Rochas Ornamentais Tecnologias e Patologias

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Rochas Ornamentais –

Tecnologias e Patologias

Maria Heloisa Barros de Oliveira Frascá

geóloga, doutora mheloisa2@yahoo.com.br

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corpo sólido natural

agregado de um ou mais minerais

resulta de um processo geológico determinado

(condições de temperatura e pressão)

ROCHA

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substância sólida natural, inorgânica e homogênea

possui composição química definida

estrutura cristalina característica

MINERAL

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Propriedades importantes dos

minerais

DUREZA:

resistência do mineral ao risco ou abrasão

• medida pela resistência que a superfície do mineral oferece ao risco por outro mineral ou por outra

substância qualquer ⇒ CORTE

• é referida a uma escala padrão de dez minerais = Escala de Mohs

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ESCALA DE MOHS

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TENACIDADE

• resistência que os minerais oferecem à flexão, ao esmagamento, ao corte etc.

-

micas são flexíveis e elásticas

-

quartzo, feldspatos, calcita são quebradiços

PESO ESPECÍFICO

• importante na determinação do peso da rocha

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superfície de fratura plana, paralela a uma face do cristal

tipo da estrutura cristalina determina a presença ou ausência de plano de clivagem,

segundo uma ou mais direções

CLIVAGEM

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MINERAIS SILICÁTICOS

estruturalmente apresentam o íon Si+4 _{situado entre 4}

íons de O-2 _{compondo um arranjo tetraédrico (SiO4})-4_.

O alumínio e os cátions Fe+3 _{e Mg}+2 _substituem

parcialmente o silício neste arranjo

são divididos em subclasses, conforme o tipo de ligação entre as estruturas tetraédricas

restante da estrutura dos silicatos é formada por cátions dos outros elementos comuns (Na+_{, K}+_{, Ca}+2

etc.), moléculas de água ou íons hidroxila (OH)

a despeito do pequeno número de elementos que compõem esses minerais se combinam, nas mais

diversas proporções, tornando muito grande o número de espécies, de composição variada e complexa

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Minerais Silicáticos Comuns

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MINERAIS NÃO SILICÁTICOS

• Elementos nativos - Au, Ag • Sulfetos - S • Óxidos - O • Hidróxidos - OH • Carbonatos - CO₃ • Halóides - Cl • Sulfatos - SO₄ MhB Serviços Geológicos

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Minerais não silicáticos comuns

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TIPOS DE ROCHAS

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Ígneas

granitos

riólitos

Tufos

pegmatitos

Metamórficas

gnaisses / migmatitos

mármores

quartzitos

ardósias

Sedimentares

calcários

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ROCHAS ÍGNEAS

Vulcânicas (ou extrusivas)

•

Formadas na superfície terrestre

•

Geralmente material vítreo ou de granulação fina

Ex: Preto Absoluto, Azul Sucuru

Plutônicas (ou intrusivas)

• formadas em profundidade, no interior da crosta terrestre • lentos processos de resfriamento e solidificação do

magma

• material cristalino (fanerítico)

• Ex: Vermelho Capão Bonito, Branco Ceará ou Branco Polar, Cinza Mauá, Cinza Andorinha, Preto São Gabriel, Verde Labrador, Preto Piracaia, Ás de paus, Azul Bahia, Café Imperial, Verde Meruoca

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ROCHAS METAMÓRFICAS

• Derivadas de outras preexistentes

• Em resposta a alterações nas condições físicas e químicas

• Pressão entre 2 e 10 kb e temperaturas de até 800o_C

(fusão da rocha)

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Gnaisses: rochas usualmente quartzo-feldspáticas, moderada a forte isorientação de minerais =

ESTRUTURAÇÃO

Ex: Amarelo Santa Cecília, Arabesco, Itaúnas, Branco Saara

Principais tipos de rochas

metamórficas

Migmatitos: comercialmente conhecidas como “rochas movimentadas”, devido à sua composição e estruturação heterogêneas

ex: Kashimir Bahia, Kinawa

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Granitos brancos / “Gnaisses amarelos”

• rochas graníticas ou gnáissicas • granada, sillimanita e/ou cordierita

• (característica dos granitos brancos do S da BA e do N do ES, além de outros estados como CE)

• grupo de rochas geologicamente designados de granitos tipo S.

• K-feldspato é notavelmente branco (ou amarelo quando intemperizado) e a biotita é marrom escuro

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granitos / pegmatitos (r. ígneas)

gnaisses / migmatitos (r. metamórficas)

•

Rochas com composição semelhante: quartzo,

feldspatos (feldspato potássico e plagioclásio) e biotita e/ou hornblenda. Minerais acessórios: titanita, zircão, apatita, magnetita, pirita, hematita, granada, minerais de urânio

•

Porém com características distintas, devido à seu modo de formação

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Características distintivas

granitos • homogeneidade textural e estrutural – maior uniformidade das propriedades físicas e mecânicas – maior variedade de usos – maior facilidade de controle de qualidade e recepção de material Gnaisses / Migmatitos • disposição preferencial dos minerais • respondem pela heterogeneidade textural e estrutural e pela abundância de padrões estéticos – propriedades diferem de acordo com os planos de orientação da rocha PEGMATITOS granulação extremamente grossa grande heterogeneidade textural • propriedades heterogeneamente distribuídas • resistências mecânicas heterogêneas e relativamente menores MhB Serviços Geológicos

20

Outras rochas metamórficas

Mármores: rochas com mais de 50% de minerais

carbonáticos (calcita e/ou dolomita)

Ex: Carrara, Pighes, Paraná, Espírito Santo

Quartzitos: rochas muito duras, formados quase que

exclusivamente de quartzo

• cor branca, variações para vermelho (presença de hidróxidos de ferro) ou tons de amarelo

• quartzitos foliados naturalmente exibem superfície rugosa e não são submetidos a processos de processamento

oneroso (ex. pedra mineira, pedra Luminárias, pedra São Tomé, pedra Goiás)

– acabamento naturalmente rústico das placas, aliado ao baixo desgaste abrasivo, torna-os adequados para pisos e pavimentos de exteriores, de alto tráfego e áreas molhadas (bordas de

piscinas, por exemplo) – sericita confere o brilho

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Ardósias: compostas essencialmente de sericita e quartzo

• granulação muito fina e orientação planar muito intensa ( clivagem ardosiana)

• fissilidade: propriedade da rocha se romper facilmente em finas “fatias”

Europa: usadas principalmente como telhas, por resistir à flexão suficiente para suportar o peso da neve e por

proporcionar isolamento térmico

Brasil: usadas principalmente no revestimento de pisos e pavimentos, aliando seu padrão natural e baixo custo de extração e produção

Metaconglomerados: rochas constituídas de fragmentos

arredondados, de dimensões centimétricas a decimétricas, dispostos em matriz de granulação fina, de composição variada

•

cores disponíveis no mercado : verde, vermelha, preta principalmente

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ROCHAS SEDIMENTARES

Formada pela consolidação de partículas minerais resultantes da:

• desagregação e transporte de rochas preexistentes

(sedimentos) = arenitos (rochas com > 50% de grãos de quartzo + fedspatos; com tamanho entre 2 e 0,06 mm). São mais porosos e menos resistentes que as outras rochas e necessitam de cuidadoso dimensionamento, especialmente da espessura

ou

precipitação química ou de ação biogênica = calcários: rochas carbonáticas com mais de 50% do mineral calcita (em geral, 80% a 100%). Ex: botticino, crema marfil

Travertinos: calcário com estrutura vacuolar, marcadamente

laminada Ex: travertino romano, bege Bahia ou travertino nacional

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Características distintivas entre

mármores e calcários

Mármores: cor mais comum: branca ou: rosada,

cinzenta, esverdeada, marrom (presença de outros minerais). Mais resistente que os calcários.

Calcários: com tonalidades pastéis, principalmente bege

• menor resistência ao desgaste abrasivo, relativamente aos outros grupos

• nem todos os tipos e acabamentos são adequados para usos em exteriores.

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Rochas exóticas

• Padronagem rara

• usualmente utilizadas em revestimentos de interiores • estruturação muito heterogênea

• baixas resistências mecânicas

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OUTRAS “ROCHAS”

• Rochas aglomeradas: Produtos usualmente feitos com agregados rochosos cimentados tanto por resina e

carga mineral como cimento e água (componentes da pasta) ou uma mistura de polímero/cimento e adições (como fibras, cargas eletricamente condutoras/isolantes etc.)

• Rochas artificiais: geralmente material rochoso fundido: marmoglass, nanoglass etc.

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DEFINIÇÕES E

NOMENCLATURA

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Conceitos

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• Rochas ornamentais: todos os materiais rochosos

aproveitados pela sua aparência estética para utilização em trabalhos artísticos, como estatuária, como elemento

decorativo (tampos, balcões e outros) e como materiais para construção.

• Rochas para revestimento: aplicação específica no revestimento de edificações, seja em pisos, paredes ou

fachadas (e a principal aplicação das rochas ornamentais na construção civil), dos produtos do desmonte de materiais rochosos em blocos, de seu subsequente desdobramento em chapas, processamento e corte em placas e ladrilhos

• Rochas decorativas: rochas usualmente utilizadas em

revestimentos de interiores, geralmente exibindo estruturação muito heterogênea, baixas resistências mecânicas e produção limitada. Abrange parte das rochas comercialmente designadas de “exóticas”.

FRASCÁ (2007, 2010)

29

Clássica

•

cor predominante + localização geográfica da

mina: Branco Ceará, Vermelho Capão Bonito, Azul Macaúbas, ....

Fantasia

•

conforme “inspiração” dos vários segmentos do

setor: Kinawa, Cinza Andorinha, Lapidus, Iron Red....

Nomenclatura

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Grupos Comerciais de

Rochas Ornamentais

• Granitos (inclui gnaisses e migmatitos)

• Mármores (inclui os calcários e travertinos)

• Quartzitos (inclui arenitos)

• Ardósias

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PROPRIEDADES

32

•

Rochas

elementos nos quais são construídas obras de

engenharia, como túneis e barragens, as fundações dos vários tipos de edificações, ou,

materiais usados na sua construção: agregados e rochas ornamentais e para revestimento

•

Cada rocha tem suas características intrínsecas, exclusivas e inerentes à natureza geológica do corpo rochoso

que condicionam suas propriedades, designadas de engenharia, por orientarem seu uso na construção civil

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PROPRIEDADES

IMPORTANTES

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Estruturas

•

Estruturas: compreende a orientação e as posições

de massas rochosas em uma determinada área, bem como as feições resultantes dos diversos processos geológicos

•

rochas ígneas: usualmente, são maciças →

características físicas e mecânicas homogêneas (isotropia)

•

rochas metamórficas e sedimentares: podem exibir estruturas e isorientação mineral → anisotropia

(variação espacial das propriedades mecânicas, conforme o plano de orientação dos minerais).

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Granulação / textura

• Composição mineralógica/granulação: refletem a composição

química e as condições de formação e de alteração de cada mineral constituinte da rocha. Tem influência decisiva nas propriedades e na durabilidade

• Granulação: tamanho dos grãos

– diferencia, macroscopicamente, rochas ígneas vulcânicas (mais finas: afaníticas) e plutônicas (mais grossas: faneríticas)

– maior resistência mecânica das vulcânicas é devido ao maior imbricamento e coesão dos minerais

• Textura: arranjo espacial microscópico dos minerais

– muitas vezes exclusivos para alguns tipos de rochas

– intimamente relacionada à mineralogia e às condições físicas vigentes durante a formação

– porosidade/permeabilidade e as resistências mecânicas, em parte, dependem da textura, que também reflete o grau de coesão da rocha

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Porosidade

Poros

• refletem o espaçamento entre grãos (rochas

sedimentares), estado microfissural (rochas ígneas e metamórficas) e grau de alteração intempérica

Microfissuras

• produtos das tensões sobre as rochas, pois são materiais rígidos e não tendem a se deformam pela redistribuição dos esforços (elasticidade)

• são as vias de acesso da água ao interior da rocha, que por sua vez, juntamente com os íons e impurezas que carreia, propicia condições para a degradação da rocha

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Cores

Minerais: relacionada com a composição química e defeitos

estruturais contidos no mineral

• pode ser característica de um determinado mineral (ex. pirita) • no geral, é variável para um mesmo mineral (ex. quartzo,

feldspato)

Rochas: resulta da mistura dos diferentes minerais

– feldspatos (ortoclásio e plagioclásio) – quartzo

– micas (muscovita e biotita)

– silicatos ferromagnesianos hornblenda, augita) • Ou de produtos de alteração

– hidróxidos de ferro

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CARACTERIZAÇÃO

TECNOLÓGICA

39

Caracterização Tecnológica

•

Realizada de acordo com ensaios e análises normalizados

•

Em laboratórios especializados,

•

Compreende a obtenção de parâmetros petrográficos,

físicos e mecânicos que permitam a caracterização

tecnológica da rocha para uso na construção civil ou no revestimento de edificações

•

Procuram representar as diversas solicitações às quais a rocha é submetida, desde a extração, esquadrejamento, serragem dos blocos em chapas, polimento das placas, recorte em ladrilhos, etc., até seu emprego final, incluindo-se as variadas formas de aplicação de cargas que poderá vir a suportar no uso especificado

•

aproveitamento econômico e elaboração de projetos –

PROPRIEDADES DE ENGENHARIA

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ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ASTM – American Society for Testing and Materials CEN – European Committee for Standardization

(TC 246 – Natural Stone; TC 178 – Paving Units and Kerbs; TC 128 – Roof covering for

discontinuous laying and products for wall cladding)

BSI – British Standard Institution DIN – Deutche Institut für Normung

outras: AENOR (Espanha), AFNOR (França), UNI (Itália)

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ASTM – American Society for Testing and Materials CEN – European Committee for Standardization

(TC 246 – Natural Stone; TC 178 – Paving Units and Kerbs; TC 128 – Roof covering for

discontinuous laying and products for wall cladding)

BSI – British Standard Institution DIN – Deutche Institut für Normung

outras: AENOR (Espanha), AFNOR (França), UNI (Itália)

Entidades Normalizadoras

41 n o r m a s d e e n s a i o s MhB Serviços Geológicos

42

ENSAIOS

TECNOLÓGICOS

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• Ferramenta que permite visualizar a rocha e estabelecer a classificação petrográfica

• Compreende a descrição macroscópica (estruturação, cor) e microscópica de seção delgada ( com 0,03 mm de espessura) em microscópio óptico de luz

polarizada, contendo: composição mineralógica, granulação, estado de alteração, microfissuramento. • Fornecendo assim a classificação petrográfica e

parâmetros para entendimento das propriedades físicas e mecânicas, bem como subsídios para

estimativa da alterabilidade de rocha

Análise Petrográfica (ABNT /CEN)

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COLORAÇÃO SELETIVA DE FELDSPATOS

TÉCNICAS AUXILIARES

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Densidade, Absorção e Porosidade

• Densidade: importante parâmetro para o cálculo de cargas em construções, o dimensionamento de

embalagens, os custos e meios de transporte, entre outras aplicações.

• Absorção de água: considerada, em rochas para revestimento, como o valor numérico que reflete a capacidade de incorporação de água

• Porosidade: relativamente baixa nas rochas ígneas e metamórficas, quando comparada à de rochas

sedimentares. Os “poros”, naquelas, não são

representados por “vazios”, como nas sedimentares, mas sim pelas microfissuras, alterações em minerais, contatos entre grãos, etc.

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Cálculos

•

a partir dos pesos de corpos-de-prova nas condições seca, saturada com água e submersa em água

47

Dureza

•

Desgaste abrasivo por atrito, simulando o tráfego de pessoas ou veículos: adota-se o tribômetro Amsler, que consiste na medição da redução de espessura (mm) que placas de rocha apresentam após um percurso abrasivo de 1.000 m, com o uso de areia essencialmente quartzosa como abrasivo

•

Microdureza Knoop (HK ou HKN): objetiva a dureza das rochas. É realizada ao microscópio e consiste em pressionar a superfície polida da rocha com uma força conhecida, com uma ponta de diamante

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•

indica a redução de espessura (mm) em placas de rocha, após o percurso abrasivo de 500 m e 1.000 m, na

máquina Amsler

Desgaste Abrasivo Amsler

•

permite uma estimativa da durabilidade relativa do polimento conforme o tráfego de pedestre

•

permite a escolha adequada de materiais na paginação de pisos MhB Serviços Geológicos

49

Dilatação Térmica

•

Para a determinação do coeficiente de dilatação térmica linear (10-3 _mm/m.o_{C) a rocha é submetida a variações}

de temperatura em um intervalo entre 0o_{C e 50}o_C

•

Finalidade: dimensionamento do espaçamento das

juntas em revestimentos, destacadamente, de exteriores (pisos, paredes e fachadas)

50

Compressão

• Resistência à compressão (MPa): tensão que provoca a ruptura da rocha, quando submetida a esforços compressivos

• É determinada nas condições seca e saturada, concordante e paralelamente à estruturação da rocha (no caso de gnaisses, migmatitos etc.) σ_{c = resistência à} compressão (MPa) P = carga total de ruptura (N) A = área de aplicação da carga (mm2₎ •Fonte: C170/90(1999) Determinação da resistência à compressão, perpendicular (esquerda) e paralelamente (direita)

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Compressão

• Importante indicativo da integridade física da rocha • A presença de descontinuidades (fissuras, fraturas),

alteração ou outros aspectos que interfiram na coesão dos minerais → em valores menores do que aqueles

característicos para o tipo rochoso em questão

• Finalidade: fornecer parâmetros para o dimensionamento do material rochoso utilizado como elemento estrutural, ou seja, com a finalidade de suportar cargas

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Flexão

• Flexão (módulo de ruptura): solicitações de flexão em rochas empregadas em edificações - telhas (ardósias), pisos elevados, degraus de escadas, tampos de pias e balcões. Nesses casos, também são produzidos

esforços de tração em certas partes da rocha

• Flexão (ou flexão por carregamento em quatro

pontos): esforços flexores em placas de rocha,

simulando o esforço do vento em placas de rocha fixadas em fachadas com ancoragens metálicas

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Módulo de ruptura

σ_tf = resistência à tração na flexão (MPa) P = carga total de ruptura (N)

L = vão (cm) b = largura (cm) d = espessura (cm)

Fonte: C 99/87(2000)

Ilustração esquemática da determinação da resistência à tração na flexão

54

Flexão

σ_{f = resistência à flexão (MPa)} P = W = carga máxima (N)

L = distância entre os cutelos inferiores (mm) (L = 10d)

b = largura do corpo-de-prova (mm) (10 cm) d = espessura do corpo-de- prova (mm)

Fonte: ASTM, 2005 - C 880/98

Ilustração esquemática da determinação da resistência à flexão

55

•

resistência ao impacto, determinada pela altura da queda (m) de uma esfera de aço (1 kg) em que ocorre a quebra de um corpo-de-prova, sobre um colchão de areia, com 20 cm x 20 cm x 3 cm.

•

indicativo da tenacidade da rocha

Impacto de Corpo Duro

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Velocidade de Propagação de

Ondas Ultrasônicas longitudinais

• avaliação relativa do grau de alteração e coesão da rocha

• é um dos poucos ensaios não destrutivos disponíveis para verificação de propriedades rochosas

• permite distinguir exemplares mais ou menos alterados num conjunto de corpos-de-prova de uma mesma

amostra, ou entre amostras petrograficamente semelhantes

• muito empregado na avaliação da degradação de

rochas nos estudos sobre o estado de conservação de monumentos históricos

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ESPECIFICAÇÕES E

REQUISITOS

58

• Especificações (comuns em normas americanas –

ASTM): constituem-se na proposição de valores limites, máximos e mínimos, para as propriedades determinadas nos diferentes materiais rochosos, com o objetivo de auxiliar na avaliação da qualidade tecnológica das rochas, independentemente, em princípio, do tipo de utilização futura dos produtos beneficiados.

• Requisitos (comuns nas normas europeias – CEN): são basicamente parâmetros estatísticos de tolerância para valores dimensionais e propriedades físicas e

mecânicas, visando o controle de qualidade de materiais fornecidos em dimensões específicas, nas obras,para incrementar a beleza e a uniformidade do trabalho final.

59

Especificações - granito

60

Especificações:

Mármores e

quartzitos

61

Especificações - ardósias

62

Normativa europeia: Amostra-referência

- várias peças com tamanho suficiente para indicar

a aparência do trabalho final

→ _{dimensões entre 0,01 m}2 _{e 0,25 m}2

→ _{deve mostrar a variação de aparência: cor,}

estrutura, padrão de distribuição de veios, lentes etc. e o acabamento superficial

63

- todas as características exibidas na(s)

amostra(s)-referência devem ser consideradas típicas da rocha e não como defeitos. Portanto, não se constituirão critérios para rejeição, a não ser que se tornem excessivos e descaracterizem o material fornecido

- comparação entre a amostra de produto e a

amostra-referência deve ser feita colocando-as lado a lado e observando-as a cerca de dois metros, em condições normais, sob a luz do sol

Amostra-referência

64

Normas

requisitos - CEN

65

A ESCOLHA DA ROCHA

66

• definição do uso →

- solicitações do ambiente (exteriores ou interiores) - características do projeto

• aspecto estético → disponibilidade de material para cumprimento dos compromissos e situação de uso • ensaios tecnológicos → decisão técnica

• ensaios de alteração →

- desempenho em ambientes agressivos

- orientação nos trabalhos rotineiros de manutenção

Parâmetros

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• Principal aplicação: em revestimento, como placas ou ladrilhos, em pisos e escadas de interiores e exteriores (também denominados

revestimentos horizontais), fachadas e paredes de interiores e exteriores (ou revestimentos verticais).

• Também são consumidas na forma de peças acabadas e

semi-acabadas, como tampos de mesas e de bancadas de cozinhas ou de lavatórios e arte funerária

• Pavimentação: empregadas em calçadas, ruas, sarjetas etc., geralmente em estado natural, sem processamento, na forma de paralelepípedos e lajotas

• Alvenaria:

elementos estruturais em edificações, compondo principalmente paredes. Além das funções estéticas, desempenham importante função de sustentação (ou loading-bearing), suportando cargas compressivas

empregada na forma natural na construção de muros, comum em várias regiões do Brasil, executados por artífices que empregam técnicas artesanais, cujos métodos praticamente não foram objetos de registro

Usos

68

absorção influência em _manchamentos e na deterioração

dilatação térmica estabilidade física do revestimento

resistência mecânica revestimento fachadas pisos suspensos

desgaste abrasivo pisos

Parâmetros relevantes

69

Nota:
= obrigatória;
= muito importante;
= importante; - = desnecessária.

((a) especialmente pias de cozinha. ((b) tráfego de pedestres e de veículos

Propriedades x Usos

70

Roteiro para seleção da rocha

Fonte: Frascá 2010

71

Solicitações de Uso

Fonte: Frascá (2010), modificado

72

Físicas

oscilações de temperatura e de umidade

ventos

Químicas

atmosferas poluídas

procedimentos rotineiros de limpeza

Físicas e mecânicas

solicitações de atrito (tráfego de pessoas)

peso das rochas sobrejacentes

solicitações

73

• Acabamento = duas funções básicas: • Estética

• funcionalidade

• O aspecto aqui enfatizado é a funcionalidade, ou seja, a relação tipo de acabamento versus uso.

• Genericamente = dois grupos: polido e rústico.

Acabamento Superficial x

ambiente/solicitações

74

Acabamento Polido

•

acabamento plano, liso, lustroso e altamente refletivo, produzido por abrasão mecânica e polimento

•

muito usado no revestimento de pisos em interiores e de paredes ou fachadas.

75

• a superfície é áspera e irregular,

• obrigatório no revestimento de pisos em exteriores, visto a necessidade de prevenir acidentes, como escorregões e quedas de pessoas, quando molhados.

• também desejável, quando se trata de grandes áreas comerciais, a depender da intensidade de tráfego,

condições de declividade do local, intermitente presença de umidade (por ocasião de chuvas). Nestes casos é sugerido não se utilizar acabamentos polidos, exceto em detalhes decorativos, como em rodapés e suas

proximidades.

Acabamento Rústico

76

•

algumas rochas, como quartzitos, arenitos, ardósias e pedra miracema, os acabamentos é naturalmente

rústico.

•

Devido a suas peculiaridades geológicas, a extração é feita pela separação de placas ao longo de estratos

naturais, facilmente destacáveis.

•

Faz-se ressalva à ardósia que em áreas externas pode se tornar escorregadia quando molhada.

Acabamento Rústico Natural

77

•

Para os outros tipos de rochas, especialmente granitos, há hoje uma grande variedade de acabamentos rústicos, obtidos no processamento da rocha, após a serragem em chapas

Ex: levigado, apicoado, flameado (ou térmico)

•

Notar que as características visuais, como cores e tons, se tornam menos proeminentes do que no polido, ou seja, em geral tornam-se um pouco mais claras.

Acabamento Rústico Industrial

78

Assentamento - recomendações

• remover (lavar) “lama” de serraria que tenha permanecido na face não polida (tardoz), especialmente em rochas brancas • procurar manter o ambiente de obra limpo, durante e após o

assentamento da rocha, tomando-se cuidado, entre outros, com o pó de raspagem de assoalhos em madeira

•

em edificações térreas, impermeabilizar o contrapiso, para evitar manchas de umidade/deterioração dos ladrilho

•

utilizar argamassas compostas por cimento branco e areia lavada, “secas”, ou argamassas colantes

•

evitar composições com materiais rochosos com resistência ao desgaste muito distintas (ex. mármores e granitos), em pisos de alto tráfego de pedestres (ex. shopping centers)

79

•

deve se aguardar a cura da argamassa de fixação ou assentamento de rochas.

NÃO é recomendável a aplicação de tratamentos de

superfície em rocha disposta sobre argamassa por pelo menos quatro semanas após a instalação

•

evitar o uso de rejuntes impermeabilizantes, caso não tenha sido aguardada a completa cura das argamassas do contrapiso e de assentamento

Assentamento - recomendações

SECAGEM DA ARGAMASSA

80

Fachadas

• ABNT NBR 15846:2010: Rochas para

revestimento - Projeto, execução e inspeção de

revestimento de fachadas de edificações com

placas fixadas por insertos metálicos, com dois

anexos:

Anexo A: Projeto de revestimento de fachadas de

edificações com placas de rocha fixadas por insertos metálicos

Anexo B: Execução e inspeção de revestimento de

fachadas de edificações com placas de rocha fixadas por insertos metálicos

81

ALTERAÇÃO E

ALTERABILIDADE

(DURABILIDADE)

82

• desintegração mecânica e decomposição química das rochas e minerais

• agentes: água, vento, variações na temperatura, oxigênio e gás carbônico do ar (e também os poluentes) e organismos vivos

• somatória dos processos de natureza física, química ou biológica que atuam na superfície terrestre

• intensidade clima, relevo e composição das rochas

• é um fenômeno natural, que ocorre nas rochas ao

serem expostas na superfície terrestre, em resposta às novas condições

Intemperismo

83

•

agente auxiliar nos processo de intemperismo físico e químico: atividade biológica

•

químico: provoca a decomposição química dos minerais e a formação de novos produtos, mais estáveis nas condições atmosféricas

•

principal agente: água

- em geral levemente acidificada (pH<7), presença de CO₂ e ácidos húmicos

- mais efetiva em climas naturalmente mais quentes

•

físico: processos acumulativos que culminam na quebra mecânica (fraturamento) das rochas e sua desintegração

Tipos de Intemperismo

84

Clima e agentes degradadores

• Umidade – Chuva – Névoa • Temperatura

– insolação e resfriamento • Vento e energia cinética

– ação abrasiva sobre as paredes

• Sais hidrossolúveis (ambientes marinhos, climas úmidos) • Poluentes atmosféricos (gasosos e aerossóis)

85

i = fatores intrínsecos: tipo e natureza da rocha,

mineralogia, alterações preexistentes , fissuramento, porosidade e configuração do sistema poroso, etc.

Também considerar os “defeitos” – como microfissuras – gerados na extração, corte etc.

e = fatores extrínsecos: características ambientais

(temperatura, pH, Eh, umidade, forças bióticas) e correta manutenção.

Leva-se a intensidade e o caráter cíclico das variações externas

t = tempo

(Aires-Barros 1991)

Alterabilidade - Aptidão da rocha em

se alterar

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Durabilidade de Rochas (ASTM)

• Capacidade da rocha em manter a aparência e as

características essenciais e distintivas, de estabilidade e resistência à degradação, ao longo do tempo. Esse

tempo dependerá do meio ambiente, do uso e da finalidade da rocha em questão (por exemplo, em exteriores ou interiores).

• Está fundamentalmente relacionada à conservação.

87

DETERIORAÇÕES

88 • Deterioração, numa definição simples, é o conjunto de mudanças nas

propriedades dos materiais de construção no decorrer do tempo,

quando em contato com o ambiente natural. Implica a degradação e o declínio na resistência e aparência estética, nesse período (Viles, 1997).

• Relativamente às rochas

–

alteração é considerada qualquer modificação do material, mas

não implica necessariamente o empobrecimento de suas características

–

degradação ou deterioração, por sua vez, é uma modificação do

material rochoso que supõe sempre uma degeneração, sob a óptica da conservação

Deteriorações x Patologias (Frascá 2007, 2010)

Patologias, em rochas para revestimento, são as degradações que

ocorrem durante ou após uma obra, como resultado de procedimentos inadequados de colocação, de limpeza e de manutenção, muitas vezes em decorrência da adoção de critérios incorretos na escolha e

dimensionamento da rocha.

Envelhecimento são as que modificações (acomodações naturais) que

ocorrem ao longo do tempo, mesmo sob condições adequadas de uso e manutenção

89

TIPOS DE DEGRADAÇÕES

• Glossário do ICOMOS – importante fonte de consulta http://www.international.icomos.org/publications/monume nts_and_sites/15/index.htm http://www.international.icomos.org/publications/monume nts_and_sites/15/pdf/Monuments_and_Sites_15_ISCS_ Glossary_Stone.pdf http://www.international.icomos.org/publications/monume nts_and_sites/15/pdf/Icomos_Glossar_deutsch-englisch[1].pdf MhB Serviços Geológicos

90

Pátina biológica

estrato sutil e homogêneo, aderido à superfície, de evidente natureza biológica, com cor variável, em geral verde

Fraturamento ou fissuração

degradação que se manifesta com a formação de aberturas no material, independente do deslocamento

recíproco das partes

Pátina

alteração estritamente limitada às modificações naturais da superfície dos materiais, perceptíveis como uma variação da

cor original

91

Mancha

alteração que se manifesta com pigmentação acidental e localizada da superfície. Relacionada à presença de material

estranho ao substrato

Manchamento (eu - Frascá)

Em rochas

ornamentais

, o manchamento também está relacionado a modificações físico-químicas dos

minerais formadores, que resultam na alteração cromática da superfície visível

92

Desagregação granular

perda de coesão, caracterizada pela separação de grânulos ou cristais sob os menores esforços mecânicos

Eflorescência

material, geralmente esbranquiçada, de aspecto cristalino, pulverulento ou filamentoso formado sobre a superfície do

material

Esfoliação

degradação que se manifesta com a separação, quase sempre seguido do destacamento, de um ou mais estratos

superficiais, paralelos entre si (lâminas)

93

Subeflorescência: refere-se à cristalização de sais

(principalmente sulfatos) carreados com a água da

argamassa, em microfissuras subparalelas à face polida da placa de revestimento. É um fenômeno verificado

predominantemente em rochas, destacadamente quando assentadas com argamassa, em pisos térreos de

edificações – residenciais ou comerciais

EFEITOS

Inchamento: levantamento superficial e localizado do material,

que pode assumir forma e consistência variáveis

Escamação: degradação que se manifesta pela separação total

ou parcial de zonas (escamas) do material original. As escamas têm formas e espessuras irregulares e desenvolvimento tridimensional.

Geralmente se constituem de material aparentemente intacto, mas embaixo delas podem ser observadas eflorescências

94

Cristalização de sais – subeflorescências

cristalização de sais é um dos agentes intempéricos

mais poderosos, pois é por meio dela que ocorre a

degradação de rochas em ambientes marítimos, climas úmidos e ambientes poluídos

o mecanismo de degradação é a pressão de

cristalização dos sais e depende do grau de saturação e do tamanho do poro

exemplo, em uma edificação, nas proximidades do solo, uma solução salina pode ascender através da rocha por capilaridade até a altura potencial de ascensão

capilar, denominada zona capilar, na qual ocorre a evaporação e consequente cristalização dos sais.

95

MECANISMOS DE

ALTERAÇÃO E

ENSAIOS DE

ENVELHECIMENTO

MhB Serviços Geológicos

96

Estudos diagnósticos

• Propiciam o conhecimento dos processos e mecanismos de degradação

• Subsidiam os projetos e procedimentos de restauração e conservação

Procedimentos de Campo

Inspeção visual e táctil das rochas Registro fotográfico

Registro das feições observadas em planilhas e croquis.

Procedimentos Analíticos

Petrografia

Difratometria de raios X

Microscopia eletrônica de varredura (MEV)

97

Principais mecanismos de

alteração

• oxidação → relacionada ao comportamento do ferro (potencial de oxidação em ambientes exógenos) - pH ácido ou sob influência da temperatura e umidade • lixiviação → casos mais específicos:

granitos pretos ou verdes

- provável lixiviação do ferro em ambientes ácidos = oxidantes

• cristalização de sais → inchamento, escamação e até esfoliação

98

Ensaios de alteração acelerada

• visam a verificação da durabilidade da rocha em relação aos agentes intempéricos

• permitem

uma previsão de desempenho na situação em foco e são especialmente úteis na escolha de

materiais rochosos para uso em exteriores

• não permitem

a extrapolação entre o tempo de aparecimento de efeitos em corpos-de-prova com aquele em que esses poderiam ocorrer em situações reais

99

Ensaios de Alteração Acelerada

100

ALTERAÇÃO

modificação do

material rochoso

que não implica

necessariamente em

empobrecimento de

suas características

DEGRADAÇÃO

modificação do

material rochoso,

que supõe sempre

uma degeneração

sob a óptica da

conservação

CONSERVAÇÃO

ação realizada para prevenir a degradação

101

- Uma vez instalada a deterioração, não se dispõe, ainda, de técnicas eficientes para a restauração e/ou recuperação do material rochoso.

- Busca-se, então, a prevenção das deteriorações por meio do desenvolvimento de ensaios de alteração acelerada ou pelo melhor conhecimento de suas características, através dos estudos diagnósticos

Prevenção: Por que???

102

• Conservação se refere a qualquer ação para prevenir a degradação de materiais (Feilden, 1994)

• A regra principal da conservação é a da mínima intervenção, e a prevenção é a ação mais indicada, devendo ser efetivada por meio de procedimentos adequados de manutenção e limpeza

• A preservação enfoca a manutenção do estado já existente, de modo a evitar a continuidade de deterioração porventura instalada.

Conservação, Manutenção

103

• característica comum a todos os exemplos de degradação e patologias mencionados é a irreversibilidade

• ressalta, mais uma vez, a importância da prevenção: – parte dela já contemplada na correta e criteriosa

escolha da rocha e na elaboração de projetos arquitetônicos, subsidiados pelas propriedades

tecnológicas da rocha especificada e pelos ensaios de alteração adequados ao uso em foco

– como em muitos casos, a negligência ou a

irregularidade na manutenção é a principal causa das deteriorações, é mister o projeto também estabelecer um plano de conservação, contendo os custos

envolvidos, além dos programas de limpeza e manutenção.

Conservação

104

•

controles periódicos dos elementos arquitetônicos e dos tratamentos neles empregados

•

para evitar futuras intervenções; complicadas, custosas e traumáticas

Manutenção

105

•

operação delicada, se realizada incorretamente poderá danificar o material de maneira irrecuperável

•

fundamental para valorizar as qualidades

arquitetônicas das edificações e para uma adequada conservação dos materiais que as compõem

•

não deve modificar a superfície com abrasão ou microfissuras

•

devem ser empregados produtos com fórmulas perfeitamente conhecidas e já experimentadas em materiais rochosos

Limpeza

106

Limpeza profissional

Recomendada para áreas comerciais, fachadas ou situações emergenciais em residências

Deve envolver técnicas, equipamentos, produtos e pessoal especializados que utilizarão métodos diversificados, conforme o material rochoso, alterações presentes, grau de sujidade e outros.

Variedades:

• físico-mecânicos: não modificam a natureza química dos materiais a eliminar, porém, fazem uso de instrumentos abrasivos, jatos de “areia”

• mecânicos e químicos: unem a ação mecânica com a química. Tipos: pulverização com água, aparelhos de ultrassom, vapor d’água, jatos d’água

• químicos: alteram as moléculas das sujeiras, combinando ou solubilizando seus componentes. Tipos: nebulização de água, substâncias absorventes

107

Limpeza doméstica

• rochas polidas → envolve somente o uso de água limpa e detergente neutro, aplicados por meio de pano e

esfregão, ou em lavagens, quando a sujidade o requerer

• acabamentos levigados ou texturizados (flameado,

apicoado, rústico ou jateado) → periódica lavagem com escovação, usando água limpa e produtos de limpeza neutros (pH 7), levemente abrasivos.

108

Ensaios auxiliares

manutenção e limpeza

109

Resistência ao Manchamento

(ABNT NBR 13.819/87, Anexo G, modificado)

Verificação da ação deletéria de agentes manchantes

selecionados, de uso cotidiano doméstico e/ou comercial, quando acidentalmente em contato com a rocha.

Objetiva à orientação do uso da rocha como tampos de pias de cozinha ou de mesas residenciais ou de

escritórios.

Agentes de uso culinário: café, refrigerante, maionese, mostarda, vinho e outros.

Agentes de uso não culinário: massa para vidro, oleo lubrificante, oxido de ferro, tintas de caneta etc.

110

Resistência ao Ataque Químico

(ABNT NBR 13.819/87, Anexo H, modificado)

Consiste na exposição, por tempos predeterminados, da superfície polida da rocha a alguns reagentes comumente utilizados em produtos de limpeza, para verificar-se a

susceptibilidade da rocha ao seu uso.

111

TRATAMENTO DE

ROCHAS

112

1 - proteção de superfície preservação

aplicação de filme superficial em rocha inalterada, que agirá como barreira para os poluentes atmosféricos e água da chuva

Tratamento da rocha

2 - consolidação restauração

impregnação da superfície da rocha alterada e

também de parte substancial da camada sã abaixo desta por substâncias adesivas

preencher fissuras e outras descontinuidades menores

aumentar a resistência mecânica

prevenir a penetração de água e poluentes

113

Ensaio de intemperismo artificial

– câmara CU-V

•

simula a alteração da cor frente à radiação ultravioleta e oxidação por ciclos de umedecimento e secagem

•

ciclos de 4 horas de radiação ultravioleta (UV) (60o_{C) e}

de 4 horas de condensação (50o_C)

•

especialmente aplicável para verificação de fotodegradação de resinas

•

avaliação visual dos efeitos ao final da exposição pelo ensaio da gota ou medida de cor

114

Bibliografia

AIRES-BARROS, L. Alteração e alterabilidade de rochas. Instituto Nacional de Investigação Científica, Lisboa: Universidade Técnica de Lisboa, 1991. 384p. FRASCÁ, M.H.B.O. Caracterização tecnológica de rochas ornamentais e de revestimento: estudo por meio de ensaios e análises e das patologias

associadas ao uso. III SRONE, Recife-PE/Brasil, 2002a.

FRASCÁ, M.H.B.O. Estudos experimentais de alteração acelerada em rochas graníticas para revestimento. São Paulo: USP, 2003. 281p. Tese (Doutorado em Ciências), Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003.

FRASCÁ, M.H.B.O. Rocha como material de construção. In: Materiais de construção e princípios de ciência e engenharia de Materiais. 2ª ed. São Paulo : IBRACON, 2010, v.1, p. 437-479. 2010

FRASCÁ, M.H.B.O.; SARTORI, P.L.P. Minerais e rochas. In: OLIVEIRA,

A.M.S.; BRITO. S.N.A. (Ed.) Geologia de engenharia. São Paulo: ABGE, 1998. p. 15-38.

FRASCÁ, M. H. B. O., MELLO, I. S. C., QUITETE, E. B. Rochas Ornamentais e de revestimento do Estado de São Paulo. São Paulo : IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas, CD_ROM, 2000.

115

Bibliografia

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LÓPEZ JIMENO, C. (Ed.). Manual de rocas ornamentales: prospección, explotación, elaboración y colocación. Madrid: Entorno, 1996. 696 p.

MELLO, I.S.C., CHIODI FILHO, C.; CHIODI, D.K. Atlas de rochas ornamentais da Amazônia brasileira. São Paulo: CPRM, 2011, 300 p.

MESONES, F.L.G, VILLÁN, J.E., AGGUIRRE, G.N. Manual para el uso de la piedra em la arquitectura. Bilbao: IT & B, S.L., 2001. 400 p.

MONTANI, C. Stone 2010: world marketing handbook. Faenza: Gruppo Editoriale Faenza, 2010. 265 p.

TEIXEIRA, W. et al. (Org.). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 557 p.

WINKLER, E.M. Stone in architecture: properties, durability. 3rd ed. Berlin: Springer-Verlag, 1997. 313 p.