🧱 Calculadoras

Atividade da Argila (Skempton)

Calcula a atividade da argila definida por Skempton, A = IP ÷ (% de partículas menores que 2 μm), a razão entre o índice de plasticidade do solo e a fração granulométrica realmente argilosa. Ela isola o efeito do mineral-argila do efeito da simples quantidade de finos: dois solos com o mesmo IP se comportam de formas muito diferentes se um deve sua plasticidade a pouca argila muito ativa e o outro a muita argila inerte. A classificação usual é A < 0,75 inativa (caulinita), 0,75 a 1,25 normal (ilita) e A > 1,25 ativa (montmorilonita), faixa em que se concentram os solos expansivos que empenam pavimentos e fundações rasas. Informe o índice de plasticidade e a fração de argila.

Índice de plasticidade IP (%) Fração de argila, partículas < 2 μm (%)

Resultado

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Atividade de Skempton: separar argila ativa de fino inerte

Dois solos podem chegar ao laboratório com o mesmo índice de plasticidade e se comportar de maneiras opostas na obra. Um deve a plasticidade a 15% de montmorilonita; o outro, a 60% de caulinita. O primeiro incha, levanta radier e empena pavimento; o segundo é chato de compactar e pouco mais que isso. O índice de plasticidade sozinho não separa os dois casos, e é por isso que o geotécnico divide o IP pela fração realmente argilosa antes de decidir se troca o material, estabiliza com cal ou aprofunda a fundação.

A definição de Skempton é A = IP ÷ (% de partículas menores que 2 μm). O IP vem dos limites de Atterberg — limite de liquidez menos limite de plasticidade, NBR 6459 e NBR 7180 — e a fração de argila vem do ensaio de sedimentação. As faixas de leitura são conhecidas: abaixo de 0,75 o solo é inativo, caulinítico, com atividade típica em torno de 0,4; entre 0,75 e 1,25 é normal, terreno da ilita; acima de 1,25 é ativo, e aí a montmorilonita cálcica fica entre 1,5 e 3 enquanto a sódica passa de 5. É nessa faixa alta que moram os solos expansivos.

A conta herda toda a incerteza dos dois ensaios que a alimentam. A porcentagem menor que 2 μm depende do defloculante, do tempo de repouso e da temperatura do ensaio de sedimentação, e varia entre laboratórios mais do que se gostaria. Há ainda a base de referência: o IP é medido na fração que passa na peneira de 0,42 mm, e tomar a porcentagem de argila sobre a amostra total, com pedregulho junto, infla a atividade. Ela indica o mineral provável, não o confirma — quem confirma é ensaio de expansão ou difração de raios X.

Perguntas frequentes

A = 0,800 com IP 32 e 40% de argila: que solo é esse?

Cai na faixa normal, de 0,75 a 1,25, compatível com ilita como argilomineral dominante. Na prática significa plasticidade alta vinda de bastante argila de atividade média, e não de pouca argila muito expansiva: um material trabalhoso de compactar, com alguma variação volumétrica sazonal, mas longe do comportamento de uma montmorilonita sódica. Se o mesmo IP de 32 viesse acompanhado de só 12% de argila, a atividade daria 2,67 e a leitura mudaria para solo expansivo, com risco para pavimento e fundação rasa.

A porcentagem de argila é sobre a amostra total ou sobre o material fino?

O ideal é que ela se refira à mesma amostra sobre a qual o índice de plasticidade foi determinado, ou seja, o material passante na peneira de 0,42 mm. Como a granulometria costuma ser reportada sobre a amostra total, em solo com pedregulho ou areia grossa a fração de argila aparece diluída e a atividade sai maior do que é. Nesse caso, recalcule a porcentagem de argila em relação à massa que passa na peneira antes de digitar aqui: a correção chega a mudar de classe solos com mais de 20% de grosso.

IP igual a zero é aceito? E fração de argila acima de 100?

IP zero é aceito e devolve A = 0,000, mas isso só diz que o solo é não plástico: a leitura mineralógica não se aplica e classificar o material como argila inativa nesse caso seria erro. Fração de argila em zero, negativa ou acima de 100 é recusada com a mensagem 'Confira os valores informados.', já que o campo é percentual. Cuidado também com a vírgula: digitar 0,40 em vez de 40 na fração multiplica a atividade por cem e joga o solo numa classe que não é a dele.

Ferramentas Relacionadas

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Índice de Grupo do Solo (HRB/AASHTO)

Calcula o índice de grupo da classificação HRB/AASHTO M 145, aquele número entre parênteses que acompanha a sigla do solo no relatório de sondagem: IG = 0,2a + 0,005ac + 0,01bd, em que a e b saem da porcentagem que passa na peneira nº 200 e c e d saem do limite de liquidez e do índice de plasticidade. Cada parcela entra truncada — a e b de 0 a 40, c e d de 0 a 20 — e o resultado é arredondado para inteiro e nunca fica negativo, o que faz o índice variar de 0 a 20. Quanto maior o índice de grupo, pior o solo como subleito: 0 aponta material granular limpo e bem comportado, valores acima de 12 apontam argila plástica que só serve depois de substituída ou estabilizada, e é esse número que entra nos ábacos de espessura de pavimento. Foi adotada a fórmula completa, com as duas parcelas; para os subgrupos A-2-6 e A-2-7 a norma manda usar apenas a parcela 0,01bd, e o resultado é o mesmo: todo solo A-2 tem no máximo 35% passando na peneira nº 200, que é justamente onde a parcela a zera, então as duas primeiras parcelas somem sozinhas. Informe a porcentagem que passa na peneira nº 200, o limite de liquidez e o índice de plasticidade.

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Índice de Tração do Papel

Calcula o índice de tração do papel, índice = resistência à tração (N/m) / gramatura (g/m²), em N·m/g, normalizando a resistência pela gramatura para permitir comparar papéis de pesos diferentes. É uma das propriedades mecânicas mais importantes, ligada à resistência das fibras, à ligação entre elas e ao refino. Papéis para embalagem e sacos exigem alto índice de tração. Informe a resistência à tração e a gramatura.

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CBR — Índice de Suporte Califórnia

Calcula o CBR de um solo comparando a pressão medida no ensaio de penetração com a pressão da brita padrão: 6,9 MPa em 2,54 mm e 10,3 MPa em 5,08 mm. Por norma vale o MAIOR dos dois valores, e não apenas o de 2,54 mm — é a pegadinha que mais aparece em relatório de sondagem. Informe as duas pressões medidas.

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Volume de Argila pelo Raio Gama (Larionov)

Estima o volume de argila de uma formação a partir do perfil de raios gama, primeiro passo de toda avaliação petrofísica de poço. O cálculo normaliza a leitura da zona entre a areia mais limpa e o folhelho mais radioativo do intervalo, obtendo o índice de raios gama IGR = (GR − GR mínimo) ÷ (GR máximo − GR mínimo), e em seguida aplica a curva não linear de Larionov, Vsh = 0,083 × (2^(3,7 × IGR) − 1). O número devolvido é a fração do volume de rocha ocupada por argila, em porcentagem: intervalos acima de 30 a 40% costumam ser descartados como reservatório, e o valor alimenta depois as correções de porosidade e de saturação de água em areias argilosas. Foi adotada a curva de Larionov para rochas terciárias, pouco consolidadas, que é a usual em bacias sedimentares jovens; para rochas mesozoicas ou mais antigas a literatura usa Vsh = 0,33 × (2^(2 × IGR) − 1), que devolve volumes bem maiores para o mesmo IGR. Informe a leitura de raios gama da zona, a leitura mínima e a leitura máxima do intervalo.

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Atrito Negativo em Estaca

Calcula a força de atrito negativo (downdrag) em uma estaca, F_n = f_n·A_s, a partir do atrito negativo unitário f_n (kPa) e da área da superfície lateral afetada A_s (m²). O atrito negativo é um fenômeno PERIGOSO e contraintuitivo: normalmente o atrito lateral AJUDA a estaca (resiste à carga, atrito positivo, solo segurando a estaca para cima); mas quando o SOLO ao redor RECALCA MAIS que a estaca — o que ocorre quando há uma camada de solo mole em adensamento (por um aterro recente sobreposto, rebaixamento do lençol freático, ou adensamento natural) —, o solo 'desce' em relação à estaca e, em vez de segurá-la, PUXA a estaca para BAIXO por atrito. Esse atrito negativo NÃO é uma resistência: é uma CARGA ADICIONAL imposta à estaca, que se soma à carga da estrutura e precisa ser suportada pela ponta e pelo atrito positivo das camadas profundas. Ignorar o atrito negativo é uma causa clássica de recalque excessivo ou ruptura de estacas em terrenos com solo mole e aterros. As medidas de mitigação incluem revestir a estaca com material betuminoso (reduzindo f_n) na zona afetada, ou simplesmente dimensionar a estaca para suportar a carga extra. Calcular F_n é essencial em qualquer projeto de fundação profunda em terreno com camadas compressíveis em adensamento. Informe o atrito negativo unitário e a área lateral afetada.

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Diâmetro Ideal de Temperabilidade (ASTM A255)

Calcula o diâmetro ideal D_I de Grossmann pelo método de temperabilidade calculada da ASTM A255: parte do diâmetro base do carbono, D_I = 0,54·√(%C) polegadas para grão austenítico ASTM nº 7, e o multiplica pelos fatores de liga (1 + 3,3333·Mn)·(1 + 0,7·Si)·(1 + 2,16·Cr)·(1 + 0,363·Ni)·(1 + 3,0·Mo). O resultado, já convertido para milímetros, é o diâmetro da barra que ainda temperaria com 50 % de martensita no centro se o meio de resfriamento fosse ideal — ou seja, é o índice que ordena aços pela PROFUNDIDADE de endurecimento, e não pela dureza máxima, que depende praticamente só do carbono. Como os fatores são multiplicativos e não aditivos, 1 % de manganês sozinho já multiplica a temperabilidade por 4,33, enquanto o mesmo 1 % de níquel a aumenta em apenas 36 % — a ordem de potência é manganês, molibdênio, cromo, silício e níquel, e é ela que explica por que o níquel entra nos aços de construção mecânica pela tenacidade, não pela temperabilidade. Vale um aviso de leitura: o D_I é o diâmetro que temperaria num meio ideal, de severidade infinita — em óleo o diâmetro crítico real fica entre um terço e metade dele. O fator do manganês vale até 1,2 %, acima do qual a norma troca de expressão, e a página recusa a partir daí. Informe os teores de carbono, manganês, silício, cromo, níquel e molibdênio.

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