Caracterização do Grés de Silves – Pedreira

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Como anteriormente verificado, de uma forma geral os arenitos apresentavam valores de porosidade muito diversos, compreendidos entre 1% e 33% (Siegesmund et al., 2012). De acordo com esse estudo, o Grés de Silves apresenta um valor médio de porosidade (23 %) similar ao de outras variedades de arenitos estudados,mas acima da média (16,8%), Tabela 2.1.

O coeficiente de saturação do Grés da Silves é da ordem de 67% e corresponde à razão entre o teor em água após 48 de imersão em água e o teor em água máximo obtido sob vácuo. Ou seja, este arenito tem capacidade para absorver, à pressão atmosférica, 67% da quantidade máxima de água que o seu espaço poroso consegue reter.

O grau de saturação crítico é definido como o grau de saturação que origina uma rápida desintegração da rocha quando submetida a temperaturas negativas. Este é aproximadamente 80%, para a maioria das rochas. O coeficiente de saturação obtido para o Grés de Silves, de 67%, sugere que esta pedra poderá não sofrer uma rápida desintegração quando submetida a temperaturas negativas. Em casos de graus de saturação inferiores ao crítico o espaço poroso sem água “absorve” a pressão provocada pelo aumento de volume da água quando congela.

A Figura 5.1 apresentada as curvas de absorção de água por capilaridade obtidas na totalidade dos provetes do Blocos 1 e 2. Ao contrário das outras propriedades físicas apresentadas, a cinética de absorção de água por capilaridade do Grés de Silves apresenta alguma variabilidade, uma vez que o desvio-padrão dos valores do coeficiente de capilaridade dos Blocos 1 e 2 são da ordem de 20% e 17% dos valores médios respetivos (Tabela 5.2).

Figura 5.1: Curvas de absorção de água por capilaridade – Pedreira: Bloco 1 e Bloco 2.

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Ainda sobre a interconectividade da estrutura porosa, durante a fase de trabalho experimental, observou-se que durante a imersão dos provetes em água, o ar do espaço poroso que precisava de sair devido à entrada de água, criava um fluxo alinhado e contínuo de pequenas bolhas de ar, como mostra a Figura 5.2.

O ensaio de determinação da velocidade de propagação de ondas ultrassons é um método indireto de caráter não destrutivo, e como tal, é importante no estudo e investigação de monumentos históricos. Este ensaio encontra várias aplicações, sendo usado na avaliação da eficácia da ação consolidante, ou no reconhecimento de vazios, fissuras ou anisotropias (Teotónio, 2018; El-Gohary, 2012). Para o mesmo tipo de rochas, é geralmente encontrada uma boa correlação entre a velocidade de propagação das ondas ultrassons e a resistência à compressão.

No presente estudo, a velocidade de propagação das ondas ultrassons (US) foi medida nos provetes secos e nos provetes saturados nas direções x, y e z, tal como descrito no subcapítulo 4.2.2. do capítulo anterior. A Tabela 5.3 apresenta o valor médio e o desvio padrão dos resultados das medições dos provetes secos e saturados.

Bloco 1

(n=24) Bloco 2

(n=21) Bloco 1

(n=24) Bloco 2 (n=21)

Velocidade US secos (m/s)

X 3201

± 133

3382

± 232

Velocidade US saturados

(m/s)

X 3115

± 146

3351

± 71

Y 3291

± 97 3442

± 95 Y 3220

± 127 3398

± 85

Z 2912

± 103 3090

± 150 Z 3098

± 115 3300

± 90 Figura 5.2: Interconetividade da estrutura porosa na

direção z, fluxo continuo de bolhas de ar a sair do provete quando submerso em água.

Tabela 5.3: Velocidade de propagação dos ultrassons em provetes secos e saturados, nas direções x, y e z.

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A propagação das ondas US através do Grés de Silves registou velocidades de cerca de 3200-3400 m/s nas direções x e y e de 2900-3300 m/s na direção z.

Os gráficos da Figura 5.3 traduzem a informação da Tabela 5.3, o gráfico da direita mostra os resultados do ensaio realizado nos provetes secos, enquanto que o gráfico da esquerda mostra os resultados dos provetes saturados.

Em geral, o bloco 2 apresenta velocidades de propagação de ondas US ligeiramente superiores às velocidades medidas no bloco 1. Esta desigualdade não está relacionada com diferenças no valor de porosidade, uma vez que os blocos apresentam uma porosidade média semelhante (22,7% para o bloco 1 e 22,8% para o bloco 2).

Tanto no bloco 1 como no bloco 2, verifica-se que a direção z (direção ortogonal aos planos de estratificação) apresenta velocidades de propagação de US inferiores às medidas nas direções x e y. A desigualdade de comportamento nas distintas direções denota a anisotropia do material Grés de Silves que estará associada aos planos de estratificação, típicos de algumas variedades de rochas sedimentares.

A Figura 5.4 compara os resultados da velocidade média em meio seco e meio saturados nas direções x, y e z para a globalidade dos provetes da pedreira.

3115 3220 3350 3398 32273305

2960 3152 3052

Bloco 1 Bloco 2 Global

velocidade US (m/s)

Velocidade US saturados (m/s)

x y z

3201 3291 33823442 3287 3363

2912 3090 2997

Bloco 1 Bloco 2 Global

Velocidade US secos (m/s)

x y z

Figura 5.3: Valor médio da velocidade de propagação de ultrassons, segundo as direções x, y e z, em provetes secos e saturados – Grés de Silves da pedreira.

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Figura 5.4: Gráfico comparativo da velocidade de propagação das ondas ultrassons nas direções x, y e z para os provetes secos e saturados.

Da Figura 5.4 observa-se que, para as direções x e y, a velocidade de propagação em meio seco é ligeiramente superior à velocidade em meio saturado, ao contrário do que se observa na direção z: a velocidade de propagação das ondas US em meio seco é inferior à verificada em meio saturado.

O diferente comportamento da direção z comparativamente às direções x e y confirma o comportamento anisotrópico do Grés de Silves. O aumento de velocidade dos provetes saturados, relativamente aos provetes secos verificado na direção z indica a interconectividade da estrutura porosa que ocorre na direção ortogonal a esta. Quando o ensaio é realizado nos provetes secos, o vazio do espaço poroso retarda a chegada do sinal ultrassónico. No entanto, quando o ensaio é realizado nos provetes saturados, o espaço poroso é preenchido por água, acelerando a velocidade de propagação das ondas ultrassónicas na direção z.

5.1.2 Caracterização colorimétrica

Na Tabela 5.4 apresentam-se os resultados do ensaio de caraterização colorimétrica, descrito no subcapítulo 4.2.3.

Tabela 5.3: Caraterização colorimétrica dos provetes da Pedreira.

Bloco 1

(n=24) Bloco 2

(n=21) Global (n=45)

L* 40,4 39,4 40,0

a* 15,5 17,2 16,4

b* 12,8 14,9 13,8

C* 20,1 22,8 21,4

3287 3363

3227 3305 2997

3052

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

x y z

velocidade US (m/s)

velocidade US secos-saturados (m/s) nas direcções x , y , z

seco saturado

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Os resultados mostram que as coordenadas medidas nos Blocos 1 e 2 são muito semelhantes, evidenciando a homogeneidade do material Grés de Silves da pedreira. Os parâmetros a* e b* positivos caracterizam o Grés de Silves como tendo uma cor do primeiro quadrante do círculo da Figura 5.5, entre o vermelho e o amarelo. Uma vez que a coordenada a* é ligeiramente superior à coordenada b*, trata-se de um tom laranja avermelhado. A coordenada L*, que assume um valor próximo de 40,0 indica-nos que o Grés de Silves da Pedreira apresenta uma tonalidade ligeiramente escura.