Recursos não Metálicos: Geologia, Propriedades, Aplicações e Ocorrências em Portugal

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Recursos não Metálicos:

Geologia, Propriedades, Aplicações e Ocorrências em Portugal.

Accões Integradas de Base Territorial Setembro de 2004

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Sumário: os recursos a abordar são



Agregados



Areias



Argilas



Gesso



Depósitos Mistos

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Agregados

Introdução

Os agregados minerais incluem materiais do tipo cascalho,

areia, brita, escórias de fundição, cerâmicos

fragmentados, etc.

Os agregados são usados essencialmente nas indústrias da construção civil e obras públicas, nomeadamente na

construção de estradas, pontes, caminhos de ferro,

barragens, etc.

Os agregados minerais podem ser usados na forma isolada

(balastro das vias férreas, bases e sub-bases de estradas)

ou fazendo parte do betão ou de massas betuminosas.

No caso particular do betão, os agregados proporcionam

propriedades especiais, como resistência (à compressão,

tensão e abrasão), isolamento térmico e acústico,

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Agregados (cont.)

Geologia

A maior parte dos agregados provém de pedreiras. É nestas

pedreiras que a rocha em bruto é desagregada e lavada,

originando cascalhos e areias, ou fragmentada e crivada

originando britas classificadas.

Em Portugal, a maior parte das pedreiras que produz agregados está

instalada em maciços graníticos, calcários, de rochas

metamórficas (quartzitos, mármores), e de unidades arenosas

e cascalhentas.

De seguida, fornecem-se alguns exemplos de pedreiras que

produzem agregados a partir de granitos, calcários e unidades arenosas e cascalhentas

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Figura 10 - Extracto da Carta Geológica

de Fornos de Algodres (folha 17-B), com a localização da pedreira “Fical”.

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Agregados (cont):

Caracterização

Dos agregados produzidos em Portugal, cerca de 80% são

britas. Nos aspectos relativos à caracterização, cingir-nos-emos a este tipo de agregados.

Em termos gerais, exige-se que uma brita seja dura, inerte,

capaz de formar uma massa estável, quer por adição de cimento ou outros materiais aglomerantes, como sucede com o betão, quer por compactação sem aglomerantes,

como sucede nas caixas que servem de base aos pavimentos das estradas.

Além dos parâmetros de qualidade, exige-se que o depósito

possua reservas para uma exploração de, no mínimo 10

anos, mercado de escoamento (obras em curso) e

localização privilegiada relativamente aos centros de consumo (minimização dos custos de transporte).

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Ped reir a do “Ca ra mel o” A B D C E F PEDREIRA DO CARAMELO

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Proveniência Sondagem Prof. (m) Desgaste Los Angeles S1 9,0 – 20,0 35% S2 7,2 – 14,4 32% S5 13,3 – 18,0 40% S7 5,0 – 8,8 33% S8 12,0 – 17,2 36% S10 5,0 – 10,8 32% 4 S 5 S 6 S S 9 Zona não caracterizada 4 S 5 S 6 S S 9 385.0 380.0 375.0 370.0 405.0 400.0 390.0 395.0 Cotas(m) 410.0 365.0 360.0 30,0 m 18,0 m 25,5 m 8,8 m 16,5 m Zona não caracterizada 360.0 365.0 385.0 370.0 375.0 380.0 390.0 395.0 400.0 410.0 405.0 W1-2(*) W4-5(*) São Pouco alterado Medianamente alterado Muito alterado Decomposto

Sem quaisquer sinais de alteração Sinais de alteração, apenas nas imediações das descontinuidades

Alteração visível em todo o maciço rochoso, mas não é friável Alteração visível em todo o maciço e a rocha é parcialmente friável

Maciço apresenta-se completamente friável, praticamente com comportamento de solo (*) - Classificação simplificada.

Símbolos Designações Descrição

W1 W2 W 3 W4 W5 (*) S 7 S Falha CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-MECÂNICA

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CÁLCULO DE RESERVAS

2.2 Mton (16 anos a 140 000 ton/ano)

TOPOGRAFIA ORIGINAL

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AREIAS

Introdução

As areias constituem matérias primas de importância vital para

as industrias da construção civil (areias comuns), vidreira,

cerâmica e metalúrgica (areias especiais).

A designação de “areia” refere-se a partículas granulares de

diâmetro compreendido entre 0.05 e 2 mm que são o

resultado da desagregação de rochas pré-existentes,

seguida de transporte e deposição.

Em Portugal, as principais fontes de areias correspondem a

depósitos fluviais recentes (areias de leito) ou então a

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Areias comuns

Um dos requisitos principais da areia comum é estar livre de

partículas muito finas (argilas, matéria orgânica), de

carbonatos de cálcio ou de óxidos de ferro/manganés,

pois estas coberturas impedem que se estabeleça a ligação

perfeita entre o cimento e a partícula mineral. Testes: Matéria orgânica – ensaio químico colorimétrico, Argilas, óxidos e

carbonatos – microscopia petrográfica.

Do mesmo modo, as areias comuns devem estar isentas de

substâncias carbonosas que reagem com cimento provocando o colapso dos betões.

As areias comuns devem ser avaliadas relativamente:

- à sua resistência à abrasão (ensaios de Los Angeles);

- à forma dos grãos (formas arredondadas para materiais

de reboco, angulosas para asfaltos);

- à densidade (< 2.5 para diminuir o peso das lages);

- e absorção de água (< 5% para minimizar os efeitos do

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51900 51920 51940 51960 51980 52000 Meridiana (m) 440900 440920 440940 440960 440980 441000 441020 441040 441060 P e rp e n d ic u la r (m ) S1 S2 S3 S4 S5 A B A 160 150 140 130 120 110 100 0 250 500 750 1000 1250 m B S3 S2 S5 S4 S1 Escavação 0m 20m 40m 60m 80m LEGENDA Pliocénico Continental Pliocénico Marinho Miocénico Área em estudo Corte Geológico S2 Sondagem mecânica Falha provável Lentícula argilosa Escala Gráfica

Coordenadas Hayford-Gauss referidas à Origem Fictícia

Norte

Bidoeira de Cima

Concelho de Leiria

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0 20 40 60 80 100 120 6000 5660 4000 2800 2000 1400 1000 710 500 355 250 180 125 90 74 Dimensão (micra) C um ula nt e Inf e rior ( % )

Pliocénico Continental Pliocénico Marinho

Pliocénico Continental Pliocénico Marinho

Sector Área (ha) Densidade

Espessura (m) Reservas (Mton) Espessura (m) Reservas (Mton) Total (Mton) A1 4,8 1,2 1,1 2,3 A2 2,5 0,6 0,59 1,19 A3 2,5 0,64 0,6 1,24 Total 9,8 1.5 17 2,44 16 2,29 4,73

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Areias para o Vidro

As características fundamentais das areias para o vidro são as seguintes:

- percentagem de quartzo na areia > 90%;

- granulometria entre φ = _{0.1 - 0.6 mm}_{, que permite um}

desenvolvimento adequado do processo de fusão;

- os teores em ferro devem ser baixos:

- < 0.040% Fe₂O₃ para vidro de cor;

- < 0.013% Fe₂O₃ para vidro incolor;

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S2.2 S2.3 S2.4 S3.3 S3.2 S3.1 P1 S2.1 S2.5 A B C o ta ( m ) 55 50 45 A B

Guia Estaç ão

N

0 250 m

UITV - Aluvião

UIA0 - Areia branc a, fina e

bem c alibradas

UIA1 - Areia am arela-branc a, fina a m édia, c om laivos

ferruginosos e c lastos de feldspato

40

35

UIA2 - Areia am arelo oc re, fina e

bem c alibrada

UIA3 - Areia am arela-c astanha, fina,

bem c alibrada e c om restos de m aterial c arbonoso

UNIDADES LITOLÓGICAS

SÍMBOLOS

S2.5 A-B P1

Sondagem mec ânic a Perfil litológic o

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Dimensão do Grão (mm) P er c en ta ge m C um u la d a -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 2 1.600 1 .800 .630 .400 .320 .200 .100 .080 .060 .040 0 Profundidades (m 1-5 7-8 10-12 13-15 93 % do material incluído no intervalo de granulometrias ópt Sondagem S3.1 Finos < 1%

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Profundidade Relativa à Cota dos 55 m (m) T e o r e m F e 2 O3 (% ) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 5 10 15 20 25 30 35 Classes Granulométricas (mm 2 - 0.5 0.5 - 0.2 0.2 -0.08

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Silo

(stock intermédio)

Crivo Vibrante Torvas Stock

φ < 2 mm Equipamento de Atrição Hidroclassificadores Separadores Gravimétricos

Vidro de Cor Vidro Branco Vidro Extra

Branco φ > 2mm Construção Al imen tação Armaze n amen to φ < 0.1 mm Produção de Vidro Extra Branco

Ben ef ici ação 0.1 < φ < 0.63 mm Resíduo 0.63 < φ < 2 mm Sim Separadores Gravimétricos Hidroclassificadores Útil Jazigo Mineral Não Resíduo Moinho de Bolas 0.63 < φ < 2 mm φ < 0.1 mm 0.1 < φ < 0.63 mm Útil

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Argilas

Introdução

Os tipos de argilas que se descrevem foram estabelecidos com base nas propriedades específicas de cada tipo e também nas

correspondentes aplicações tecnológicas.

A primeira sub-divisão separa as argilas especiais das argilas

comuns. Relativamente às últimas, as primeiras jazem em depósitos de menor volume e em número mais reduzido, têm composições mais simples que lhes conferem propriedades

muito próprias, requerem tratamentos muito mais complexos e por isso de maior custo, e com elas fazem-se produtos com

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Argilas Especiais

Caulino – É uma argila constituída essencialmente por caulinite, de cor branca, cor que permanece após secagem e cozedura. Os depósitos de caulino resultam da alteração de rochas ricas em feldspatos (granitos), podendo ser de natureza residual ou sedimentar. O caulino aplica-se essencialmente nas indústrias do papel (carga e pigmentação), cerâmica (plasticidade,

resistência mecânica, cor após cozedura, refractaridade), plásticos (carga funcional – proporciona às tintas aplicadas superfícies mais lisas), borracha (carga ou extensor), etc.

Bentonite – Argila constituída essencialmente por

montmorillonite, resultante da alteração em ambiente

submarino ou sub-aéreo de rochas vulcânicas (basaltos). A alta viscosidade e propriedades tixotrópicas da bentonite permitem a sua aplicação como lama de sondagem (aplicação mais

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Ball Clay – Argila sedimentar de granulidade muito fina(50-90%) das partículas com diâmetro < 1 µm), com elevada plasticidade e refractaridade, policromática mas com cores de cozedura no branco, marfim ou creme claro. Aplicam-se essencialmente na porcelana de alta qualidade, ou então são integrados em lotes de argilas mais pobres como correctores.

Fire Clay – Argila sedimentar de refractaridade não inferior a 1500 ºC e que queima em cor marfim, castanho claro ou

cinzento claro. É aplicada em louça de mesa e forno ou então em cerâmica ornamental.

Argilas fibrosas – Argila constituída essencialmente por minerais argilosos fibrosos (poligorsquite, hermites). Quando em

suspensões aquosas de elevada concentração (p.e. água

salgada), desenvolve elevada viscosidade. Aplica-se por isso como lama de sondagem, quando a rocha furada contém

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Legenda Pl iocénico Conglomerados da R anha Areias da Roussa Arenito de C arnide Argilas siltosas Miocénico Poligonal da área de estudo C o or denad as H ay for d-G au s s r ef er ida s ao P ont o C e nt ral S6 Sondagem mecânica A1 A1 A1

Cavadinha Roussa de Baixo

C otrofe Vale da Chuça Vale do Carvalho Vale do Casalinho Pi nheirinho Estrada da Guia Po rto Lis bo a Fa lha 1 Fa lha 2 Fa lha da Ro ussa S1 S3 S4 S 2 S6 S5 27000 28000 29000 30000 -47000 -46000 1 2 3 4 5 6 N Co ta (m) 90 100 110 120 130 140 S4 S3 S1 S2 S6 S5 90 100 110 120 130 140 Falha1 Fa lha2 Pombal (~5km)

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Rendimento da Lavagem

Sector Média Sondagem S3 S4 S5 S6 Rendimento da Lavagem 14.4 14.4 12.6 13.5 13.7 1 (Norte) 3 (Sul) 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 30 Fracção < 63 m (%)µ P rof un d id ade (m ) Sondagem S3 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 30 Sondagem S4 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 30 Sondagem S5 0 ₅ ₁₀ ₁₅ ₂₀ 5 10 15 20 25 30 Sondagem S6

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T = 1100 ºC T = 1200 ºC

• Os círculos representam valores médios por

sondagem obtidos a partir de amostras de Areias da Roussa (círculos maiores) ou do Arenito de Carnide (círculos menores).

• Nas Areias da Roussa, as cores de cozedura

melhoram significativamente com o aumento da temperatura, melhoramento relacionado com o aumento da luminescência (10%) e com a redução dos desvios para o vermelho e para o amarelo (5%).

•As cores de cozedura apresentadas pelas

Areias da Roussa situam-se no beije claro a branco, permitindo o seu aproveitamento nos sub-sectores do pavimento e revestimento cerâmico e sanitários.

• Nos Arenitos de Carnide, o aproveitamento

do caulino passará eventualmente por corte granulométrico às 40 µm.

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Reservas de Caulino e de Co-Produtos

(exploração integral do jazigo mineral)

110 115 120 125 130 135 140 -47000 -46500 -46000 Meridiana (m) 27000 27500 28000 28500 29000 29500 30000 P e rp e n d ic u la r (m ) Cotas (m) A1 (21.1 ha) A2 (5.7 ha) A3 (4.2 ha) C o o rd e n a d a s H a y fo rd -G a u s s r e fe ri d a s a o P o n to C e n tr a l

A1, A2 e A3 - áreas de exploração

Área 1 (21.1 ha) Norte CONGLOMERADOS DA RANHA Caulino Areias com Aplicação na Indústria Cerâmica

Areias e Britas com Aplicação na Indústria da Construção Civil e

Obras Públicas

A1 473720 2890052 2965759

A2 63510 1065381 1185890

A3 38256 433183 471820

575486 4388616 4623470

0.6 Mton 4.4 Mton 4.6 Mton

Total

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51900 51920 51940 51960 51980 52000 Meridiana (m) 440900 440920 440940 440960 440980 441000 441020 441040 441060 P e rp e n d ic u la r (m ) S1 S2 S3 S4 S5 A B A 160 150 140 130 120 110 100 0 250 500 750 1000 1250 m B S3 S2 S5 S4 S1 Escavação 0m 20m 40m 60m 80m LEGENDA Pliocénico Continental Pliocénico Marinho Miocénico Área em estudo Corte Geológico S2 Sondagem mecânica Falha provável Lentícula argilosa Escala Gráfica

Coordenadas Hayford-Gauss referidas à Origem Fictícia

Norte

Bidoeira de Cima

Concelho de Leiria

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Argilas Comuns

Argila para Olaria (cerâmica ornamental) – É uma argila

plástica, de cores variadas (cinzento, castanho, vermelho), e composição complexa argilosa (caulinote, ilite, clorite,

vermiculite, etc) e não argilosa (quartzo, feldspatos, micas, óxidos de ferro, etc). Apresenta regiões de vitrificação pouco amplas (1000-1100 ºC) e fusão acentuada entre 1150-1330 ºC). A cor após cozedura situa-se no vermelho, quando a

cozedura se situa no limite inferior da região de vitrificação, ou no castanho escuro caso contrário. Argilas com carbonatos

cozem no amarelo-ocre.

Argila para telha e tijolo – Trata-se de uma argila grosseira que contém apreciável quantidade de silte e areia. Apresenta cores variadas (preto, cinzento, verde, vermelho, castanho e amarelo). O teor da fracção argilosa é baixo mais ainda assim suficiente para permitir o desenvolvimento da plasticidade

necessária à moldagem dos corpos cerâmicos. Cozem a

temperaturas < 950 ºC. Certas impurezas como carbonatos ou matérias carbonosas devem ser removidas para evitar

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Gesso

Introdução

O gesso é uma rocha evaporítica resultante da deposição de

sulfato de cálcio a parir de águas salgadas pouco profundas

provocada por evaporação intensa. Os depósitos mais

frequentes surgem na forma de injecções diapíricas.

Quimicamente, o mineral gesso é sulfato de cálcio hidratado.

Como variedades comerciais distinguem-se o gesso branco e

o gesso pardo. Em Portugal os depósitos de gesso são fundamentalmente de gesso pardo.

O gesso pardo aplica-se na produção de cimentos, com o

objectivo primordial de controlar a presa dos betões, e na

produção de fertilizantes, com o objectivo de fornecer cálcio e

aumentar o pH de solos ácidos.

Para ter aplicação na indústria do cimento, o gesso deve possuior

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Figura 15 –Geologia da envolvente à pedreira “Picotas nº 1” (polígono vermelho) e à propriedade da Extracentro, Lda. (polígono azul). Símbolos: a – Aluviões do Moderno; Q2, Q – Depósitos de terraços e de praias antigas, e depósitos indiferenciados, ambos do Quaternário; P – Pliocénico; M – Miocénico; φ – Oligocénico; C23

, C1,2 – Turoniano e Cretácico Inferior; J1_ab - Jurássico Inferior.

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0 20 40 60 80 Distância Horizontal (m) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 D is tâ n c ia V e rt ic a l (m ) Poligonal da Base da Escavação R a_m p_a d_e a ce ss_o S1 S2 S3 S4 S5 S6 20 25 30 35 40 Teores em SO3 (%) Profundidade 8-12 m

Recursos não Metálicos: Geologia, Propriedades, Aplicações e Ocorrências em Portugal