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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