INSPEÇÃO VISUAL DOS SOLOS

15 de outubro de 2015

É interessante se conhecer o funcionamento dos solos mesmo que tratemos de concretos, se ler tudo irá notar o que digo...



O objetivo deste anexo é promover um primeiro contato com os solos, sem rigor científico. Devem-se comparar amostras de solos (argilas gordas, siltes, areias) cujas características são bem nítidas. São oferecidas sugestões sobre como olhar, apalpar, cheirar ou ouvir o óbvio que tais amostras podem informar. 

Os sentidos deverão ser usados para executar uma identificação grosseira, usando esta primeira tentativa para facilitar a compreensão das aulas teóricas. Mais tarde será estudada a classificação dos solos de forma rigorosa. Recomenda-se ao futuro engenheiro praticar os termos usados em sua profissão e (repetir com frequência os procedimentos), para descobrir e aprender sem necessitar memorizações fatigantes.

O QUE OBSERVAR?

1. TEOR DE UMIDADE (h) ou (w): A relação percentual do peso de água contida em uma amostra de solo e o peso das partículas dessa amostra de solo, cuja determinação precisa será vista mais tarde, pode ser qualitativamente estimada pela cor (mais escura ou mais clara) de um solo, por comparação, se já o tivermos observado completamente seco e saturado.  

Também pelo tato, apertando-o nas mãos, esfregando o e observando o aparecimento do brilho característico de umidade. A facilidade de moldagem, no caso de argilas, dá uma boa indicação do teor de umidade de solos que já conhecemos. Até o odor é característico.

2. TEXTURA é o tamanho relativo dos grãos que constituem a fase sólida dos solos. Sua medida é chamada GRANULOMETRIA. A textura de um solo pode ser avaliada de forma grosseira pelo tato.

Pedregulhos têm diâmetros máximos entre 2,0 mm e 60 mm e podem ser identificados visualmente.

Sua forma e compacidade são importantes do ponto de vista de sua utilização. Outras partículas “macro”, como as de mica (ou malacacheta), têm forma de lâminas delgadas e flexíveis, com brilho característico.

Areias (diâmetro dos grãos varia de 0,06 a 2,00 mm) dão ao tato uma sensação de aspereza. Apenas seus maiores grãos são visíveis a olho nu. A audição pode auxiliar a identificação: as areias, quando esfregadas, produzem um rangido característico.

Partículas de tamanho igual ou menor que as do silte não podem ser identificadas a olho nu, e individualmente são imperceptíveis ao tato. O tamanho dos grãos de silte (0.002 a 0,06 mm) os torna invisíveis ao olho nu, como as argilas. O formato dos grãos de silte também difere do formato dos de argila:

são arredondados como os grãos de areia de praia (e menores), enquanto a maior parte dos de argila tem semelhança com placas de vidro ou lâminas gilete. Seca e destorroada, a sensação táctil de uma porção de silte ou de argila assemelha-se a de talco para bebês.

Argilas (diâmetro máximo dos grãos < 0,002 mm) molhadas escorregam como sabão. Ao secar tendem a formar torrões de difícil desagregação.

3. COESÃO é a resistência que a fração argilosa empresta ao solo, pela qual ele se torna capaz de se manter coeso, em forma de torrões ou blocos, podendo ser cortado ou moldado em formas diversas e manter essa forma. A coesão é definida por Milton Vargas como a maior ou menor resistência que um torrão de argila apresenta ao se tentar deformá-lo.

Solos com essa propriedade denominam-se coesivos. Solos não coesivos, como areias e pedregulhos, esboroam-se facilmente ao serem cortados ou escavados. A NBR6502/95 define coesão como: “parcela de resistência ao cisalhamento de um solo, independente da tensão efetiva normal atuante, provocada pela atração físico-química entre partículas ou pela cimentação destas”.

Várias teorias explicam a coesão, sendo uma das mais simples a que se baseiam na água adsorvida pelos grãos de argila, descrita na página 30 do livro “Introdução à Mecânica dos Solos”, de Milton Vargas:

A água, em contato com a superfície de uma partícula adere a ela, com tal força que se torna “sólida” e passa a ter a mesma carga eletrostática que ela. Essa força de adesão pode enorme: nas menores partículas de argila pode atingir a ordem de grandeza de vinte toneladas por centímetro quadrado. Em contato com a água adesiva de outra partícula (de sinal contrário), gruda nesta, com força inversamente proporcional ao diâmetro das partículas e à distancia entre seus pontos mais próximos (aqui chamados pontos de contato).

Parece evidente que também seja diretamente proporcional ao número de “pontos de contato” (ou área de contato). Se as partículas são arredondadas, são poucos esses pontos. Quando as partículas são lamelares, a área em contato é grande. Por isso, as partículas lamelares das argilas aumentam sua coesão após serem amassadas quando úmidas (arrumadas), e perderem parte de sua umidade (o que as aproxima, provocando contração dos torrões). Observe que uma alta umidade nas argilas diminui a coesão, por aumentar a distancia entre as partículas, mas quando completamente seca, não há água adesiva colando-se à outra água adesiva, e os torrões se fraturam ou pulverizam com facilidade.

Por exemplo, telhas, tijolos ou cerâmicas atingem sua maior resistência a esforços quando são retirados dos fornos de secagem quando estão “quase secos”. Se ficassem totalmente secos, teriam sua resistência muito diminuída.

4. COMPACIDADE é um índice para os solos grossos que indica se as partículas sólidas estão mais – ou menos – arrumadas e próximas umas das outras, com consequente redução no volume de vazios e na porosidade. A compacidade altera a permeabilidade (capacidade do solo de deixar-se atravessar pela água).

Nos solos finos têm como correspondente o grau de COMPACTAÇÃO.

5. PLASTICIDADE, uma característica dos solos finos, é a capacidade do solo de poder ser moldado sem alteração de volume. Depende da umidade presente e da forma, do tamanho e da composição química dos grãos que o constituem, bem como de sua granulometria.

Numa amostra de solo, podemos obter uma primeira avaliação de sua plasticidade amassando-a nas mãos: uma areia molhada pode ser razoavelmente esculpida, mas não lhe podemos dar forma suficientemente elaborada para que possa ser considerada plástica. No ensaio para a determinação da plasticidade, veremos não ser possível moldar (por rolamento) uma massa de areia na forma padrão que define a condição de plasticidade. Argilas úmidas podem ser moldadas, mantendo sua forma depois de cessada a pressão que lhes deu forma.

Ao perder umidade, as argilas passam do estado plástico para o estado semi-sólido, em que não mais podem ser moldadas, e tem desagregação difícil. Secando mais, para um estado sólido (quando não mais sofrem retração com a perda de umidade), como as telhas e cerâmicas. Se demasiadamente molhadas, podem atingir o estado líquido, passando a fluir como um líquido viscoso.

Não confundir coesão com plasticidade, nem plasticidade com compressibilidade. A compressibilidade de um solo (fino) é função do volume de vazios que ele apresenta, que, por uma pressão ativa exercida sobre ele (compactação) pode ser reduzido, por aproximação dos grãos. 

Tanto argilas quanto areias, pedregulhos e até massas de blocos de rocha podem ter diminuído o volume de vazios, com a finalidade de aumentar sua estabilidade e resistência ao cisalhamento. Nos solos coesivos, isto é conseguido por compressão e amassamento. Nos granulares, por vibração.

6. Além da umidade, a intensidade da COR de um solo oferece indicação da presença de matéria orgânica (origem vegetal ou animal), indicada por cor escura, com partículas pretas, pardas ou roxas. A presença de manchas variegadas ou cinzentas (observadas ao natural, no campo) pode indicar a presença de impedimentos à drenagem.

Matizes avermelhados ou amarelos sugerem presença de óxidos de ferro, que por sua vez são indicadores de boa permeabilidade. Serpentinas e cloritas (tom esverdeado), e o talco, branco ou branco-esverdeado, são silicatos, parentes próximos do quartzo (SiO2), que se apresenta sob cores diversas, função dos minerais presentes na ocasião de sua cristalização. A partir da cor, pode ser economizado bastante tempo na identificação (química) da origem de um solo (1).

As cores do solo matriz e de manchas são definidas por comparação, empregando a carta de Munsell, semelhante a cartas de fabricantes de tintas. Geralmente, a cor de um solo é definida durante o ensaio para a determinação do Limite de Contração, para o solo seco e para o solo saturado.

       (1)     Ref. “Notas de Aula”, Professor Avelino Gonçalves Koch Torres.

7. DUREZA é a capacidade de riscar outro material mais mole ou ser riscado por um material mais duro. A dureza é um dos atributos dos grãos dos minerais, utilizada em sua identificação, por comparação pela escala de Mohs.



8. O ODOR de solos orgânicos é característico. Até o SABOR poderia ser usado na identificação de solos ácidos (azedos) ou básicos (sabor semelhante ao do sabão), se não existissem os indicadores químicos.

9. FRIABILIDADE é a capacidade de fragmentação de uma partícula ou de um torrão. Torrões quase secos de silte apresentam fácil desagregação por pressão dos dedos, enquanto os de argila são muito menos friáveis. A observação da friabilidade é feita no ensaio de resistência a seco.

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