro/2019
Práticas de Laboratório –
Ensaios de Caracterização

Ensaios de Caracterização Práticas de Laboratório
2
Índice
PRÁTICA 1: PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS ........................................................................ 3
PRÁTICA 2: UMIDADE PELA ESTUFA .................................................................................. 6
PRÁTICA 3: GRANULOMETRIA.............................................................................................. 9
PRÁTICA 4: LIMITE DE PLASTICIDADE............................................................................ 15
PRÁTICA 5: LIMITE DE LIQUIDEZ...................................................................................... 18
PRÁTICA 6: MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS SÓLIDOS.............................................. 22

3
Prática 1: Preparação de amostras
1. Introdução
A preparação das amostras consiste em SECAR, DESTORROAR, QUARTEAR, PESAR e PENEIRAR
a amostra para no final das operações, obter-se uma quantidade suficiente, homogênea e
representativa do solo a ser analisado. A operação de SECAR não é utilizada quando a umidade
da amostra for importante, normalmente nos casos de amostras indeformadas.
A NBR 6457/2016 estabelece os procedimentos para preparação de amostras para ensaios de
compactação e de caracterização (análise granulométrica, limites de liquidez e plasticidade e
massas específicas).
No caso de ensaios de caracterização, podem ser utilizados dois processos para a preparação de
amostras, sendo um com secagem prévia e outro sem secagem prévia da amostra. O segundo
processo pode ser empregado apenas no caso da amostra apresentar no máximo 10% de material
retido na peneira de 0,42 mm.
Nessa prática iremos preparar amostras com secagem prévia.
2. Definições
Quarteamento: é o processo pelo qual se extrai da amostra total, uma amostra menor,
homogênea e representativa da amostra ensaiada. O quarteamento se faz com a amostra
destorroada, podendo ser auxiliado por um repartidor de amostras.
No quarteamento direto, a amostra é colocada sobre uma superfície plana e limpa, misturada
intensamente com uma pá ou colher e arrumada numa pilha cônica. Esse cone é então achatado,
por pressão da pá e a seguir a amostra é dividida em quatro partes. Descartam-se duas partes,
situadas diametralmente, misturando-se o material restante e repetindo-se com ele o processo
de quarteamento, até obter-se uma amostra homogênea, com o peso necessário aos ensaios.
Figura 1 - Quarteamento de amostras.

4
O repartidor de amostras tem como função dividir em duas partes a amostra que nele for lançada,
distribuindo o material em duas bandejas. Assim, a amostra original é colocada em caçambas, a
qual é colocada, em diagonal, sobre o separador e o solo é despejado, fazendo-se movimentos
de vaivém até esgotar toda a amostra da caçamba. O material de uma das bandejas é
descartado, submetendo-se o solo da outra bandeja à nova separação, até se conseguir uma
amostra com o peso desejado.
Figura 2 - Repartidor de amostras.
Umidade higroscópica: é a umidade residual que o solo exibe quando seco ao ar. O teor de
umidade higroscópica tende a ser maior em solos argilosos, sendo praticamente desprezível em
areias e pedregulhos. A umidade higroscópica pode variar também com a umidade relativa do
ar.
3. Aparelhagem
A) almofariz e mão de gral recoberta de borracha;
B) repartidor de amostras;
C) balanças que permitam pesar nominalmente 10 kg, com resolução de 1 g;
D) peneiras de 76 mm – 4,8 mm – 0,42 mm;
E) bandejas metálicas.
4. Execução do ensaio com secagem prévia
4.1 – Operações preliminares
A) Secar a amostra ao ar, cerca de 24h, até próximo da umidade higroscópica.
B) Com auxílio do almofariz e mão de gral, desmanchar os torrões, evitando-se quebra de
grãos, e homogeneizar a amostra.

5
C) Com auxílio do repartidor de amostra, ou pelo quarteamento, reduzir a quantidade de
material até se obter uma amostra representativa em quantidade suficiente para a
realização dos ensaios requeridos.
4.2 – Amostra para análise granulométrica
A) Tomar uma fração da amostra obtida conforme 4.1 e passar na peneira de 76 mm,
desprezando-se o material eventualmente retido.
B) Do material passado na peneira de 76 mm, tomar uma quantidade, função da dimensão
estimada dos grãos maiores, conforme indicado na Tabela 1.
Tabela 1 - Quantidade de amostra para análise granulométrica.
Fonte: ABNT NBR 6457:2016.
Dimensões dos grãos maiores contidos na amostra,
determinadas por observação visual (mm)
Quantidade mínima a tomar (kg)
< 5 1
5 a 25 4
> 25 8
NOTA 1 O material assim obtido constitui a amostra a ser ensaiada.
NOTA 2 O valor da massa específica dos grãos, a ser utilizado no cálculo de análise granulométrica
por sedimentação, é determinado a partir de cerca de 500 g de material passado na peneira de 2,0 mm.
4.3 – Amostra para limite de liquidez e plasticidade
Tomar uma fração da amostra, obtida conforme 4.1, e passar na peneira de 0,42 mm, de modo
a se ter cerca de 200 g de material passado. O material assim obtido constitui a amostra a ser
ensaiada.
4.4 – Amostra para determinação da massa específica dos grãos de solos que passam
na peneira de 4,8 mm
Tomar uma fração da amostra, obtida conforme 4.1, e passar na peneira de 4,8 mm, de modo a
se ter cerca de 500 g de material passado. O material assim obtido constitui a amostra a ser
ensaiada.
5. Referências
ABNT NBR 6457:2016 – Amostras de solo — Preparação para ensaios de compactação e ensaios
de caracterização.

6
Prática 2: Umidade pela estufa
1. Introdução
A umidade é um índice físico importante para a caracterização de solos. Em laboratório, esse
índice é determinado pelo método da estufa, conforme procedimentos estabelecidos pela NBR
6457/2016.
A determinação da umidade é necessária para os ensaios de análise granulométrica, limite de
liquidez e limite de plasticidade.
2. Definições
Define-se umidade (w) de um solo como sendo a razão entre massa de água (Mw) contida num
certo volume de solo e a massa de grãos sólidos (Ms) existente nesse mesmo volume, expressa
em porcentagem.
𝑤 =
𝑀 𝑤
𝑀𝑠
× 100 (%)
3. Aparelhagem
A) balanças que permitam pesar nominalmente 200 g, 1,5 kg e 5 kg, com resoluções de
0,01 g, 0,1 g e 0,5 g, respectivamente, e sensibilidade compatíveis;
B) estufa capaz de manter a temperatura entre 105 °C e 110 °C;
C) dessecador contendo sílica-gel;
D) cápsulas metálicas com tampa;
E) pinças metálicas com aproximadamente 30 cm de comprimento e 15 cm de abertura.
4. Execução do ensaio
A norma prevê um procedimento geral e outro específico para os ensaios de determinação dos
limites de liquidez e plasticidade. Nessa aula prática será utilizado o procedimento geral que
determina uma quantidade de amostra conforme a Tabela 2 e o mínimo de 3 determinações do
teor de umidade por amostra, com posterior determinação do teor de umidade pela média
aritmética das determinações efetuadas.
A) Pesar três cápsulas metálicas e anotar como M1, na Tabela 3.

7
B) Tomar uma quantidade de material, como indicado na Tabela 2, destorroar, colocar no
estado fofo nas cápsulas metálicas e fechar com a tampa. Pesar os três conjuntos com a
resolução indicada e anotar como M2, na Tabela 3.
C) Remover as tampas e colocar as cápsulas em estufa, à temperatura de 105 °C a 110 °C,
onde deve permanecer até apresentar constância de massa. Normalmente, um intervalo
de 16 h a 24 h é suficiente para a secagem do material, podendo intervalos maiores serem
necessários, dependendo do tipo e da quantidade de solo ou se o este estiver muito
úmido1
. As tampas não podem ser recolocadas enquanto o material permanecer em
estufa.
D) Retirar as cápsulas da estufa e transferi-las para o dessecador, onde deve permanecer
até atingir a temperatura ambiente. Recolocar as tampas e pesar os conjuntos, com a
resolução correspondente, e anotar como M3, na Tabela 3.
Tabela 2 - Quantidade de material em função da dimensão dos grãos maiores. Fonte: ABNT NBR
6457:2016.
Dimensão dos grãos maiores contidos
na amostra, determinada visualmente
(mm)
Quantidade de material
(em massa seca) a tomar
(g)
Balança a ser utilizada
Capacidade
nominal (g)
Resolução
(g)
< 2 30 200 0,01
2 a 20 30 a 300 1500 0,1
20 a 76 300 a 3000 5000 0,5
5. Cálculos
𝑤 =
𝑀 𝑤
𝑀𝑠
× 100 =
𝑀2 − 𝑀3
𝑀3 − 𝑀1
× 100 (%)
Onde:
• M1 = massa da cápsula, em gramas;
• M2 = massa da cápsula com solo úmido, em gramas;
• M3 = massa da cápsula com solo seco, em gramas;
1
Solos orgânicos, turfosos ou contendo gipsita são secados em estufa, à temperatura de 60 °C a 65 °C, requerendo
intervalos maiores de secagem.

8
Tabela 3 - Cálculos para definição do teor de umidade pela estufa.
Cápsula nº =
Massa da cápsula (g) → M1 =
Massa da cápsula + amostra úmida (g) → M2=
Massa da cápsula + amostra seca (g) → M3 =
Massa de água (g) →(M2– M3) =
Massa da amostra seca (g) → (M3– M1)=
Umidade (%) =
Umidade média (%) =
OBS.: Exprimir o resultado com aproximação de 0,1 %.
6. Referências

9
Prática 3: Granulometria
1. Introdução
A análise granulométrica dos solos estuda a distribuição das dimensões dos grãos de um solo. A
curva de distribuição granulométrica é apresentada em gráfico contendo o diâmetro dos grãos
no eixo das abscissas (escala logarítmica) e porcentagens, em massa, dos grãos de diâmetros
inferiores no eixo das ordenadas. Essa curva permite verificar se o solo possui granulação
contínua (bem graduado), uniforme ou descontínua (aberta).
A determinação da curva granulométrica é realizada através dos procedimentos da norma ABNT
NBR 7181/2016. O ensaio é realizado em duas etapas: granulometria por peneiramento, para
grãos de até 0,075 mm de diâmetro; granulometria por sedimentação, para grãos inferiores a
0,075 mm de diâmetro. Nessa prática abordaremos apenas o ensaio de granulometria por
peneiramento.
2. Definições
Granulometria: especificação dos diâmetros do material que compõe o solo.
3. Aparelhagem
A) estufa capaz de manter a temperatura entre 105 °C e 110 °C;
B) balanças que permitam pesar nominalmente 200 g, 1,5 kg, 5 kg e 10 kg, com resoluções
de (0,01 g, 0,1 g, 0,5 g e 1 g), respectivamente;
C) recipientes adequados, como dessecadores, que permitam guardar amostras sem
variação de umidade;
D) peneiras de 50 mm, 38 mm, 25 mm, 19 mm, 9,5 mm, 4,8 mm, 2,0 mm, 1,2 mm, 0,6
mm,0,42 mm, 0,25 mm, 0,15 mm e 0,075 mm;

10
E) escova com cerdas metálicas;
F) escova com cerdas macias;
G) agitador mecânico de peneiras, com dispositivos para fixação de até seis peneiras,
inclusive tampa e fundo;
H) cápsulas metálicas para determinação do teor de umidade.
4.1 - Preparação das amostras
A) Tomar a quantidade de amostra preparada de acordo com a Tabela 1 da Prática 1:
Preparação de amostras.
B) Determinar, com as resoluções da Tabela 4, a massa da amostra seca em temperatura
ambiente e anotar como MT = __________ g.
Tabela 4 - Determinação da massa da amostra seca em temperatura ambiente. Fonte: ABNT NBR
7181:2016.
Dimensões dos grãos maiores contidos na amostra,
determinadas por observação visual (mm)
Balança a ser utilizada
Capacidade nominal
(kg)
Resolução (g)
< 5 1,5 0,1
5 a 25 5 0,5
> 25 10 1
C) Passar este material na peneira de 2,0 mm, tomando-se a precaução de desmanchar no
almofariz todos os torrões eventualmente ainda existentes, de modo a assegurar a
retenção na peneira somente dos grãos maiores que a abertura da malha.
NOTA: Recomenda-se utilizar a escova com cerdas metálicas para auxiliar a retirada dos grãos
retidos nas malhas da peneira, procedendo-se da mesma forma em todos os passos que
envolvam o peneiramento.
D) Lavar a parte retida na peneira de 2,0 mm a fim de eliminar o material fino aderente e
secar em estufa a 105 °C ou 110 °C, até constância de massa. O material assim obtido é
usado no peneiramento grosso.
E) Do material passado na peneira de 2,0 mm, tomar cerca de 120 g. Pesar esse material
com resolução de 0,01 g e anotar como Mu = _________ g.
F) Tomar ainda cerca de 100 g para três determinações da umidade higroscópica (w), de
acordo com a ABNT NBR 6457, e anotar na Tabela 5.
G) Lavar na peneira de 0,075 mm o material assim obtido, vertendo-se água potável à baixa
pressão. O material assim obtido é usado no peneiramento fino.

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4.2 - Peneiramento fino
A) Secar o material retido na peneira de 0,075 mm em estufa, à temperatura de 105 °C a
110 °C, até constância de massa.
B) Utilizando-se o agitador mecânico, passar nas peneiras de 1,2 mm, 0,6 mm,0,42 mm,
0,25 mm, 0,15 mm, 0,075 mm. Anotar com resolução de 0,01 g as massas retidas em
cada peneira, na
C) Tabela 7.
4.3 - Peneiramento grosso
A) Pesar o material retido na peneira de 2,0 mm, obtido conforme 4.1.D, com a resolução
indicada na Tabela 4, e anotar como Mg = _________ g.
B) Utilizando-se o agitador mecânico, passar esse material nas peneiras de 50 mm, 38 mm,
25 mm, 19 mm, 9,5 mm e 4,8 mm. Anotar com a resolução indicada as massas retidas
em cada peneira, na Tabela 6.
5. Cálculos
5.1 - Umidade higroscópica
O cálculo da umidade higroscópica é similar ao cálculo da umidade natural, conforme a Prática
2: Umidade pela estufa.
Tabela 5 - Cálculo da umidade higroscópica para ensaio de granulometria por peneiramento.
UMIDADE HIGROSCÓPICA
Capsula nº
Capsula + Solo + Água (g)
Capsula + Solo (g)
Água (g)
Capsula (g)
Solo (g)
Umidade (w) = Água/Solo (%)
Umidade média (%)

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5.2 - Massa total da amostra seca
𝑀𝑠 =
(𝑀 𝑇 − 𝑀𝑔)
(100 + 𝑤)
× 100 + 𝑀𝑔
Onde:
• Ms= massa total da amostra seca, em gramas;
• MT = massa da amostra seca em temperatura ambiente, em gramas;
• Mg= massa do material seco grosso (retido na peneira de 2,0 mm), em gramas;
• w = umidade higroscópica do material fino (passado na peneira de 2,0 mm), em
percentagem.
𝑀𝑠 = _____________ 𝑔
5.3 - Porcentagens de materiais do peneiramento grosso
𝑄 𝑔 =
(𝑀𝑠 − 𝑀𝑟)
𝑀𝑠
× 100
Onde:
• Qg= material passado em cada peneira do peneiramento grosso, em percentagem;
• Ms= massa total da amostra seca, em gramas;
• Mr = massa do material retido acumulado em cada peneira, em gramas.
Tabela 6 - Cálculos do peneiramento grosso.
PENEIRA Massa retida
(g)
𝑴 𝒓 - Massa retida
acumulada (g)
𝑸 𝒈 - % que passa
Nº (mm)
2 " 50
1 1/2 " 38
1 " 25
3/4 " 19
3/8 " 9,5
4 4,8
10 2,0

13
5.4 - Porcentagens de materiais do peneiramento fino
𝑄 𝑓 =
(𝑀 𝑢 × 100) − 𝑀𝑟(100 + 𝑤)
(𝑀 𝑢 × 100)
× 𝑁
Onde:
• Qf= material passado em cada peneira do peneiramento fino, em percentagem;
• Mu= massa do material úmido submetido ao peneiramento fino, em gramas;
• Mr = massa do material retido acumulado em cada peneira, em gramas;
• w = umidade higroscópica do material fino (passado na peneira de 2,0 mm), em
percentagem;
• N = material que passa na peneira de 2,0 mm, em percentagem.
Tabela 7 - Cálculos do peneiramento fino.
PENEIRA Massa retida
(g)
𝑴 𝒓 - Massa retida
acumulada (g)
𝑸 𝒇 - % que passa
Nº (mm)
16 1,2
30 0,6
40 0,42
50 0,25
100 0,15
200 0,075
O resultado final deve ser apresentado graficamente, na Figura 3, dispondo-se na abscissa os
diâmetros das partículas, em escala logarítmica, e na ordenada, as porcentagens das partículas
passantes ou retida referentes aos diâmetros considerados, em escala aritmética.
6. Referências
ABNT NBR 7181:2016 – Solo — Análise granulométrica.

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Figura 3 - Gráfico para traçado da curva granulométrica.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,00010,0010,010,1110100
%quepassa
DiâmetrodosGrãos(mm)

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Prática 4: Limite de Plasticidade
1. Introdução
Os limites de Atterberg são métodos de
avaliação da consistência de solos finos
criado por Albert Atterberg.
Através duma série de testes e ensaios é
possível definir o Limite de Liquidez (LL), o
Limite de Plasticidade (LP) e o Limite de
Contração (LC) de um solo. O Índice de
Plasticidade (IP) é dado pela diferença entre
o LL e o LP.
A determinação do LP é realizada através dos
procedimentos da norma ABNT NBR
7180/2016.
2. Definições
Limite de plasticidade: é a umidade de transição entre os estados plástico e semissólido do solo,
ou seja, quando o solo perde a capacidade de ser moldado e passa a ficar quebradiço.
Experimentalmente corresponde ao teor de umidade com que o solo começa a se fragmentar
quando moldado como um cilindro de 3mm de diâmetro e 100mm de comprimento.
3. Aparelhagem
B) cápsula de porcelana;
C) espátula de lâmina flexível;
D) recipientes adequados que evitem a perda de umidade da amostra;
E) balança com resolução de 0,01 g;
F) gabarito cilíndrico para comparação com 3 mm de diâmetro e cerca de 100 mm de
comprimento;
G) placa de vidro de superfície esmerilhada com cerca de 30 cm de lado.
Figura 4 - Limites de Atterberg.

16
A) Tomar cerca de 100 g de amostra seca ao ar e passada na peneira de 0,42 mm.
B) Colocar a amostra na cápsula de porcelana, adicionar água destilada em pequenos
incrementos, amassando e revolvendo, vigorosa e continuamente com auxílio da espátula,
de forma a obter uma pasta homogênea, de consistência plástica.
NOTA: O tempo de homogeneização deve estar compreendido entre 15 min e 30 min, sendo o
maior intervalo de tempo para solos mais argilosos.
C) Tomar cerca de 10 g da amostra preparada e formar uma pequena bola, que deve ser
rolada sobre a placa de vidro com pressão suficiente da palma da mão para lhe dar a
forma de cilindro.
D) Se a amostra se fragmentar antes de atingir o diâmetro de 3 mm, retorná-la à cápsula de
porcelana, adicionar água destilada, homogeneizar durante pelo menos 3 min, amassando
e revolvendo vigorosa e continuamente com auxílio da espátula, e repetir o procedimento
descrito em “C”.
E) Se a amostra atingir o diâmetro de 3 mm sem se fragmentar, amassar o material e repetir
o procedimento descrito em “a”.
F) Quando o cilindro se fragmentar, com diâmetro de 3 mm e comprimento da ordem de 100
mm (o que se verifica com o gabarito de comparação), transferir imediatamente as partes
deste para um recipiente adequado, para determinação da umidade utilizando a Tabela 8.
G) Repetir o processo de modo a obter mais quatro valores de umidade.
NOTA: O ensaio deve ser executado em condições ambientais que minimizem a perda de
umidade do material por evaporação, preferencialmente em recintos climatizados.
5. Cálculos
O cálculo da umidade de cada amostra é realizado conforme a Prática 2: Umidade pela estufa.

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Tabela 8 – Cálculo da umidade das amostras de ensaio de limite de plasticidade.
Amostra nº = 01 02 03 04 05
Cápsula nº =
Cápsula (g) =
Cápsula + amostra úmida (g) =
Cápsula + amostra seca (g) =
Água (g) =
Solo (g) =
Umidade (%) =
Calcular a umidade média e considerar satisfatórios os valores de umidade que não diferem 5%
dessa média. Calcular nova média com no mínimo 3 valores dentro do intervalo considerado
satisfatório. O limite de plasticidade é dado pela nova média, expresso em porcentagem,
aproximado para o inteiro mais próximo.
• Umidade média = ___________
• 5% da umidade média = _________
• Intervalo satisfatório = __________ a __________
• Nova média = ________
• LP = _______
6. Referências
ABNT NBR 7180:2016 – Solo — Determinação do limite de plasticidade.

18
Prática 5: Limite de Liquidez
1. Introdução
Os limites de Atterberg são métodos de
avaliação da consistência de solos finos
criado por Albert Atterberg.
Através duma série de testes e ensaios é
possível definir o Limite de Liquidez (LL), o
Limite de Plasticidade (LP) e o Limite de
Contração (LC) de um solo. O Índice de
Plasticidade (IP) é dado pela diferença entre
o LL e o LP.
A determinação do LL é realizada através dos
procedimentos da norma ABNT NBR
6459/2016.
2. Definições
Limite de Liquidez: 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.
3. Aparelhagem
B) cápsula de porcelana;
C) espátula de lâmina flexível;
D) aparelho Casagrande;
E) cinzel;
F) recipientes adequados que evitem a perda de umidade da amostra;
G) balança com resolução de 0,01 g;
H) gabarito para verificação da altura de queda de concha.
Antes de iniciar o ensaio deve-se ajustar o aparelho de Casagrande, com auxílio do gabarito, de
modo que o ponto de contato da concha com a base esteja 10 mm acima da base, quando aquela
Figura 5 - Limites de Atterberg.

19
estiver no ponto mais alto do seu curso. Após o ajuste e o aperto dos parafusos, testar o ajuste
girando rapidamente a manivela várias vezes e verificar novamente a altura de queda da concha.
A) Tomar cerca de 100 g de amostra seca ao ar e passada na peneira de 0,42 mm.
B) Colocar a amostra na cápsula de porcelana, adicionar água destilada em pequenos
incrementos, amassando e revolvendo, vigorosa e continuamente com auxílio da espátula,
de forma a obter uma pasta homogênea, com consistência tal que sejam necessários da
ordem de 35 golpes para fechara ranhura.
NOTA: O tempo de homogeneização deve estar compreendido entre 15 min e 30 min, sendo o
maior intervalo de tempo para solos mais argilosos.
C) Transferir parte da mistura para a concha, moldando-a de forma que na parte central a
espessura seja da ordem de 10 mm. Realizar esta operação de maneira que não fiquem
bolhas de ar no interior da mistura.
D) Retornar o excesso de solo para a cápsula.
E) Dividir a massa de solo em duas partes, passando o cinzel por meio desta, de maneira a
abrir uma ranhura em sua parte central, normalmente à articulação da concha, conforme
indicado na Figura 6. O cinzel deve ser deslocado perpendicularmente à superfície da
concha. Essa operação deve ser realizada com a concha na mão do operador e quando
houver dificuldade na abertura da ranhura, deve-se tentar obtê-la por passagens
sucessivas e cuidadosas do cinzel.
Figura 6 - Aspecto da ranhura. Fonte: ABNT NBR 6459/2015.
F) Recolocar, cuidadosamente, a concha no aparelho e golpeá-la contra a base, deixando-a
caírem queda livre, girando a manivela à razão de duas voltas por segundo.
G) Anotar na Tabela 9 o número de golpes necessário para que as bordas inferiores da
ranhura se unam ao longe de 13 mm de comprimento, aproximadamente.
H) Transferir, imediatamente, uma pequena quantidade do material para junto das bordas
que se uniram para um recipiente adequado para determinação de umidade.

20
I) Transferir o restante da massa para a cápsula de porcelana. Lavar e enxugar a concha e
o cinzel.
J) Adicionar água destilada à amostra e homogeneizar durante pelo menos 3 min,
amassando e revolvendo vigorosa e continuamente com o auxílio da espátula.
K) Repetir as operações, obtendo mais 4 pontos de ensaio, cobrindo o intervalo de 35 a 15
golpes.
NOTA: O ensaio deve ser executado em condições ambientais que minimizem a perda de
umidade do material por evaporação, preferencialmente em recintos climatizados.
5. Cálculos
O cálculo da umidade de cada ensaio é realizado conforme a Prática 2: Umidade pela estufa.
Tabela 9 – Cálculo da umidade dos pontos de ensaio de limite de liquidez.
Ponto nº = 01 02 03 04 05
Cápsula nº =
Cápsula (g) =
Cápsula + amostra úmida (g) =
Cápsula + amostra seca (g) =
Água (g) =
Solo (g) =
Umidade (%) =
Número de golpes =
Com os resultados obtidos, utilizar a Figura 7 para construir um gráfico no qual as ordenadas
(em escala logarítmica) são os números de golpes e as abscissas (em escala aritmética) são os
teores de umidade correspondentes.
Traçar uma linha de tendência linear entre os pontos. O teor de umidade correspondente a 25
golpes é o limite de liquidez do solo. O resultado deve ser expresso em porcentagem,
aproximando para o número inteiro mais próximo.

21
Figura 7 - Gráfico para determinação do Limite de Liquidez.
LL = ________
6. Referências
ABNT NBR 6459:2016 – Solo — Determinação do limite de liquidez.
10
100
N°degolpes
Umidade (%)
Limite de Liquidez
25

22
Prática 6: Massa específica dos grãos sólidos
1. Introdução
A determinação da massa específica dos grãos sólidos é realizada através dos procedimentos da
norma ABNT NBR 6458/2016. Para determinação do volume dos grãos, utiliza-se o princípio de
que um corpo imerso em água desloca certo volume de líquido. Esse volume é obtido
indiretamente através de uma relação com o peso da água deslocada.
2. Definições
Massa específica dos grãos sólidos (ρs): também chamada de densidade real dos solos, é a relação
entre massa e volume de uma partícula individual de solo. Ou seja, desconsidera-se
completamente os vazios existentes no solo. É definida pela fórmula:
𝜌𝑠 =
𝑀𝑠
𝑉𝑠
3. Aparelhagem
A) peneira de 2,0 mm;
B) aparelho de dispersão;
C) balança que permita pesar nominalmente 200 g, com resolução de 0,01 g;
D) estufa capaz de manter a temperatura entre 105 °C e 110 °C;
E) picnômetro ou balão volumétrico com capacidade de 500 cm3
ou de 1000 cm3
;
F) termômetro graduado em 0,5°C, de 0°C a 60°C;
G) bomba de vácuo;
H) banho-maria;
I) conta gotas ou pipeta;
J) béquer de vidro com capacidade de 250 cm3
;
K) cápsulas para determinar umidade;
L) dessecador;
M) funil de vidro;
N) pegador de madeira;
A) Obter a amostra conforme Prática 1: Preparação de amostras.
B) Na preparação da amostra para o ensaio, tomar cerca de 250 g da amostra preparada de
acordo com a ABNT NBR 6457. A quantidade restante é utilizada para o segundo ensaio.

23
C) Homogeneizar a amostra. Pesar, com resolução de 0,01 g, quantidade tal que a massa
seca esteja em torno de 50 g para solos argilosos e siltosos, e de 60 g para solos arenosos,
quando for empregado picnômetro de 500 cm3
, e anotar a massa como M1. Quando o
ensaio for realizado com picnômetro de 1 000 cm3
, as quantidades de material a serem
tomadas são aproximadamente o dobro.
D) Colocar a amostra a ser ensaiada em cápsula com água destilada em quantidade suficiente
para completa imersão do material, durante 12 h, no mínimo.
E) Colocar a amostra a ser ensaiada em béquer de vidro com capacidade de 250 cm3
, com
água destilada em quantidade suficiente para completa imersão do material, durante 12
h, no mínimo.
F) Com o restante do material, efetuar a determinação da umidade, de acordo com a Prática
2: Umidade pela estufa.
G) Transferir a amostra para o copo de dispersão, lavando-se a cápsula com água destilada
para completa remoção do material, tomando-se a precaução de evitar perda.
H) Transferir a amostra para picnômetro ou balão volumétrico, com auxílio do funil de vidro,
lavando-se o copo de dispersão e o funil com água destilada para completa remoção do
material, tomando-se a precaução de evitar perda.
I) Adicionar água destilada até cerca de metade do volume do picnômetro ou balão
volumétrico.
J) Em seguida, aplicar vácuo de no mínimo 88 kPa (66 cm de Hg a 0 °C), durante pelo menos
15 min, agitando o picnômetro em intervalos regulares de tempo, ou procedendo a fase
de ebulição em chapa aquecida. Para o caso do emprego de chapa aquecida, manter por
no mínimo 20 min.
K) Adicionar água destilada até cerca de metade do volume do picnômetro ou balão
volumétrico.
L) Em seguida, aplicar vácuo de no mínimo 88 kPa (66 cm de Hg a 0 °C), durante pelo menos
15 min, agitando o picnômetro em intervalos regulares de tempo, ou procedendo a fase
de ebulição em chapa aquecida.
M) Acrescentar água destilada até cerca de 1 cm abaixo da base do gargalo e aplicar a pressão
de vácuo já referida, durante o mesmo intervalo de tempo. No caso de não se obter a
remoção total do ar aderente às partículas de determinados tipos de solo, deve-se colocar
o picnômetro ou balão volumétrico em banho-maria durante 30 min no mínimo,
adicionando-se água destilada para compensar a evaporação.
N) Adicionar água destilada até cerca de 1 cm abaixo da marca de calibração do picnômetro
ou balão volumétrico.
O) Deixar em seguida o picnômetro ou o balão volumétrico em repouso, até que a sua
temperatura se equilibre com a do ambiente.
P) Com o auxílio de um conta-gotas ou pipeta, adicionar água destilada no picnômetro ou
balão volumétrico até que a base do menisco coincida com a marca de referência.
Q) Enxugar a parte externa do picnômetro e a parte interna do gargalo acima do menisco.
R) Pesar o conjunto (picnômetro ou balão volumétrico + solo + água), com resolução de 0,01
g, e anotar como M2.

24
S) Determinar, logo em seguida, com resolução de 0,1 °C, a temperatura T do conteúdo do
picnômetro ou balão volumétrico. Com este valor, obter na curva de calibração
correspondente, com resolução de 0,01 g, a massa do picnômetro ou balão volumétrico
cheio de água até a marca de referência, e anotar como M3.
5. Cálculos
Tabela 10 - Cálculos da massa específica dos grãos sólidos.
Picnômetro ou balão volumétrico Nº
Temperatura (°C)
M1 (g)
M2 (g)
M3 (g)
𝜌 𝑤,𝑡 (g/cm3
)
ρs,t (g/cm3
)
Média de ρs,t* (g/cm3
)
*Média de no mínimo dois valores que não diferem de 0,009.
A massa específica dos grãos sólidos à temperatura t ( 𝜌𝑠,𝑡) é dada pela seguinte fórmula:
𝜌𝑠 =
𝑀1 × 100/(100 + 𝑤)
[𝑀1 × 100/(100 + 𝑤)] + (𝑀3 − 𝑀2)
× 𝜌 𝑤,𝑡
Onde:
• 𝜌𝑠 = massa específica dos grãos sólidos, em g/cm3
;
• M1 = massa do solo úmido, em g;
• M2 = massa do picnômetro ou balão volumétrico + solo + água, à temperatura T de
ensaio, em g;
• M3 = massa do picnômetro ou balão volumétrico cheio de água até a marca de referência,
à temperatura T de ensaio, em g;
• w = umidade inicial da amostra;
• 𝜌 𝑤,𝑡 = massa específica da água à temperatura t, obtida na Tabela 11, em g/cm3
;

25
Tabela 11 - Massa específica da água, em g/cm3
entre 0 °C e 40 °C.
Fonte: NBR 6458/2016
6. Referências
ABNT NBR 6458:2016 – Solo — Grãos de pedregulho retidos na peneira de abertura 4,8 mm ―
Determinação da massa específica, da massa específica aparente e da absorção de água.

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