CARACTERIZAÇÃO MICRO-ESTRUTURAL DE AMOSTRAS DE PEDRAS CARIRI.
D.L. Costa(1,a); I.M.M. Fernandes(1); R.M.C. FARIAS(1), A.N.S. Braga(1), R.R. Menezes(1), G.A. Neves(1)
1Unidade Acadêmica de Engenharia de Materiais – CCT, UFCG, UAEMa/CCT/UFCG. Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó. Caixa Postal: 10034. Campina Grande - PB, 58109-970.
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danubialisboa@gmail.com
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Unidade Acadêmica de Engenharia de Materiais – CCT, UFCG
RESUMO
As rochas ornamentais estão entre as mais promissoras áreas de negócios do setor mineral, surgindo assim a necessidade de que além da beleza estética, houvesse investimentos em qualidade, segurança e caracterização em seus diversos campos de aplicação. Com base nisso, este trabalho tem como objetivo a caracterização microestrutural de uma classe dessas rochas: as Pedras Cariri, também conhecidas como limestone, que são rochas calcáreas compostas basicamente de carbonato de cálcio e de magnésio, podendo porém apresentar variações devido a sua origem. Para isso, foram estudadas quatro amostras sendo duas da Chapada do Apodi e duas da Chapada do Araripe, caracterizadas fisicamente e micro estruturalmente através de ensaios de análise química, difração de raio X, micrografia ótica e porosimetria. Os resultados demonstram que os calcários são calcíticos e dolomíticos, apresentam porosidade variando de 5 a 15%, com concentração de poros entre 100nm e 10m e muita heterogeneidade microestrutural.
Palavras-chave: Rochas ornamentais; Caracterização; Pedras Cariri; Limestone.
INTRODUÇÃO
Principais componentes da parte sólida da crosta terrestre, as rochas ornamentais constituíram-se por toda a história da humanidade num dos mais importantes materiais de construção empregados pelo homem, que aprendeu, ao longo dos tempos, a extraí-las e trabalha-las, criando não só construções e abrigos
como monumentos. Para tanto, contudo, indispensável o conhecimento das suas características tecnológicas, químicas e mecânicas além dos aspectos de cor e texturas, pois estas propriedades são, em última análise, as diretrizes básicas que norteiam e determinam seu emprego(1,2).
As rochas ornamentais e de revestimento são produzidas através de sua extração nas pedreiras na forma de blocos paralelepípedos de granitos, conglomerados, vulcânicas alcalinas, calcários, calciossilicáticas, mármores, quartzitos, sienito, migmatito, quadrtzito, entre outros. Do ponto de vista comercial, as rochas ornamentais e de revestimento são basicamente classificadas em granitos
e mármores(3). O Calcário é uma rocha predominantemente formada por carbonato
de cálcio, sendo que ele pode aparecer na forma de calcita ou aragonita. A aragonita
(CaCO3) possui a mesma composição química da calcita (CaCO3), entretanto, difere
na estrutura cristalina. Seu aproveitamento econômico acontece apenas para os depósitos de conchas calcárias e oolitas(4).
Conforme sua origem, os Calcários são classificados em metamórficos e sedimentares. Os minerais mais freqüentemente encontrados nos calcários metamórficos são: dolomita, silicatos de cálcio (actinolita/tremolita, diopsídio, epidoto), grafite e mica. Nos calcários sedimentares, que foi o tipo utilizado neste trabalho, é comum a presença de minerais tais como: dolomita, quartzo, micas e argilominerais. A presença destas impurezas, nos dois tipos de calcários, foi o que motivou a maioria das classificações das rochas calcárias(5).
O calcário sedimentar da Chapada do Araripe, situada no sul do Estado do Ceará, mais precisamente nas cidades de Nova Olinda e Santana do Cariri, formado essencialmente de carbonato de cálcio, é utilizado como rocha para fins ornamentais, em forma de lajotas conhecida comercialmente como Pedra Cariri(6).
Essas bacias acumularam espessa seqüência de sedimentos clásticos e carbonáticos, cujas litologias apontam para um baixo aproveitamento para fins ornamentais, com exceção dos calcários da Formação Jandaíra, aflorantes em parte da Bacia do Apodi, mais precisamente no Estado do Ceará, onde são explorados os mármores Crema Porto Fino, Bege Capri e Bege San Marino e os calcários laminados da Formação Santana, que são lavrados comercialmente com o nome de
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
Nesta pesquisa foram utilizadas 04 amostras de pedras ornamentais oriundas de jazidas do estado do Ceará, sendo 02 da Chapada do Apodi oriundos do município do Limoeiro do Norte e 02 da Chapada do Araripe oriundos dos municípios de Nova Olinda e Santana do Cariri. A Tab. 1 apresenta a denominação comercial dos tipos estudados e a designação utilizada nesse trabalho para identificá-los.
Tabela 1 - Denominação comercial das limestones e designação utilizada na pesquisa
Denominação Comercial Designação Utilizada Município
Pedra Cariri Creme LCC Nova Olinda
Pedra Cariri Azul LCA Santana do Cariri
Crema Buzius LCB Limoeiro do Norte
Bege San Marino LBSM Limoeiro do Norte
Metodologia
As amostras analisadas foram submetidas a caracterização microestrutural e física e os ensaios de caracterização foram realizados no Laboratório de Caracterização e no Laboratório de Tecnologia dos Materiais da Universidade Federal de Campina Grande. A caracterização das amostras analisadas nesta pesquisa foi efetuada através dos seguintes métodos: análise química (AQ) através da técnica de espectroscopia de fluorescência de raios X utilizando detector EDS; difração de raios X (DRX), utilizada para a determinação das fases cristalinas presentes nas amostras; microscopia ótica, efetuada em um microscópio óptico
Axiotech da Zeizz acoplado com câmera digital ColorView Soft Imaging System – II
com o software analySIS® analisador de imagens e porosimetria por intrusão de mercúrio, efetuada em Porosímetro Autopore IV.
A Tab. 2 apresenta os resultados de composição química das amostras analisadas.
Tabela 2 - Composição química das amostras analisadas
Rocha CaO MgO SiO2 Al2O3 K2O Fe2O3 TiO2 SO3 Total
LCC 93,7 - 1,3 2,8 0,2 0,5 1,0 99,5
LCA 88,1 4,9 2,0 - 0,3 2,3 1,6 99,2
LCB 90,7 3,2 3,1 1,3 0,4 0,4 0,8 99,9
LBSM 95,9 - 1,7 - 0,2 0,8 1,2 99,8
Pode-se observar que nos limestones estudados predomina os óxidos de cálcio e de magnésio, com pequenos teores de SiO2, Al2O3, Fe2O3 e enxofre. Os calcários
são rochas sedimentares compostas principalmente de calcita (CaCO3), enquanto
dolomitos (ou rochas dolomíticas) são rochas também sedimentares formadas sobretudo por dolomita (CaCO3.MgCO3). Com base no teor de óxido de magnésio,
verifica-se que os limestones estudados se enquadram em tipos distintos de rochas carbonáticas, observando-se que as amostras LCC e LBSM se enquadram na classe dos calcários calcíticos (MgO<1,1%) e as amostras LCA e LCB se enquadram na classe dos calcários dolomíticos (2,1<MgO<10,8)(8).
A Fig. 1 apresenta os difratogramas de raios X das amostras de limestones analisadas.
Com base na Figura 1, verifica-se que os limestones são constituídos por calcita, CaCO3, e por dolomita, CaMg(CO3)2, tal como inferido a partir da
composição química presente na Tabela 2. Verifica-se, como esperado, que em todas as amostras que contem algum teor de MgO há dolomita em sua constituição. As amostras, LCC e LBSM não apresentam dolomita, o que está em pleno acordo com a composição química, que não indica a presença de MgO nesses materiais.
A Fig. 2 apresenta as micrografias óticas, utilizando constate de campo escuro, das amostras de limestones estudadas nessa pesquisa.
Figura 2 - Micrografias de campo escuro dos limestones analisados
Com base na Fig. 2 observa-se que os limestones apresentam estruturas distintas. As amostras LCC, LCA e LCB são constituídas por uma matriz contendo
pequenos cristais, menores que 100m. Já a amostra LBSM tem estruturas
contendo grandes cristais, superiores a 500m com a matriz não sendo mais a fase
predominante, na realidade esses grandes cristais são caramujos fosseificados.
LCC LCA
A Fig. 3 apresenta as curvas obtidas com a porosimetria por intrusão de mercúrio dos limestones analisados e a Tab. 3 as porosidades obtidas com a porosimetria por intrusão de mercúrio dos corpos analisados.
0,01 0,1 1 10 100 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 LCC Diâmetro do Poro (m) d V /d lo g D ( m l/ g ) 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 V o lu m e C u m u la ti v o P e n e tr a d o ( m l/ g ) 0,01 0,1 1 10 100 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 LCA Diâmetro do Poro (m) d V /d lo g D ( m l/ g ) 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 Vo lu m e C u m u la tiv o P e n e tr a d o (m l/g ) 0,01 0,1 1 10 100 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 LCB Diâmetro do Poro (m) d V /d lo g D ( m l/ g ) 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 V o lu m e C u m u la ti v o P e n e tr a d o ( m l/ g ) 0,01 0,1 1 10 100 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 Diâmetro do Poro (m) d V /d lo g D ( m l/ g ) 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 LBSM V o lu m e C u m u la ti v o P e n e tr a d o ( m l/ g )
Figura 3 - Resultado da porosimetria por intrusão de mercúrio dos limestones analisados
Tabela 3 - Porosidade por intrusão de mercúrio
LCC LCA LCB LBSM
Porosidade (%) 9,2 5,1 6,8 10,9
Com base na Fig. 3 pode-se observar que os limestones analisados apresentam larga faixa de distribuição de tamanho de poros, com a maioria das
amostras apresentando poros com concentrações de tamanho entre 100nm e 1m,
no entanto, observa-se que as amostras LCA e LBSM apresentaram concentrações de poros inferior a 100nm. A amostra LCA apresentou poros com dimensões superiores a 0,1mm. Com base na Tab. 3 verifica-se que os Limestones apresentam porosidades variando de 5 a 11% o que destaca seu caráter poroso e reforça seu
CONCLUSÕES
Com base nos resultados da caracterização física e microestrutural das amostras de pedra cariri, pode-se concluir que elas são formadas basicamente por carbonato de cálcio e de magnésio, ou seja, por calcita e por dolomita. Pode-se concluir também, que estas apresentam estruturas distintas, algumas com cristais relativamente superiores as outras e a partir da porosimetria, concluímos que as amostras apresentam um caráter poroso. Isso destaca que há certa heterogeneidade nas características microestruturais dos Limestones, apesar de apresentarem formação geológica semelhante.
REFERÊNCIAS
1. MACIEL, S.L. Caracterização Tecnológica dos Esteatitos de Santa Rita de
Ouro Preto, Acaiaca e Furquim. 2002. Dissertação (Mestrado em Geologia) –
Instituto Geociências, IGC/UFMG, Minas Gerais.
2. SOUSA, A. A.P.; RODRIGUES, R . Consumo dos principais insumos no
desdobramento de granitos do nordeste de diferentes grau de dureza, III
SIMPÓSIO DE ROCHAS ORNAMENTAIS DO NORDESTE, Recife, PE. 2002. 3. PEREIRA EB, AMARAL M. Situação atual do setor de rochas ornamentais do
nordeste. Fortaleza: Instituto Euvaldo Lodi; 1997.
4. SILVA, A.D.A. Aproveitamento de rejeito de calcario do cariri cearense na
formulação de argamassa. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) -
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral-PPGEMinas/CTG/UFPE, Recife.
5. HOLANDA C., 1987. Calcários de Pernambuco: rochas para fins industriais. Recife, SICOM – Minérios de Pernambuco, 229 p.
6. VIDAL, F. W. H.; PADILHA, M. W. M.; OLIVEIRA, R. R. 2005. Aspectos do
Aproveitamento dos Rejeitos da Pedra Cariri. In: I CONGRESSO
7. MENDES, V. A. Os jazimentos de rochas ornamentais e sua relação com os
eventos tectônicos atuantes no território brasileiro. In: III SIMPÓSIO DE
ROCHAS ORNAMENTAIS DO NORDESTE, Recife, PE. 2002.
8. VIDAL, F. W. H.; PADILHA, M. W. M.; OLIVEIRA, R. R. Estudo de exploração
preliminar dos rejeitos da pedra cariri – CE. In: I SIMPÓSIO BRASILEIRO DE
ROCHAS ORNAMENTAIS, Guarapari, ES, 2005.
MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION SAMPLES OF CARIRI STONES.
ABSTRACT
Ornamental rocks are among the most promising areas of business in the mining sector, thus resulting in the need for addition of aesthetic beauty, there were investments in quality, safety and characterization in its various fields of application. Based on this, this paper aims to microstructural characterization of a class of these rocks: the Stones Cariri, also known as limestone, calcareous rocks that are composed primarily of calcium and magnesium carbonate, but may vary due its origin. For this, four samples were studied with two of the Apodi Plateau and two of the Araripe, which were characterized physically and structurally through micro testing, chemical analysis, X-ray diffraction, optical micrograph and porosimetry. The results show that calcitic and dolomitic lime is present porosity ranging from 5 to 15% of pores with a concentration between 100nm and 10mm and many microstructural heterogeneity.
