Alteração e alterabilidade

A alterabilidade é definida como a potencialidade, maior ou menor, da rocha a se alterar, ou seja, de apresentar maior ou menor modificação de suas propriedades ao longo do tempo. O grau de alteração afeta todas as propriedades de uma rocha, mas as de maior interesse como material de revestimento são o aumento da porosidade e da absorção d’água, a mudança dos aspectos estéticos e a diminuição da resistência mecânica.

Na avaliação da alterabilidade e da influência do grau de alteração nas propriedades da rocha diversas propriedades podem ser tomadas como parâmetros, assim como diversos procedimentos podem ser adotados para este fim. Algumas propriedades são relativamente de fácil determinação, enquanto outras não. Alguns procedimentos utilizam equipamentos simples, enquanto outros, equipamentos complexos. A utilidade dos resultados dependerá, entretanto, da escolha do critério que mais adequadamente forneça as informações que mais se aproximem das expectativas do comportamento dos materiais rochosos, previstos para as diversas funções num revestimento (FRAZÃO, 2012).

5.4.8.1 Índices de alteração e alterabilidade

O grau de alteração e a alterabilidade podem ser avaliados por análises petrográficas e mineralógicas e por ensaios físicos e físico-mecânicos.

Resume-se a seguir os procedimentos sugeridos por diversos pesquisadores para esse fim, conforme Frazão (1993) e Frazão & Augusto Junior (1994).

a) Relação entre minerais sãos e minerais alterados, estado microfissural e minerais secundários

A partir de análises petrográficas, pode-se qualificar e quantificar os minerais sãos e alterados de uma rocha, além de se avaliar o estado microfissural e determinar-se o teor de minerais secundários. A partir dessas informações pode-se estabelecer um índice que revele o grau de alteração de uma rocha, denominado índice micropetrográfico de alteração (Kp), conforme Aires Barros (1969):

Kp = s secundário minerais % fissuras de % alterados minerais % sãos minerais % + +

Quanto menor o valor de Kp, maior será o grau de alteração da rocha.

Este procedimento pode ser adotado tanto para seleção de rochas destinadas a revestimentos, como para avaliar a intensidade da alteração eventualmente instalada na rocha após algum tempo de uso.

b) Variação dos valores de índices físicos

A massa específica aparente de uma rocha diminui à medida que a alteração aumenta, enquanto cresce a porosidade e a capacidade de absorção d’água. Relacionando os valores dessas propriedades a um dado estado de alteração com o valor apresentado pela rocha no estado inicial, podem ser estabelecidos índices que caracterizam o grau de alteração da rocha, conforme Frazão (1993):

Índice de massa específica aparente (Iδ)

Iδ = o x o δ δ δ −

onde: δo = massa específica aparente da rocha sã; δx = massa específica da rocha num dado estado de alteração.

Índice de porosidade aparente (Iη) Iη = x o x η η η −

onde: ηo = porosidade aparente da rocha sã; ηx = porosidade aparente da rocha a um dado estado de alteração.

Índice de absorção d’água (Iα)

Iα = x o x α α − α

onde: αo = absorção d’água da rocha sã; αx = absorção d’água da rocha a um dado estado de alteração.

c) Variação da resistência

Quando uma rocha se altera, ocorre uma diminuição de sua resistência mecânica. Relacionando os valores de resistência da rocha sã com os valores apresentados pela rocha num dado estado de alteração (IR), pode-se estabelecer um índice que caracterize seu grau de alteração, conforme Frazão (1993):

IR = o x o R R R −

onde: Ro = resistência da rocha sã; Rx = resistência da rocha a um dado estado de alteração.

Este índice varia de zero (rocha sã) a um (rocha alterada). 5.4.8.2 Procedimentos para ensaios de alteração

São diversos os ensaios utilizados para avaliar a alterabilidade de rochas. Utilizam- se ensaios acelerados em laboratório e investigações nas condições quase-naturais. Estas são as mais recomendadas por representarem condições mais próximas daquelas à que as rochas serão submetidas. Por serem demorados são, entretanto, pouco utilizados quando há exigência de se obter informações em pequeno intervalo de tempo. Se ensaios quase-naturais forem viáveis, é recomendável, entretanto, que as amostras sejam deixadas sob as condições atmosféricas da região onde a própria obra está, ou será instalada, e que um criterioso monitoramento seja feito durante o transcorrer dos ensaios (FRAZÃO, 2012).

Os ensaios acelerados, apesar de mais adequados para obtenção de informações expeditas, requerem, por outro lado, que os resultados sejam criteriosamente analisados, devido às conseqüências do exagero das solicitações imposto às rochas.

Quanto aos procedimentos destes ensaios, se podem adotar qualquer um dentre os mencionados a seguir (FRAZÃO et al., 2002):

a) Saturação em água, nas condições ambientais do laboratório, e secagem em estufa, a 60ºC, executado em ciclos de 24/24 horas; o número total de

ciclos é estabelecido em função das características das amostras e das condições de serviço previstas para as mesmas, mas não deve ser inferior a 30 ciclos. Ilustração deste tipo de ensaio é exemplificado para fragmentos de rocha na Figura 5.8A,B;

b) Lixiviação contínua em extratores Soxhlet (Figura 5.8C), onde as amostras são submetidas à percolação em água aquecida a cerca de 60-70º C, em número de ciclos não inferior a 100;

(A) (B)

(C)

Figura 5.8 – Esquema ilustrativo de ensaios de alteração acelerada (saturação em água e secagem em estufa: (A) Recipientes telados com as amostras a serem submetidas à saturação em água e (B) Amostras saturadas a serem colocadas em estufa. Em (C) Extrator “Soxhlet” para ensaios de lixiviação contínua. Laboratório de Geologia de Engenharia do Departamento de Geotecnia da EESC/USP.

c) Saturação em solução de sulfato de sódio ou de magnésio e aquecimento em estufa a 110 ºC; o número de ciclos é variável, mas informações confiáveis já podem ser obtidas após 5 ciclos. Pode-se usar as diretrizes da NBR 5564 - Anexo C (ABNT, 2014) ou EN 12370 (BSI, 1999);

d) Saturação em água nas condições ambientais do laboratório e congelamento a temperatura menor que -15ºC; é recomendado o número mínimo de 25 ciclos para obtenção de informações confiáveis, conforme NBR 15845 – Parte 4 (ABNT, 2015h) ou EN 12371 (BSI, 2010).

Qualquer um desses ensaios pode ser acompanhado com medidas da variação das propriedades físicas ou físico-mecânicas das rochas.

As amostras devem ser sempre preparadas nas características de tamanhos e quantidades requeridos para os ensaios físicos ou físico-mecânicos escolhidos para avaliação dos resultados.

Frascá (2004) indica diversos ensaios de alteração a serem executados em placas, como critério para previsão de desempenho quanto à durabilidade, quais sejam:

a) Simulação de intemperismo, por meio da exposição de corpos-de-prova de placas de rocha, destinadas a fachadas, à radiação ultravioleta e à atmosfera úmida, em câmara climática, para verificar a possibilidade de ocorrência de mudanças de cor e fotodegradação de resinas. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-de-prova ensaiados e não ensaiados.

b) Simulação de climas marítimos, por exposição de corpos-de-prova de placas de rochas, destinadas a fachadas, à névoa salina, por no mínimo 30 dias. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-de- prova ensaiados e não ensaiados.

c) Simulação de climas urbanos poluídos, por exposição de corpos-de-prova de placas de rocha em câmara com atmosfera úmida em presença de ácido sulfúrico, acompanhado de aquecimento por 8h seguido de ventilação por 16h, com no mínimo 30 ciclos de 24/24h. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-de-prova ensaiados e não ensaiados.

d) Ensaio de choque térmico, pela sujeição de corpos-de-prova de placas de rocha ao aquecimento de 105º C e resfriamento brusco em água a 25º C. A avaliação é feita por meio visual e ou por determinação da resistência mecânica, conforme EN 14066 (BSI, 2013).

e) Ensaio de cristalização de sais, em corpos de corpos-de-prova submetidos à imersão parcial em sais para verificação da ocorrência de eflorescências e sub-eflorescências, após secagem, e sua eventual ação deletéria. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-de- prova ensaiados e não ensaiados.

f) Ensaio de resistência ao ataque químico direto, em corpos-de-prova de placa de rocha, cuja superfície polida é sujeita ao contato com reagentes presentes nos produtos de limpeza. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre setores da superfície ensaiados e os não ensaiados. O procedimento segue a NBR 13818 - Anexo H (ABNT, 1997a).

Na pesquisa de Frascá e Yamamoto (2014) é apresentado alguns ensaios de alteração acelerada para o estudo da deterioração de rochas graníticas em edificações e monumentos.