Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto MATERIAIS DE CONSTRUÇAO Engenharia Civil DECIV – EM - UFOP Aulas 01-02 – Pedras Naturais Tipos, Padronização e Especificações Prof. Ricardo FIorottI Encargos do Engenheiro Civil Arquitetar Conceber uma obra para atender às finalidades visadas: conforto, funcionalidade, higiene, estética e outras. Dimensionar Conhecendo os esforços internos, fixar as dimensões dos elementos estruturais p/ que conservem suas posições e formas, isto p/ esforços externos determináveis. Construir Proteger Conservar materializar a obra concebida, confeccionando e montando seus elementos, usando os materiais previamente escolhidos Recorrendo a outros materiais, o engenheiro procurará aumentar a durabilidade de uma obra construída com um determinado tipo de material, quando este for passível de sofrer ataques por agentes externos. retocar ou reformar partes da construção cuja durabilidade tenha se expirado (por acidente ou envelhecimen-to), usando materiais da mesma natureza ou não Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Introdução O que é pedra natural? As rochas, ou pedras naturais, são associações compatíveis e estáveis de um ou mais minerais. Formação das Rochas Ambientes geológicos geradores: magmático rochas magmáticas sedimentar rochas sedimentares metamórfico rochas metamórficas Elementos atuantes pressão temperatura, composição química Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Introdução Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Introdução O que é pedra natural? Material extraído diretamente de jazidas, processadas em sistema industrializado sem alterações de suas propriedades naturais Material de engenharia britagem e segregação aplicação em matrizes cimento poliméricas resinas Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Pedras Naturais Rochas magmáticas Formação em ambientes com temperaturas >800oC pressão variável e pequena variação na composição química cristalização do magma, denominadas ígneas Rochas metamórficas Formação grande intervalo de pressões e temperaturas ocorrências variáveis em relação à profundidade não há fusão de minerais (DT<800oC) Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Pedras Naturais Rochas sedimentares Formação em ambientes com baixas temperaturas grande variabilidade de composição química e materiais Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Pedras Naturais Ciclos das rochas Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Pedras Naturais Ciclos das rochas Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Rochas Magmáticas intrusivas grãos visíveis a olho nu ou extrusivas minerais mais comuns: quartzo; feldspatos e plagioclases; feldspatóides (nefelina, leucite); micas (moscovite, biotite); piroxenas; anfíbolas e olivina Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Rochas Magmáticas Composição química Classificação segundo composição química ácidas sílica>65% intermediárias 65% e 52% de sílica básicas 52% e 45% de sílica ultra – básicas sílica <45% Principais tipos Granito e basalto constituídos essencialmente por quartzo, feldspato e mica Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Magmáticas Rocha basáltica granito definição geológica rocha basáltica intrusiva quartzo transparente, feldspato e biotita definição comercial toda rocha de quartzo e estrutura cristalina fechada elevadas... resistência mecânica, abrasão, densidade resistência ataque substâncias químicas boa durabilidade isotrópica (alguma anisotropia) Prof. Ricardo FIorottI Rochas Sedimentares Composição química… Classificação composição química variável Formação segundo… fenômenos de alteração de rochas pré-existentes transporte, acumulação e consolidação dos sedimentos, agentes externos: água, vento, e gravidade erosão de rochas preexistentes, precipitação química de substâncias inorgânicas ou orgânicas Formam fina película na crosta terrestre espessura de 2km e 80% da superfície do planeta, constituindo a maioria das suas paisagens Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Rochas Sedimentares Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Rochas Sedimentares Principais tipos Calcário constituídos essencialmente por carbonato de cálcio CaCO3 Xistos; Arenitos; Conglomerados constituídos basicamente de sílica e materiais argilosos Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Sedimentares Rocha sedimentar calcárea calcário rochas sedimetar predominantemente formada por minerais calcíticos (CaCO3) podem apresentar carbonato magnesiano DOLOMITA – carbonato de cálcio magnesiano CaMg(CO3)2 podem apresentar material fossilizado planos direcionais grãos de ferro ou de calcita Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Sedimentares Rocha sedimentar travertino grãos de carbonato de cálcio cristalinizados podem apresentar coloração em tons de branco-cremebronze coloração proveniente de intemperismo químico ocorrência lençóis água subterrânea águas termais características anisotrópicas presença de poros Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Sedimentares Rocha sedimentar silicosa arenito fragmentos de areia agrupados grãos de quartzo cimentados por silicatos ou óxidos cálcio-ferro diâmetro (0,0625-2mm) alta porosidade aplicação com restrições Prof. Ricardo FIorottI Rochas Metamórficas Resultam da transformação de rochas préexistentes… ação de agentes de intemperismo pressão e temperatura reajustamentos mineralógicos e texturais das rochas, em consequência das novas condições físico-químicas Principais tipos Granito e basalto constituídos essencialmente por quartzo, feldspato e mica Prof. Ricardo FIorottI Rochas Metamórficas Principais tipos Xisto forma estratificada em planos distinguem-se das ardósias por apresentarem planos de xistosidade commaior brilho, resultam da transformacao de rochas argilosas basaltos Ardósia tipo de xisto Gnaisse formado essencialmente de quartzo e feldspato minerais apresentam-se recristalizados e dispostos segundo faixas Prof. Ricardo FIorottI mais ou menos paralelas, formando bandas alternadas, claras e escuras. Rochas Metamórficas Principais tipos Gnaisse formado essencialmente de quartzo e feldspato minerais apresentam-se recristalizados e dispostos segundo faixas mais ou menos paralelas, formando bandas alternadas, claras e escuras. Quartzitos essencialmente constituídos por grãos de quartzo recristalização de arenitos siliciosos Mármores recristalização de calcários ou dolomitas Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Metamórficas Rocha metamórfica calcárea mármore grãos recristalizados de calcita ou dolomita possuem variados níveis de densidade sensível ao ataque substâncias cloradas valor estético e econômico textura uniforme cristais de diferentes tamanhos preenchimento estético Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Metamórficas Rocha metamórfica silicosa ardósia estrutura compacta, microcristalina planos e clivagem bem definidos excepcional anisotropia planos de formação evidentes coloração diversificada função da origem e minerais presentes Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Rochas Metamórficas Rocha metamórfica silicosa quartzito recristalização arenito agente intempérico físico temperatura quartzo resistência mecânica boa durabilidade resistência agentes externos intemperismo Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Emprego de engenharia Revestimentos Concretos hidráulicos betuminosos Lastros ferroviários Infra-estrutura rodoviária Enrocamentos Outros Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Propriedades Dureza Mohs minerais Fonte: Marble Institute Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Propriedades Dureza Absoluta minerais Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Pedras Naturais IMPORTANTE!!! Cada pedra-rocha é única variações ocorrem na mesma jazida localização profundidade idade propriedades variam de rocha para rocha é necessário identificar rocha adequada a cada aplicação ou uso durabilidade, segurança, estética Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Propriedades Prof. Ricardo FIorottI Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC - Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil Mestrado Engenharia Civil Propriedades Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Pedras Naturais Produtos acabamentos mais comuns polimento flambagem jateado (areia) acabamentos especializados espelhamento polimentos sucessivos com equipamentos especializado e utilização de abrasivos finamente aplicados e em camadas sucessivas (pasta diamante) Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Pedras Naturais Extração qualidade blocos particularidades Prof. Ricardo FIorottI Aplicações Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Aplicações Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Aplicações Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto Propriedades Controle de qualidade durabilidade absorção densidade abrasão resistência mecânica compressão tração ancoragem (aderência – fachadas) segurança atrito Prof. Ricardo FIorottI Propriedades Material para construção e infra-estrutura aderência a ligantes hidráulicos e hidrocarbonados asfalto Prof. Ricardo FIorottI Aplicações Prof. Ricardo FIorottI Departamento de Engenharia Civil Escola de Minas - Universidade Federal de Ouro Preto MATERIAIS DE CONSTRUÇAO Engenharia Civil DECIV – EM - UFOP Aulas 01-02 – Pedras Naturais Tipos, Padronização e Especificações Prof. Ricardo FIorottI