Capítulo 1 Rochas

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Enviado por Sofia Lehmkuhl em 30/09/2013

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1 Apostila da Disciplina Materiais de Construção- Profa Janaíde Cavalcante Rocha
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1.1 DEFINIÇÃO

As rochas são todos os elementos que constituem a crosta terrestre, independente da sua origem,
composição e estrutura, segundo a geologia.
Rochas são materiais constituintes essenciais da crosta terrestre, provenientes da solidificação
magma ou de lavas vulcânicas, ou da consolidação de depósitos sedimentares, tendo ou não sofrido
transformações metamórficas. São materiais que apresentam elevada resistência mecânica, podendo
sofrer modificações quando em contato com ar e água em casos bastante especiais (ABNT - TB-3/ 1945,
item 2º).

1.2 UTILIZAÇÃO
Da extração das rochas são obtidos blocos, matacões, agregados e pedras de construção. Nas pedras
de construção estão as pedras de alvenaria, de cantaria, guias, paralelepípedos, lajotas e placas de
revestimento.

1.3 HISTÓRICO
 Materiais naturais são os mais antigos utilizados pelo homem, pois podem ser empregados sem
grandes modificações em relação ao seu estado natural;
 Estima-se a utilização de pedras, em formas primitivas de construções, em 3.000 A.C. na Espanha e
sul da França;
 As pirâmides do Egito foram erguidas com blocos de rochas calcárias (Idade Antiga);
 A pedra foi o material estrutural mais importante na Idade Média. Como exemplo temos a construção
dos castelos medievais e das grandes catedrais;
 Século XIX surgimento das estruturas metálicas e século XX desenvolvimento do concreto armado.
Estes novos materiais, por apresentarem boa resistência à tração e compressão, favorecem revolução
nas formas e concepções arquitetônicas;
 A pedra, no uso como material estrutural, teve grande impacto por não ter uma resistência à tração da
mesma ordem de grandeza de sua resistência à compressão.

1.4 APLICAÇÃO
A pedra de construção é usada como material suporte ou base nos muros de arrimo, fundações pouco
profundas, blocos de pavimentação e como agregado (componente do concreto de cimento portland ou
mistura betuminosa da pavimentação). Ainda é aplicada como material de acabamento e proteção, como
por exemplo placas de revestimentos de paredes e pisos, devido à sua durabilidade e efeito estético. Sua
utilização como material agregado, complemento dos concretos de cimento e asfálticos, faz com que o
material seja um dos mais importantes entre os materiais de construção.
Dois importantes setores de produção: rochas ornamentais ( onde as pedras são beneficidadas para
uso na construção civil como material de acabamento e revestimento); e o setor de pedras britadas
(beneficiamento por britagem e peneiramento para produção de de material granular, ou seja, agregados).

CAPÍTULO 1

ROCHAS
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Centro Tecnológico CTC DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL ECV
Apostila como Material de Base para as disciplinas
Disciplinas: ECV 5302_ Materiais de Construção Civil I
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Estrutura globo terrestre (03) partes:
Litosfera: espessura média 150Km, elementos majoritário sílica
Manto: 2900 Km,
Núcleo: 3500Km de raio, rico em Fe e Ni. Tem intensa radioatividade é responsável pelas
temperaturas elevadas, que traduzem gradiente térmico (aumento da temperatura com a profundidade.

1.5 CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS

1.5.1 - Classificação Geológica: De acordo com a formação da rocha.

a) Rochas Eruptivas, Magmáticas ou Ígneas: Formadas pelo resfriamento do magma (material rochoso em
fusão).
 Intrusivas: Solidificam-se à grande profundidade do solo. Ex.: granito, diorito, gabro, etc.
 Efusivas: Solidificam-se na superfície do solo. Ex.: riolito, basalto, diábase, etc.
 Filoneanas: Ex.: pórfiro.

b) Rochas Sedimentares: São rochas estratificadas, geralmente depositadas debaixo d’água ou
acumuladas através da ação do vento e do gelo.
 Clásticas ou detríticas: Oriundas da destruição de rochas pré-existentes devido à ação de águas,
ventos e geleiras (deposição de detritos). Ex.: arenito.
 Precipitação química: Originária da transformação química sofrida por materiais em suspenso nas
águas. Ex.: gipsita, calcário e dolomita.
 Origem Orgânica (organógenas): Provêm da ação direta ou indireta de organismos ou da acumulação
de seus restos (acumulação matéria orgânica). Ex.: calcário-fóssil, carvão-fóssil, turfa.

c) Rochas Metamórficas: São rochas magmáticas ou sedimentares que sofreram alteração na sua textura
original, estrutura cristalina ou composição mineralógica, devido a condições químicas e físicas abaixo
da superfície terrestre (calor, pressão e água). Os tipos de rochas mais comuns neste grupo são
mármore (provém da metamorfização do calcário), gnaisse (provém da metamorfização do granito),
quartzito (provém da metamorfização do arenito), xisto e filito.
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1.5.2 - Classificação Tecnológica: Baseado no mineral simples predominante na constituição das rochas
e determinante das suas características.

a) Rochas Silicosas: Predomínio quase total da sílica (SiO2) sob a forma, normalmente, de quartzo puro.
Possuem a maior resistência mecânica e maior durabilidade. Ex.: granito, basalto, grês silicoso, etc.
b) Rochas Calcárias: Têm predomínio do cálcio, na forma de carbonato de cálcio (CaCO3) ou de sulfato
de cálcio. Possui boa resistência mecânica e média durabilidade. Ex.: calcário, mármore, dolomita e
gipsita.
c) Rochas Argilosas: Predomínio da argila (silicatos hidratados de alumínio). Têm resistência mecânica e
durabilidade baixíssimas. Ex.: argila comum, margas e xistos argilosos.

1.5.3 - Classificação Combinada: Considera-se as duas classificações anteriores e a aplicação na
Engenharia. As rochas são classificadas em:
a) Rochas Sílicosas: Eruptiva, Sedimentares e Silicosas Metamórficas;
b) Rochas Calcárias: Sedimentares e Metamórficas;
c) Rochas Argilosas: Sedimentares.

A Tabela 1 resume esta classificação:

Tabela 1: Classificação das Rochas (PETRUCCI, 1976)

1.6 CARACTERÍSTICAS DE ROCHAS EMPREGADAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

1.6.1 – Granito

 Rocha ígnea de profundidade;
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 Dura de textura cristalina e de grãos finos ou médios;
 Compõem-se de quartzo, feldspato e mica;
 Comum na natureza;
 Apresenta fratura irregular ou concóide;
 A cor predominante é dada pelo feldspato,
podendo ser rósea, marrom, amarelada, cinza ou azulada;
 O quartzo dá grânulos brancos ou pretos e a mica lhe dá o brilho;
 Resistência à compressão é, em média, 150 MPa (1500kgf/cm²);
 Densidade varia de 2,5 a 3,0;
 Excelente pedra de construção, desde que não alterado;
 Resistência mecânica e durabilidade são as maiores dentre as demais pedras de construção;
 Usos: em calçamentos (resistência ao choque e desgaste), muros de arrimo, alvenarias e pontes em
arcos (obras com esforços de compressão);
 Principal uso: Como agregado para base de pavimentos, concretos de Cimento Portland e asfáltico.
Atualmente utilizado como revestimento de pisos e paredes na forma polida (placas).

1.6.2 – Calcários
 Rocha sedimentar composta por carbonato de cálcio (CaCO3) e pequenas proporções de outras
substâncias (óxido de ferro, de magnésio, argila);

 Predomínio de carbonato de cálcio (CaCO3) são chamados de calcários calcíticos e predomínio de
carbonato de magnésio CaMg (CO3) são chamados de calcário dolomíticos ou magnesianos;

 Características:
 Calcinação pela ação do calor, liberando gás carbônico.
CaCO3 + calor = CaO + CO2
 Atacadas pelos ácidos, desprendem CO2 com efervescência.
 Riscadas facilmente pelo canivete (grau 3 na escala de Mohs).

 Resistência à compressão é de 50 a 150 MPa (500 a 1500kgf/cm²);
 Uso: Revestimento, produção de aglomerantes (extração da cal e fabricação do cimento) e, em
algumas regiões, como agregados.

1.6.3 - Basalto
 Rocha ígnea de superfície;
 De cor escura e textura compacta;
 Constituída à base de feldspato;
 Resistência à compressão é de 150 MPa (1500kgf/cm²);
 Composto de silicatos de alumínio e cálcio, de vidro e piroxênio;
 Tem grande resistência e dureza;
 Como agregado apresentam duas desvantagens: grande dureza que desgasta os britadores e a forma
dos grãos predominantemente lamelares;
 Exige menos explosivos na exploração das pedreiras, devido ao seu fraturamento natural, fazendo seu
custo de produção ser menor que o dos agregados graníticos;
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 Uso: Em revestimentos de pisos com grande fluxo de pedestres (placas polidas) e pisos para jardins
(forma bruta).

1.6.4 - Mármores
 Rochas derivadas do metamorfismo do calcário;
 Tem textura compacta;
 Resistência à compressão é de 100 MPa (1000kgf/cm²);
 As impurezas dão a sua coloração;
 Durabilidade e resistência à abrasão menor que granitos;
 Representam o último grau de alteração de rochas (paragnaisses) ou provêm do metamorfismo do
granito (ortognaisses);
 Aspecto e características físicas e mecânicas semelhantes a dos granitos;
 Tem quase os mesmos usos que o granito;
 Uso: Em revestimento interior sob a forma de placas.

1.7 MINERAIS PRESENTES NAS PEDRAS DE CONSTRUÇÃO

1.7.1 - Quartzo
A sílica (SiO2) ou quartzo livre é o mineral mais abundante na crosta terrestre. O quartzo é a
sílica cristalina, geralmente opaca ou de coloração branco leitoso. É somente atacada pelo ácido
fluorídrico. Possui massa específica absoluta 2,65 e dureza 7. Apresenta alta resistência à compressão e
grande resistência à abrasão.

 T  570° C: passa do estado beta para alfa aumentando 1,5 vezes seu volume;
 T = 870° C: transforma-se em tridimita e cristaliza sob forma de finas lâminas hexaédricas;
 T = 1710° C: funde, resfriando-o rapidamente, dá origem ao quartzo vítreo (sílica amorfa), de massa
específica 2,3.

A sílica amorfa ocorre sob forma de sílica hidratada SiO2 (H2O) opalina. Nessa forma pode
reagir com a cal.

1.7.2 - Aluminossilicatos
Depois da sílica, a alumina (Al2O3) é o mais abundante constituinte da crosta terrestre.
Combinado com a sílica (SiO2) forma o grupo de aluminossilicatos.

 Feldspato: K2O·Al2O3 · 6SiO2; Na2O·Al2O3 · 6SiO2; CaO·Al2O3 · 2SiO2
 Mica: silicatos de alumínio. Muscovita, Vermiculita;
 Caulinita: silicatos de alumínio hidratado Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O
1.7.3 - Silicatos de Ferro Magnésio
Geralmente denominados minerais negros. A massa específica é maior que os outros silicatos e a
dureza varia entre 5,5 e 7,5.

1.7.4 - Carbonatos e Sulfatos
Os carbonatos e sulfatos formadores de rochas são encontrados principalmente em rochas
sedimentares. Minerais mais importantes:

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 Calcita : CaCO3 (carbonato de cálcio cristalino)
 Magnesita: Mg CO3, emprega-se em material refratário.
 Dolomita: (CaCO3 . MgCO3)
 Gesso: CaSO4 . 2H2O
 Anidrita: CaSO4, transforma-se em gesso por hidratação.

1.8 PROPRIEDADES DAS PEDRAS
Para que as pedras possam ser utilizadas na construção, estas devem ter algumas qualidades,
resultando na necessidade de controle de certas propriedades. As propriedades fundamentais são as
seguintes:

1.8.1 - Resistência Mecânica: É a capacidade de suportar a ação de cargas aplicadas sem entrar em
colapso. Devem ser consideradas propriedades como resistência à Compressão, Tração, Flexão,
Cisalhamento, Desgaste e Choque.

 Compressão, Tração, Flexão, Cisalhamento: As pedras têm boa resistência à compressão e mal à
tração. A resistência mecânica varia de acordo com a orientação nas rochas estratificadas e com o
leito da pedreira nas rochas eruptivas. A umidade tem influência na resistência, variando na razão
inversa da umidade. Nas pedras as deformações crescem menos rapidamente que as tensões, não
seguindo a lei de Hooke. A resistência à compressão, geralmente, é o principal requisito na escolha da
pedra.
 Desgaste: É a perda de qualidades ou de dimensões com o uso contínuo.

 Choque: As pedras suportam, além dos efeitos estáticos, os dinâmicos. Os ensaios podem ser feitos
por normas alemãs ou americanas.

1.8.2 - Durabilidade: É a capacidade de manter as suas propriedades físico-mecânicas com o decorrer do
tempo e ação de elementos agressivos (meio ambiente ou intrínsecos, físico, químico e mecânico).
Influenciam a durabilidade: a Compacidade, Porosidade, Permeabilidade, Higroscopicidade, Gelividade,
Condutibilidade Térmica.

 Compacidade (C): É o volume de sólidos na unidade de volume da rocha natural. Está ligada à
permeabilidade, à absorção, à higroscopicidade e à gelividade.

 Porosidade (P): É expressa pelo volume de vazios na unidade de volume total. É o complemento da
compacidade. A pedra porosa é pouco resistente à compressão, é permeável e gelível. A porosidade
está intimamente ligada à durabilidade. A classificação quanto à porosidade é a seguinte:

 P < 1% : rocha muito compacta;
 1% <P < 2.5% : rocha com pequena porosidade;
 2,5% <P < 5% : rocha com porosidade regular;
 5% <P < 10% : rocha bastante porosa;
 10% <P < 20% : rocha muito porosa;
 P >20%: rocha fortemente porosa.

 Permeabilidade: É a capacidade de se deixar atravessar por líquidos e gases. A água pode atravessar
um corpo poroso por capilaridade, pressão ou ambas. Muito importante para
reservatórios,
coberturas, entre outros.
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 Higroscopicidade: É a propriedade de absorver água por capilaridade. Tem grande importância na
durabilidade.

 Condutividade Térmica e Elétrica: É a propriedade relacionada com a velocidade da transmissão
de calor. As pedras, comparadas aos metais, podem ser consideradas más condutoras de calor,
mesmo assim não podem ser consideradas bons isolantes térmicos. Em geral, as porosas são mais
isolantes que as compactas. Devido à má condutibilidade o exterior sofre mais que o interior, a
dilatação provoca o fendilhamento. Como exemplo temos a Tabela 2:

Tabela 2: Densidade de massa aparente (ρ ), condutividade térmica (λ ) e calor específico (c) das pedras
(LAMBERTS, R; DUTRA, L.; PEREIRA, F.O.R., 1997.)

PEDRAS (incluindo junta de assentamento)
Material
ρ
Densidade de massa
aparente
(kg / m³)
λ
Condutividade
Térmica
(W / (m.K))
c
Calor Específico de
Materiais
(kJ / (kg.K))
granito, gneisse 2300-2900 3,00 0,84
ardósia, xisto 2000-2800 2,20 0,84
basalto 2700-3000 1,60 0,84
calcários / mármore > 2600 2,90 0,84
Outras 2300-2600 2,40 0,84
1900-2300 1,40 0,84
1500-1900 1,00 0,84
< 1500 0,85 0,84

 Gelividade: A água infiltrada na pedra transforma-se em gelo, conseqüentemente aumentando de
volume. A pressão exercida pelo gelo é de 146 kgf / cm².

1.8.3 - Trabalhabilidade: É a capacidade da pedra em ser trabalhada com mínimo de esforço.
Influenciam na trabalhabilidade: a Fratura , a Homogeneidade e a Dureza.

 Fratura: Está relacionada à facilidade ou dificuldade de extração, corte, polimento e aderência a
aglomerantes. Refere-se à forma e ao aspecto da superfície de fragmentação da rocha. Os principais
tipos de fratura são:

 Plana: Material fácil de ser cortado em blocos de faces planas;
 Conchoidal: Difícil de ser cortada;
 Lisa: Fácil de polir;
 Áspera: Boa aderência;
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 Escamosa: Dificuldade de cortar, mas fácil de lascar;
 Angulosa: Superfície de separação mais ou menos resistente.

 Homogeneidade: Quando apresenta as mesmas propriedades em amostras diversas. A
homogeneidade é uma qualidade fundamental, a ausência desta significa má qualidade da pedra.

 Dureza: É a propriedade relacionada à maior ou menor capacidade de se serrar. Esta propriedade
afeta a trabalhabilidade da pedra e está intimamente ligada ao seu custo.
 Brandas: Serradas facilmente pela serra de dentes. Ex.: Tufos vulcânicos.
 Semi- duras: Serradas facilmente pela serra lisa com areia ou esmeril e dificilmente serradas por
serra de dentes. Ex.: Calcários compactos.
 Duras: Somente serradas na serra lisa. Ex.: Mármores.
 Duríssimas: Dificilmente serradas pela serra lisa, mas facilmente com as serras diamantadas. Ex.:
Granito.

1.8.4 - Estética: É a aparência da pedra para fins de revestimento ou acabamento. Considera-se a Textura,
a Estrutura e a Coloração.
 Textura: Relacionada ao detalhe da distribuição dos elementos mineralógicos.
 Estrutura: Relacionada à homogeneidade ou heterogeneidade dos cristais constituintes e da parte
amorfa.
 Coloração: É determinada pela cor dos minerais essenciais ou de seus componentes acessórios.
Importante quando a pedra tem finalidade decorativa, influenciando na maioria das vezes, no seu
valor. Devido a sua variabilidade, a cor não serve para identificação mineralógica. Quando usada para
revestimentos a uniformidade e a durabilidade das cores são essenciais. A cor pode ser alterada pelo
intemperismo. O polimento contribui na resistência à ação do tempo, acentuando as cores. Alguns
minerais são nocivos à beleza das pedras como a pirita, marcassita, pirrotita e mica.

1.9. ESTUDOS TECNOLÓGICOS

1.9.1 - Características Físicas

Figura 1: Esquema representativo da relação Massa/Volume.

Esquema volume unitário de um sólido
Vvazios= (formado por água e ar presentes nos poros)
Vabsoluto= Vsólidos
Vtotal= Vaparente (Vap)
Vabs
Vtotal
Vvazios
Volume Massa
Ar
Água

Sólido
Mseca
Múmida
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1.9.1.1 - Massa Específica: É a relação entre massa e volume.
 Massa Específica Aparente (d): No volume considera-se o material sólido e os vazios permeáveis e
impermeáveis. Determinada pelo processo geométrico, frasco graduado ou balança hidrostática.

apV
m
d 
(1.0)
 Massa Específica Absoluta (D): Dada pelo peso da unidade sem os vazios. Determinada pelo
picnômetro.

absV
m
D 
(1.1)

1.9.1.2 - Compacidade (C): É a relação entre massa específica aparente e massa específica absoluta.
ap
abs
V
V
C 



dm
Dm
C 



D
d
C 
(1.2)

1.9.1.3 - Porosidade (P): É a relação entre volume de vazios e volume aparente do material.

total
v
V
V
P 

total
abstotal
V
VV
P
)( 


dm
Dmdm
P
)//( 


D
d
P  1
(1.3)

Classificação quanto à porosidade:

 P < 1% : rocha muito compacta;
 1% <P < 2.5% : rocha com pequena porosidade;
 2,5% <P < 5% : rocha com porosidade regular;
 5% <P < 10% : rocha bastante porosa;
 10% <P < 20% : rocha muito porosa;
 P >20%: rocha fortemente porosa.

Informações derivadas:

- índice de vazios
Vsolidos
V
e v

 1

p
p
e
,
 1

e
e
p

- grau de saturação do material

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100






vazios
água
V
V
S

1.9.1.4 - Permeabilidade: É a capacidade de se deixar atravessar por líquidos e gases. A água pode
atravessar um corpo por capilaridade, pressão ou ambos. A absorção depende dos poros ligados ao
exterior de acordo com a dimensão e disposição dos canais da pedra.

1.9.1.5 - Higroscopicidade: É a propriedade de absorver água por capilaridade. Importante para a
durabilidade.

tS
m
C 
(1.4)

1.9.1.6 - Condutividade Térmica e Elétrica: É a propriedade relacionada com a velocidade da
transmissão de calor. As pedras, comparadas aos metais, podem ser consideradas más condutoras de
calor, mesmo assim não podem ser consideradas bons isolantes térmicos.

1.9.1.7 - Dureza: É a propriedade relacionada à maior ou menor capacidade de se serrar. Esta
propriedade afeta a trabalhabilidade da pedra e está intimamente ligada ao seu custo.

 Brandas: Serradas facilmente pela serra de dentes. Ex.: Tufos vulcânicos.
 Semi- duras: Serradas facilmente pela serra lisa com areia ou esmeril e dificilmente serradas por serra
de dentes. Ex.: Calcários compactos.
 Duras: Somente serradas na serra lisa. Ex.: Mármores.
 Duríssimas: Dificilmente serradas pela serra lisa, mas facilmente com as serras diamantadas. Ex.:
Granito.

1.9.2 - Características Mecânicas

1.9.2.1- Resistência à Compressão, Tração, Flexão, Cisalhamento: As pedras, normalmente, resistem
bem à compressão e mal à tração. Fatores como a orientação do esforço, nas rochas estratificadas e
Permeabilidade baixa
Permeabilidade média
Permeabilidade forte
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umidade influenciam na resistência. A resistência à compressão serve de dado para avaliação indireta das
outras propriedades.

 Cisalhamento = 1/10 a 1/15 da Resistência à Compressão .
 Tração = 1/20 a 1/40 da Resistência à Compressão.
 Flexão = 1/10 a 1/15 da Resistência à Compressão.

 Determinação da resistência à compressão: Na prensa coloca-se corpo de prova cúbico com 5
centímetros de arestas. Sendo: Rc = Resistência à compressão, P = Esforço aplicado, e S = Área
da seção resistente.

Figura 2: Resistência à Compressão

Figura 3: corpo-de-prova e dispostivo de ensaio recomendado
para a determinação do módulo de ruptura em rochas
(flexão por carregamento em 3 pontos)

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1. Suporte do rolete superior
2. Rolete superior articulado
3. Corpo-de-prova
4. Rolete inferior articulado
5. Suporte dos roletes inferiores
6. Rolete inferior não articulado

Figura 4: ensaio de compressão unixial

1.9.2.2 - Desgaste: É a perda de qualidades ou de dimensões com o uso contínuo. O ensaio de desgaste
pode ser feito de duas maneiras:

1) Material atritado contra um disco horizontal que gira, usando-se um abrasivo (areia ou coríndon)

 resistência à abrasão. O desgaste é feito pelas partes mais duras, dependendo também da
dureza do abrasivo.
 recomendado para pedras e pisos de revestimento.

2) Material atritado por desgaste recíproco de pedaços de pedra em aparelhos como o Deval ou Los
Angeles. É muito usado para qualificação da pedra como agregado para concreto asfáltico e lastro
de ferrovias.
 agregados.

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Figura 5: Equipamento de ensaio para Abrasão Los Angeles

Figura 6: esquema de equipamento de abrasão Amsler

1.9.2.3 - Resistência ao choque: Importante nas aplicações como molhes de enrocamento, pois o peso do
bloco é fundamental para a estabilidade do molhe, não podendo ser partidos por choque durante a
colocação. O ensaio consiste em deixar cair sobre o corpo-de-prova (cubo de 4 cm de lado) um peso de
45N (4,5 kg) quantas vezes forem necessárias para esmagar o cubo. Ou ensaio de corpo de impacto
realizado para rochas ornamentais.

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Figura 7: Aparelho para ensaio de choque.

Figura 8: Esquema de aparelho para ensaio de corpo duro (NBR 15845/2010)

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1. esfera de aço de 1 kg
2. roldana
3. estrutura pra sustentação de esfera
4. fio não deformável para alçar a esfera
5. corpo-de-prova
6. colchão de areia
7. tubo-guia em escala de 5 em 5 cm

1.10 CLASSIFICAÇÃO QUANTO ÀS DIMENSÕES
 Bloco de Rocha: Pedaço de rocha com diâmetro > 1m
 Matacão: Pedaço de rocha com diâmetro 25 cm <  <1m
 Pedra: Pedaço de rocha com diâmetro 7,6 cm<  < 25 cm
 Pedregulho: Pedaço de rocha com diâmetro 4,8mm <  <7,6cm
 Areia: Diâmetro 0,05mm <  < 4,8mm
 Silte: Diâmetro 0,005mm <  <0,05mm
 Argila: Diâmetro  <0,005mm

1.11 ALTERABILIDADE DA PEDRA

Modificação da suas características e propriedades por agentes atmosféricos ou outros agentes
agressivos, atuando através de uma ação física ou química.

1.11.1 – Efeitos Físicos:

 Variação de Temperatura: O aquecimento da rocha é 1 a 2,5 vezes mais do que a atmosfera. Cada
constituinte mineralógico tem um coeficiente de dilatação térmica. As variações térmicas produzem
esforços internos secundários que agindo continuamente podem causar a desagregação e a ruína total
do material.
 Crescimento dos cristais: O crescimento de cristais em fendas pré-existentes ou poros pode
fragmentar a rocha. Esse crescimento pode ser devido à deposição de sais nas fendas e poros. Os sais
precipitam quando a água de capilaridade evapora-se e ao cristalizar-se aumentam de volume,
ocasionando um aumento de fissuração progressivo e lento.

1.11.2 – Efeitos Químicos
 Oxidação: Um dos processos químicos mais comuns.
Afeta os compostos de ferro e a passagem do
ferro bivalente ( FeO2) a trivalente (FeO3) dá origem à coloração avermelhada.
Exemplo: A oxidação dos sulfetos encontrado na forma de pirita (FeS2), marcassita (FeS2)
ou pirrotita (Fe n – 1 Sn). Na presença de água e ar o sulfeto reage dando:
4 FeS2 + 15O2 + 8 Ca (OH)2 + 14 H2O  4 Fe (OH)3 + 8 (CaSO4. 2 H2O)

 Ação do CO2: Certas rochas podem sofrer dissolução, como os calcários, cujo mineral essencial é a
calcita, CaCO3, ou a dolomita CaMg (CO3)2. A dissolução dos calcários calcíticos é muito mais
rápida que a dos calcários dolomíticos. O bicarbonato tem solubilidade 100 vezes mais que o
carbonato. O bicarbonato de cálcio, sendo muito solúvel, é facilmente lixiviado.

No caso dos calcários calcíticos verifica-se a seguinte reação:
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca (HCO3)2
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Calcita Bicarbonato de Cálcio

 Hidratação: Pela hidratação a água é absorvida, ficando intimamente ligada à superfície mineral,
penetrando em seus capilares, sendo que a estrutura cristalina do mineral é mantida. Depois da
hidratação ocorre a hidrólise, responsável pela decomposição química do mineral, quebrando sua
estrutura cristalina.

Figura 4: Agentes de Ruína da Pedra (PETRUCCI, 1976)

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1.12 EXPLORAÇÃO DE PEDREIRAS

1.12.1 - Definição de Pedreira
Pedreira é a denominação dada a uma jazida (depósito mineral ainda não explorado, natural) de
mineral pétreo explorada.

1.12.2 - Critérios para escolha de uma Pedreira

a) Qualidade da jazida: Verificação através de observação direta ou estudo petrográfico. O estudo
petrográfico determina: composição mineralógica da rocha e sua classificação petrográfica; estado de
conservação da rocha; estrutura, granulação, textura, poros; presença de materiais nocivos.

b) Quantidade e custo de remoção da camada superficial: A quantidade pode ser determinada por
sondagens e topografia (curvas de níveis e levantamento de seções).

c) c) Situação:
 Localização da pedreira (facilidade para o serviço);
 Acesso às vias de comunicação;
 Vizinhança;
 Distância ao centro consumidor;
 Volume de trabalho de drenagem e regularização;
 Rede elétrica e água potável;
 Disponibilidade pessoal técnico e operário.

1.12.3 - Exploração de Pedreira

Conjunto de operações que permitem a retirada da pedra natural da jazida, reduzindo formas e
tamanhos, tornando-as compatíveis para o uso e aplicação em obras de engenharia.

Os tipos de exploração são os seguintes:
a) Céu aberto;
b) Subterrânea;
c) Mista.

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Figura 6 : Vista Pedreira, Pomerode - SC (AREIA E BRITA, 1999)

1.13 POTENCIAL MINERAL BRASILEIRO

O Brasil, com seu território amplo e sua diversidade geológica, é um dos maiores potenciais de
minérios do mundo, sendo um dos principais produtores mundiais de minérios, registrando uma produção
de 83 substâncias minerais. Os terrenos antigos, ricos em depósitos minerais de grande significado
econômico, são cerca de 42% do território nacional.

Com relação à distribuição das minas por substâncias minerais, verifica-se que 72,6% estão ligadas à
indústria da construção civil: calcário (337); pedras britadas (348); areia e cascalho (265) e argilas
comuns e plásticas (178). Os minerais metálicos compreendem 11,2% das minas, destacando ferro (82),
ouro (20), alumínio (18), manganês (18), estanho (8) e cromo (6).

1.13.1 - Setor Mineral Catarinense

O valor da produção mineral em Santa Catarina no ano de 1998, foi cerca de R$ 287,6 milhões,
para 21 tipos de bens minerais produzidos (carvão; pedras britadas; argilas comuns e plásticas; areias,
seixos e saibros; água mineral; fluorita; conchas calcárias; areia industrial; calcário calcítico e dolomítico;
fonolito e nefelina-sienito; caulim; bauxita; silex; granito ornamental; turfa; argila refratária; feldspato).
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Figura 7: Distribuição do Valor da Produção Mineral do Estado de SC (AREIA E BRITA, 1999)

1.13.2 - Brita e Areia em Santa Catarina

A pedra britada tem grande distribuição em Santa Catarina. Na porção Leste é obtida do
beneficiamento das rochas graníticas e/ou granito-gnáissicas, além de seixos de leito de rios e de
depósitos aluvionares provenientes destas litologias. Enquanto que na porção Oeste e Meio-Oeste a brita é
produzida a partir de basaltos da Formação Serra Geral.

As areias para utilização na Construção Civil tem ampla distribuição na porção Leste do Estado.
As principais áreas de extração localizam-se nos principais cursos d’água que transportam os sedimentos
originários das rochas graníticas e granito-gnáissicas, bem como nos depósitos sedimentares da planície
costeira. As porções Oeste e Meio Oeste de Santa Catarina, são pobres em depósitos de areia,
principalmente areia grossa, contendo apenas depósitos localizados, associados às rochas sedimentares da
Bacia do Paraná, pois os basaltos da Formação da Serra Geral, pobres em sílica, são bem dominantes.

A produção de pedras britadas, areia, seixos e saibro foi no total cerca de 31% do valor da
produção mineral do estado no ano de 1998. A produção de brita foi de 20,2% e a de areia e seixos
10,8%.

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1.13.3 - Pedras usadas na Região (Florianópolis)

a) Pó de pedra;
b) Pedrisco;
c) Brita n.º ¾;
d) Brita n.º 1;
e) Brita n.º 2 e;
f) Pedra pulmão (Oriunda da britagem primária).

a) b) c)

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d) e) f)
Figura 8: Pedras usadas na Região ( Pedrita, 2000)

Na Figura 9 encontra-se um fluxograma típico de uma pedreira.

Figura 9: Fluxograma típico de uma pedreira (BAUER, L.A., 1995)

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1.14 PARTE PRÁTICA

1.14.1 - Massa Específica Aparente: É a massa por unidade de volume compreendendo o volume
absoluto do material sólido e o volume dos vazios impermeáveis. Obtida através da fórmula (1.1).

Vap
m
d 
(1.5)
Métodos de determinação:

a) Processo geométrico: Utiliza-se um cubo com arestas normalmente de 5 cm. É o corpo-de-prova
usado para o ensaio de resistência à compressão. As medidas das arestas para determinação do volume
são efetuadas com um paquímetro. São realizadas duas medidas por aresta e as dimensões do cubo são
calculadas como sendo a média das leituras.

cba
m
d


(1.6)

b) Processo do frasco graduado: Coloca-se uma certa quantidade de água em uma proveta graduada e
faz-se uma leitura inicial (Li). Determina-se a massa de uma certa porção da amostra (m) e coloca-se esta
porção na proveta. Faz-se então a leitura final (Lf).

)( LiLf
m
d


(1.7)

 Este procedimento é indicado para cálculos rápidos, para amostras que possua geometria irregular. A
precisão é pequena, dependendo da sensibilidade de leitura da proveta utilizada.

c) Processo da balança hidrostática: O princípio deste ensaio baseia-se na lei de Arquimedes: “ Todo
corpo imerso num fluido está sujeito a uma força de baixo para cima igual ao peso de líquido por ele
deslocado”.

Figura 9: Prinípio de Arquimedes

O valor do empuxo pode ser determinado pela diferença entre a massa de uma amostra em condições
normais (m) e sua massa imersa (mi). Caso o fluido em questão seja a água (densidade igual a 1) o valor
desta força em kgf será numericamente igual ao volume da amostra (em dm³).

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)( mim
m
d


(1.8)

Execução do ensaio:
 Pesa-se a amostra (m);
 Tara-se a balança com o recipiente que conterá a amostra quando imersa na água;
 Coloca-se a amostra no recipiente imerso e faz-se a pesagem imersa (mi).

 Este método de determinação tem grande precisão e é recomendado para medida de laboratório.

14.2 - Massa Específica Absoluta: É a massa por unidade de volume compreendendo apenas o volume
absoluto do material sólido. Obtida através da fórmula (1.9).
Vabs
m
d 
(1.9)

Os vazios impermeáveis são eliminados através de moagem prévia da amostra. Quanto menor a
granulometria da amostra moída, mais preciso será o valor de “D”.

a) Processo do Picnômetro: O picnômetro é um recipiente de vidro que possui uma rolha esmerilhada
com um tubo capilar. Quando repleto por um líquido, consegue-se um volume bem definido e
preciso.

Figura 10: Cálculo do volume da amostra através do picnômetro

Execução do ensaio:

- Pesa-se o picnômetro com água (Pag);
- Pesa-se uma amostra de pó de pedra (m);
- Retira-se um pouco da água do picnômetro, coloca-se a amostra (a) com auxílio de um funil e
completa-se o restante do espaço com água;
- Pesa-se o picnômetro com a amostra e água (Pag + a).

 maPagPagVabs  )(

absV
m
D 

 maPagPag
m
D


)(
(1.10)
 Atenção: Deve-se eliminar cuidadosamente o ar aderido às partículas da amostra quando colocada no
picnômetro, antes de começar o preenchimento total por água.