MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I-mesclado

Prévia do material em texto

E-BOOK
MATERIAIS DE 
CONSTRUÇÃO I
Materiais de construção
APRESENTAÇÃO
Materiais de construção são todos os corpos, objetos ou substâncias que são usados em qualquer 
obra de engenharia. Desde o início da civilização, os materiais são utilizados para facilitar a vida 
do ser humano. Na Pré-história, o sílex lascado era o principal material utilizado na confecção 
de objetos e ferramentas. Na sequência, o homem passou a produzir seus utensílios cotidianos a 
partir da pedra polida, evoluindo para aplicação de cerâmicas em materiais a partir da descoberta 
do fogo. Neste mesmo período, o que hoje conhecemos como compósito, o barro reforçado com 
madeira e palha possibilitava a construção de casas.
Nesta Unidade de Aprendizagem você vai conhecer os conceitos da ciência e engenharia de 
materiais aplicados a materiais de construção e reconhecer a importância destes materiais.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Conceituar os pilares da ciência e engenharia de materiais aplicados a materiais de 
construção.
•
Definir materiais de construção civil.•
Identificar os níveis de estudo/informações sobre os materiais.•
DESAFIO
Imagine que você seja o candidato à vaga de técnico em qualidade de uma empresa que fabrica 
telhas.
 
Após a entrevista, você deve realizar um teste com a seguinte questão:
Defina o material argila e a propriedade que permite que este material seja moldado em finas 
camadas sem que se rompa. Por que o material é vermelho?
INFOGRÁFICO
Obras de engenharia civil são realizadas com a utilização de materiais de construção. O uso 
racional destes materiais, do ponto de vista técnico e econômico, exige o conhecimento 
adequado das suas propriedades e dos processos de fabricação ou de transformação. Só assim 
será possível selecionar, entre as variadas opções viáveis que existem atualmente, aquela que 
permita melhores desempenhos. Observe no infográfico as propriedades dos materiais de 
construção.
CONTEÚDO DO LIVRO
As tarefas do arquiteto e do engenheiro seriam de impossível realização sem o suporte de 
dezenas de agências reguladoras, associações comerciais, organizações profissionais e outros 
grupos que produzem e disseminam informações sobre materiais e métodos de construção.
Alguns dos mais importantes serão discutidos nas seções do livro "Fundamentos de Estruturas 
de Philip Garrison". Comece seus estudos a partir do titulo Materiais estruturais: concreto, aço, 
madeira e alvenaria. 
Boa leitura.
Albano, J.F. – Vias de transporte
Allen, E.; Iano, J. – Fundamentos da engenharia de edificações:
materiais e métodos, 5.ed.
Beer, F.P. et al. – Estática e mecânica dos materiais
Beer, F.P. et al. – Mecânica dos materiais, 7.ed.
Cocian, L.F.E. – Introdução à engenharia
Dym, C.L. et al. – Introdução à engenharia: uma abordagem
baseada em projeto, 3.ed.
Leet, K.M.; Uang, C.; Gilbert, A.M. – Fundamentos da análise
estrutural, 3.ed.
Najafi, M. – Tecnologia não destrutiva: planejamento,
equipamentos e métodos
Nash, W.A.; Potter, M.C. – Resistência dos materiais, 5.ed.
Neville, A.M. – Propriedades do concreto, 5.ed.
Neville, A.M.; Brooks, J.J. – Tecnologia do concreto, 2.ed.
Peurifoy, R.L. et al. – Planejamento, equipamentos e métodos
para construção civil, 8.ed.
O projeto estrutural é parte fundamental de qualquer projeto
mecânico ou de construção civil, seja de uma máquina, de um
edifício ou de uma ponte. O cálculo estrutural envolve conceitos
físicos e formulações matemáticas para definição da geometria
e a análise da estabilidade e da resistência de uma estrutura.
Fundamentos de Estruturas traz os conceitos essenciais da
matéria em linguagem simples, clara, objetiva e ilustrativa para
facilitar sua compreensão e sua aplicação.
O leitor encontrará neste texto:
conceitos estruturais explicados com o uso de analogias e
de exemplos;
conceitos matemáticos expressos com clareza e no contexto
dos conceitos físicos envolvidos;
exemplos e casos do mundo real para enfatizar a relevância do
conteúdo apresentado.
Leitura indicada para as disciplinas de Estruturas, Estruturas
de Concreto e Alvenaria, Estruturas de Madeira, Estruturas
Metálicas, Resistência dos Materiais, Estabilidade, Análise de
Estruturas e afins ministradas nos cursos de engenharia civil,
arquitetura, construção civile engenharia mecânica.
Este livro contém apresentações em PowerPoint com
todas as fotografias do livro a cores. Também está dis-
ponível a solução (em inglês) de alguns dos problemas
propostos. Os interessados nestes materiais podem
acessar o , buscar pela página dosite loja.grupoa.com.br
livro e clicar no ícone Conteúdo Online.
D:\Trabalho\Bookman\03173 - GARRISON - Fundamentos de Estrutura - 3ed\Arquivo aberto\03173 - GARRISON_Fundamentos_Estruturas_3ed 20-06.cdr
quinta-feira, 12 de julho de 2018 16:14:26
Perfil de cores: Desativado
Composição Tela padrão
G242f Garrison, Philip.
 Fundamentos de estruturas [recurso eletrônico] / Philip 
Garrison; tradução: Ronald Saraiva de Menezes; revisão 
técnica: Luttgardes de Oliveira Neto. – 3. ed. – Porto Alegre: 
Bookman, 2018.
Editado como livro impresso em 2018.
ISBN 978-85-8260-481-6
1. Engenharia civil. I. Título.
CDU 624.01
Catalogação na publicação: Karin Lorien Menoncin – CRB 10/2147
Philip Garrison BSc, MBA, CEng, MICE, MIStructE, MCIHT, é engenheiro 
civil e estrutural credenciado e professor sênior de Design Estrutural do 
Departamento de Engenharia Civil da Leeds Beckett University.
 21
 Materiais estruturais: concreto, 
aço, madeira e alvenaria
Introdução
O foco principal deste livro são os fundamentos da análise estrutural. Até aqui, não prestamos 
muita atenção no material constituinte de uma viga, um pilar ou uma laje. Existem, é claro, mui-
tos materiais disponíveis para usarmos, mas neste capítulo vamos examinar os quatro principais 
materiais estruturais, que são: concreto, aço, madeira e alvenaria.
Tanto arquitetos quanto engenheiros têm que decidir já num estágio inicial qual material 
(ou combinação de materiais) usarão em um projeto específico. Mas é difícil tomar tal decisão se 
você não sabe nada sobre os diversos materiais. O propósito deste capítulo é discutir diferentes 
materiais disponíveis para o profissional da construção.
Qual é o melhor material?
Uma pergunta natural a essa altura é: qual é o melhor material? Bem, depende do que você quer 
dizer com “melhor”. “Melhor” significa mais resistente, mais rígido, mais barato, prontamente 
disponível ou mais atraente? Ou tudo isso? Ou talvez nada disso?
Se pararmos para pensar, concluiremos que não existe um material de construção que seja 
o melhor em todos os aspectos. Se existisse, todas as estruturas de edificações no mundo seriam 
feitas exclusivamente deste material. Isso claramente não acontece. Quando observamos o mun-
do à nossa volta, vemos edificações de tijolos ou de pedra, de madeira, com estruturas de aço ou 
de concreto armado. Em certas partes do mundo, vemos edificações construídas de gelo, lama ou 
bambu. Fica claro que há muitos materiais diferentes que podem ser utilizados em edificações e 
cada um tem suas vantagens e desvantagens.
A analogia da chaleira elétrica
Se você observar seu ambiente cotidiano, perceberá que objetos específicos tendem a ser feitos 
de certos materiais. Isso porque tais materiais são especialmente apropriados para certas apli-
cações. Pneus de carro, por exemplo, são feitos de borracha, janelas são feitas de vidro e canetas 
geralmente são feitas de plástico.
Sabemos também que certos materiais são flagrantemente inadequados para determinadas 
aplicações. Por exemplo:
• lentes de contato jamais são feitas de aço
• fuselagens de aviões jamais são construídas com tijolos
• computadores jamais são feitos de concreto
• radiadores jamais são feitos de plástico (embora talvez até pudessem ser)
Garrison_21.indd 218Garrison_21.indd 218 30/05/2018 17:46:0930/05/2018 17:46:09
Capítulo 21 • Materiaisestruturais: concreto, aço, madeira e alvenaria 219
Vejamos o caso de uma chaleira elétrica como exemplo. Se você revisar as propriedades desejá-
veis numa chaleira elétrica, talvez chegue a algumas ou a todas as seguintes conclusões:
• Resistência: a chaleira elétrica deve ser forte o bastante para conter água e resistir à pressão 
do vapor em seu interior. Também deve ser resistente o bastante para não quebrar se alguém 
deixá-la cair numa superfície dura.
• Propriedades termais: a chaleira elétrica deve ser capaz de resistir à temperatura da água em 
ebulição e não deve quebrar, derreter ou se deformar a tais temperaturas. Também deve ser 
capaz de suportar mudanças bruscas de temperatura se, por exemplo, água fria for derrama-
da dentro de uma chaleira elétrica que recém continha água fervente.
• Rigidez: a chaleira elétrica não deve se deformar devido à pressão da água ou do vapor.
• Descarte: o que acontecerá com a chaleira elétrica no fim de sua vida útil?
• Disponibilidade de materiais: os materiais devem estar prontamente disponíveis nas quanti-
dades necessárias para a produção em massa de chaleiras elétricas.
• Custos de fabricação: o processo fabril deve ser suavemente integrado, para que as chaleiras 
elétricas sejam produzidas ao menor custo possível.
• Durabilidade: a chaleira elétrica não deve apodrecer, ser corroída ou se degradar de alguma 
outra forma com o uso.
• Vedação: a chaleira elétrica deve ser à prova d’água.
• Atratividade: a chaleira elétrica deve ter um visual suficientemente atraente para que as pes-
soas desejem comprá-la.
Um fabricante de chaleiras elétricas tem de encontrar um material que apresente todas as pro-
priedades listadas. Até o fim dos anos 70, todas as chaleiras elétricas eram feitas de aço; então, fo-
ram desenvolvidos plásticos capazes de suportar as altas temperaturas sem se deformarem. Hoje 
em dia, a maioria das chaleiras elétricas é feita de plástico, pois existem plásticos disponíveis que 
atendem a todos os requisitos recém citados e que são mais baratos do que o aço. Vejamos quais 
seriam as consequências de fabricar chaleiras elétricas usando outros materiais.
• Uma chaleira elétrica de madeira é possivelmente mais cara de fabricar. Seria difícil obter 
uma vedação à prova d’água, e a madeira acabaria apodrecendo sob tamanha umidade e 
vapor, a menos que conservantes – que podem ser venenosos! – fossem usados.
• Seria difícil (e, portanto, economicamente inviável) criar uma chaleira elétrica de concreto 
com as dimensões necessárias; caso contrário, ela seria pesada demais. Ademais, a superfície 
do concreto poderia acabar se dissolvendo na água em ebulição.
• Uma chaleira elétrica de alvenaria seria impraticável pelos mesmos motivos que uma feita de 
concreto, com a formação de juntas à prova d’água representando um problema adicional.
Então qual foi o motivo dessa conversa sobre as propriedades preferíveis numa chaleira elétrica? 
Bem, algumas das propriedades recém listadas, desejáveis na fabricação de chaleiras elétricas, 
também representam propriedades importantes dos materiais a serem usados em estruturas. 
Examinemos algumas delas detalhadamente.
Fatores a serem considerados na seleção de materiais
Disponibilidade
Materiais de construção são usados em grandes quantidades e, portanto, precisam estar pronta-
mente disponíveis. Pedras e argila são extraídas na maior parte do Reino Unido, por isso a alve-
naria (uso de pedras, tijolos e blocos de concreto) é amplamente usada em construção doméstica. 
(Até os anos 60, por exemplo, todas as edificações na cidade escocesa de Aberdeen eram feitas 
de granito, que estava facilmente disponível numa jazida local). Em algumas partes do mundo, 
Garrison_21.indd 219Garrison_21.indd 219 30/05/2018 17:46:1130/05/2018 17:46:11
220 Fundamentos de Estruturas
outros materiais localmente disponíveis são excelentes para construção. Além disso, a mão de 
obra local costuma estar familiarizada com o uso de materiais localmente disponíveis.
Resistência
Os materiais precisam ser resistentes o suficiente (sob tração e/ou compressão) para o seu pro-
pósito-alvo. Claramente, alguns materiais são mais resistentes do que outros. A escolha de um 
material frágil demais para uma aplicação específica é um equívoco óbvio, mas a seleção de um 
material mais resistente do que o necessário também é indesejável.
Rigidez
Rigidez, ou dureza, não deve ser confundida com resistência: alguns materiais resistentes não 
são rígidos (como as cordas) e alguns materiais rígidos não são resistentes (como o vidro). Quan-
to mais rígido um material, menos ele sofrerá deflexão. A rigidez de um material é proporcional 
ao valor do seu módulo de Young. (Para uma derivação do módulo de Young, veja o Capítulo 18.) 
Os valores típicos para o módulo de Young sendo considerados neste capítulo são os seguintes:
• Aço: 210 kN/mm2
• Alumínio: 71 kN/mm2
• Concreto: 14 kN/mm2
• Madeira: 5 – 10 kN/mm2
Pode-se perceber, a partir desses valores, que o aço é de longe o mais rígido dentre os materiais 
estruturais comuns – para uma mesma seção transversal, o aço é três vezes mais rígido do que o 
alumínio, 15 vezes mais rígido do que o concreto e mais de 20 vezes mais rígido do que a madei-
ra. Lembre-se, porém, que isso só vale para uma mesma seção transversal, então essas rigidezes 
relativas irão variar dependendo da seção transversal usada.
Vimos no Capítulo 1 que a deflexão precisa ser controlada, mas é menos crítica em algumas 
aplicações do que em outras. Um material super-rígido, portanto, nem sempre é necessário ou 
mesmo desejável.
Velocidade de construção
Alguns tipos de construções podem ser erigidas mais depressa do que outras. Uma estrutu-
ra reticular de aço pode ser completada em bem menos tempo do que uma de alvenaria. Mas 
velocidade de construção nem sempre é crucial, e às vezes uma perda em agilidade pode ser 
contrabalançada por custos menores. Para ilustrar, basta imaginar alguém lhe dizendo que uma 
edificação pode ser construída duas vezes mais rápido, só que pelo dobro do custo.
Custo/economia
Uma questão complexa. Arquitetos e engenheiros estão sempre procurando minimizar custos. 
Há um velho ditado que diz que um engenheiro pode fazer por um centavo aquilo que qualquer 
pessoa pode fazer por dois centavos. Precisamos levar em consideração o custo das matérias-
-primas, o custo de conversão do material em sua forma utilizável, custos de transporte e custos 
associados à mão de obra.
Capacidade de acomodar movimento
Todas as edificações tendem a se mover. Alguns materiais são capazes de acomodar isso melhor 
do que outros. Construções de tijolos, por exemplo, conseguem suportar movimento melhor do 
que uma estrutura com pórtico de aço.
Garrison_21.indd 220Garrison_21.indd 220 30/05/2018 17:46:1130/05/2018 17:46:11
Capítulo 21 • Materiais estruturais: concreto, aço, madeira e alvenaria 221
Durabilidade
Com o passar do tempo, alguns materiais apodrecem, se decompõem, sofrem corrosão ou per-
dem lascas, etc. Com certos materiais, isso acontece antes do que com outros; em outras palavras, 
alguns materiais são mais duráveis do que outros. Custos e programas de manutenção precisam 
ser levados em consideração. É notório, por exemplo, que a Ponte Ferroviária do Rio Forth, na 
Escócia, é repintada a cada 3 ou 5 anos a fim de controlar a corrosão da estrutura de aço.
Descarte
Nada dura para sempre. Que destino será dado à edificação ao final de sua vida útil? O material 
poderá ser reutilizado ou convertido em algo aproveitável? Quais são os custos associados a isso?
Proteção contra incêndio
Existe a lamentável possibilidade de que qualquer edificação venha a pegar fogo. Alguns mate-
riais apresentam melhores propriedades anti-incêndio do que outros.
Tamanho e natureza do local
A localização de uma edificação pode influenciar a escolha de materiais. Problemas de engarra-
famentos, exigências legais locais e obstruções físicas podem limitar o porte das entregas ao locale quantas vezes ao dia elas podem ocorrer.
Analisaremos agora cada um dos principais materiais estruturais individualmente. Como 
você verá, cada material tem suas vantagens e desvantagens.
Concreto
Concreto é fabricado misturando-se ingredientes – cimento, agregados miúdos (areia), agrega-
dos graúdos (seixos e pedras britadas) e água – em proporções predeterminadas de uma maneira 
controlada para formar um fluido cinzento semelhante a mingau. Esse concreto fresco é trans-
portado para o local onde se faz necessário e é derramado em “moldes” do formato e tamanho 
exigidos. Esses moldes, conhecidos como formas ou nichos, costumam ser feitos de madeira ou 
de aço. Reações químicas ocorrem no concreto, que levam ao assentamento, endurecimento e 
ganho em resistência ao longo de um período de semanas.
A produção de concreto precisa ser cuidadosamente controlada. Em primeiro lugar, seus 
materiais constituintes de ocorrência natural são variáveis em qualidade. Em segundo, concreto 
fresco é suscetível a altas ou baixas temperaturas e precisa ser aplicado em seu destino o mais 
rápido possível antes da “pega” (ou seja, antes de seu endurecimento). Em terceiro lugar, um tra-
tamento descuidado do concreto fresco – quando, por exemplo, ele é derramado de uma grande 
altura ou quando bate contra a forma – pode levar à segregação de seus constituintes, o que pode 
afetar a integridade do concreto acabado.
O concreto é resistente sob compressão (usualmente 30 – 40 N/mm2), mas frágil sob tração 
(3 – 8 N/mm2). Como vimos no Capítulo 3, qualquer elemento estrutural f lexionado – como 
uma viga ou uma laje – experimenta tração; portanto, se um elemento for feito de concreto, ele 
precisa ser reforçado por barras de aço. Concreto com barras de aço é conhecido como concreto 
armado. Na prática, todo o concreto visto em estruturas é concreto armado.
O concreto armado tem inúmeras vantagens:
• Apresenta alta resistência à compressão.
• É moldável em qualquer formato desejável.
• Por ser moldável, pode ser usado para formar elementos estruturalmente contínuos.
Garrison_21.indd 221Garrison_21.indd 221 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
222 Fundamentos de Estruturas
• É durável: não sofre corrosão nem apodrece.
• Apresenta boas propriedades anti-incêndio.
• Também tem boas propriedades de isolamento térmico e acústico.
• É relativamente barato de se produzir – embora sua colocação no local exija bastante mão de 
obra, o que aumenta os custos.
• Pode ser usado em composição (isto é, dois materiais atuando em conjunto) com aço estrutural.
• Pode ser amplamente usado em fundações, pilares, vigas, lajes, pontes, estradas e dormentes 
ferroviários.
• É adequado para estruturas de pequenos vãos em edifícios altos ou baixos.
• O concreto protendido – concreto no qual fios ou cabos protendidos são instalados – é mais 
resistente do que o concreto armado e, portanto, elementos mais longos e mais esbeltos po-
dem ser obtidos. Por isso, o concreto protendido é adequado para grandes vãos e pórticos 
rígidos. Você lerá mais a respeito de protensão no Capítulo 25.
• Elementos feitos de concreto (vigas, pilares, etc.) podem ser produzidos em fábricas para, só 
então, depois de endurecidos, serem transportados para um local de construção e erigidos na 
posição desejada. Tais elementos são chamados de pré-moldados. A construção mais usual 
com concreto, em que o material é derramado em formas ou nichos no local, é chamada de 
construção in situ.
Contudo, as seguintes desvantagens do concreto armado também precisam ser levadas em con-
sideração:
• É pesado, tanto física quanto esteticamente.
• Como indicado anteriormente, a construção usando concreto armado precisa ser cuidadosa-
mente controlada e exige bastante mão de obra. É “bagunçada”, exigindo formas, armadura, 
colocação e compactação do concreto.
• Depois de derramado, o concreto leva várias semanas para atingir a resistência necessária. Isso 
atrasa as atividades de construção subsequentes (a menos que o concreto seja pré-moldado).
• Ainda que não sofra corrosão ou apodrecimento, o concreto pode sofrer outros problemas, 
como esboroamento, fissuras (levando a possível corrosão da armadura) e carbonação (rea-
ção química com a atmosfera que causa deterioração).
Alvenaria
Tradicionalmente, o termo alvenaria remete à ocupação do alvenel (pedreiro). Nos tempos atuais, 
o termo costuma se aplicar às construções envolvendo tijolos e blocos cerâmicos ou de concreto.
Tijolos e blocos (cerâmicos ou de concreto) vêm em pequenas unidades cuboides que podem 
ser erguidas manualmente. Eles são dispostos em fileiras por um pedreiro para formar paredes 
ou pilares. Argamassa é usada para “colar” as unidades individuais umas às outras e preencher 
as lacunas ou quaisquer irregularidades entre as unidades.
As vantagens da alvenaria são as seguintes:
• Possui grande resistência compressiva, tornando-a ideal para paredes, pilares e arcos, todos 
os quais encontram-se sob compressão pura.
• É durável – nenhum acabamento é necessário.
• É feito de matérias-primas facilmente encontradas a baixo custo.
• Nenhuma planta complicada é necessária.
• Apresenta uma aparência atraente.
• Apresenta flexibilidade em termos de design – tijolos e blocos podem ser combinados para 
compor formatos complexos.
• A alvenaria apresenta boas propriedades anti-incêndio e boas propriedades térmicas/acústicas.
Garrison_21.indd 222Garrison_21.indd 222 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
Capítulo 21 • Materiais estruturais: concreto, aço, madeira e alvenaria 223
As desvantagens da alvenaria são as seguintes:
• Possui baixíssima resistência à tração, o que significa que não pode ser usada para elementos 
que sofrem flexão, como vigas e lajes.
• Comparada à madeira (o outro material usado para construção doméstica de poucos pavi-
mentos), a alvenaria é pesada; portanto, amplas fundações são necessárias, e os custos de 
transporte são altos.
• Gelo e ataque químico podem causar esboroamento em alvenaria.
• Eflorescência – formações de salitre de má aparência (mas inofensivas) – podem ocorrer em 
alvenaria após um ciclo de umedecimento e secagem.
Devido à sua durabilidade, edificações de alvenaria têm excelente potencial para novos aprovei-
tamentos. A Figura 21.1 exibe uma igreja tradicional de pedra na cidade holandesa de Maastricht 
que atualmente desfruta de uma vida nova como uma livraria.
Madeira
A madeira é o único material estrutural que é usado em seu estado de ocorrência natural. O com-
primento e a seção transversal de uma viga de madeira são limitados pela altura e pela espessura 
da árvore da qual ela é obtida.
Vigas de madeira mais longas e de maior seção transversal podem ser obtidas fatiando-se a 
madeira em tábuas mais finas e colando-as entre si ao longo de seus comprimentos e em suas 
Figura 21.1 Uma igreja transformada em livraria.
Garrison_21.indd 223Garrison_21.indd 223 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
224 Fundamentos de Estruturas
extremidades, mas este é um processo caro raramente usado no Reino Unido. Isso é conhecido 
como madeira laminada colada (MLC).
São dois os tipos de madeira disponíveis:
1. as folhosas (hardwood), obtidas de árvores decíduas (que perdem suas folhas);
2. as coníferas (softwood), obtidas de árvores perenes.
As coníferas costumam ser usadas para propósitos estruturais.
A madeira é um dos materiais mais antigos usados em edificação e apresenta as seguintes 
vantagens estruturais:
• É leve, com uma alta razão resistência/peso.
• É fácil de cortar e moldar.
• Ao contrário do que seria de se esperar, comporta-se bem em caso de incêndio.
• Apresenta boa durabilidade química.
• Tem uma aparência agradável.
• É relativamente barata.
• Embora tenha pouca rigidez, é relativamente rígida considerando-se sua leveza.
• É adequada para estruturas de edificações baixas que sustentam cargas pequenas ou mode-
radas, para pórticos rígidos e para coberturas.
Mas a madeira apresenta as seguintes desvantagens:• Devido à sua baixa resistência, seus vãos são limitados, assim como a altura de edificações 
de madeira.
• É difícil formar junções em certas circunstâncias.
• Como mencionado há pouco, o tamanho de uma peça de madeira está limitado ao tamanho 
da árvore da qual ela provém.
• A madeira é suscetível a apodrecimento e degradação se não passar por manutenção ade-
quada.
Aço
As peças estruturais de aço são fabricadas em perfis padronizados. Elas apresentam as seguintes 
vantagens:
• Sua resistência é alta tanto sob tração quanto sob compressão (mas aço sob compressão pode 
ser um problema – veja logo adiante).
• O aço apresenta uma alta razão resistência/peso.
• Como os perfis de aço são produzidos em fábricas sob condições cuidadosamente aferidas, 
um alto controle de qualidade é garantido.
• A aparência do aço é elegante, com elementos esbeltos, superfícies suaves e bordas retas e 
agudas.
• Pré-fabricação é possível.
• O aço apresenta alta rigidez.
• O aço é um material econômico: uma pequena quantidade sustenta uma carga relativamente 
grande.
• O aço é indicado para edifícios baixos/altos e estruturas de telhados com quaisquer vãos.
O aço, porém, apresenta as seguintes desvantagens:
• É pesado: são necessários guindastes para levantar elementos metálicos.
• É um material de alto custo.
• Apresenta um problema de durabilidade: sofre corrosão se não receber proteção e manutenção.
Garrison_21.indd 224Garrison_21.indd 224 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
Capítulo 21 • Materiais estruturais: concreto, aço, madeira e alvenaria 225
• Apresenta baixa resistência a fogo; portanto, elementos estruturais metálicos precisam ser 
protegidos por outros materiais.
• Devido aos perfis esbeltos usados em elementos metálicos, eles são propensos à f lambagem 
sob compressão. Este é um critério importante ao se projetar um elemento estrutural metálico.
O Sage, na cidade de Gateshead, norte da Inglaterra, é uma casa de espetáculos que abrange três 
salas de concerto separadas, envelopadas por uma casca de aço e vidro que se curva em três di-
mensões, o que exigiu a fabricação de elementos metálicos complexos. Seus críticos afirmam que 
o edifício ficou parecendo uma lesma gigante.
Alumínio
O alumínio raramente é usado como material estrutural, exceto em estruturas muito pequenas 
(como estufas). Suas principais propriedades são as seguintes:
• Sua resistência é aproximadamente a mesma que a do aço-carbono (mild steel).
• É mais rígido do que o concreto ou a madeira.
• É menos rígido do que o aço, mas é mais leve.
• Apresenta uma alta razão resistência/peso.
• Mas é caro.
Então como eu decido quais materiais usar em 
determinada edificação?
A discussão a seguir diz respeito a construções no Reino Unido, embora parte dela também pos-
sa se aplicar a outras partes do mundo.
Estrutura com pórtico ou sem pórtico?
A primeira decisão a ser tomada é se a estrutura terá ou não um pórtico. Em uma estrutura com 
pórtico, um “esqueleto” de vigas e pilares é usado para conduzir as cargas estruturais edifício 
Figura 21.2 Sage, Gateshead, Inglaterra.
Garrison_21.indd 225Garrison_21.indd 225 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
226 Fundamentos de Estruturas
abaixo, até suas fundações. O pórtico costuma ser feito de aço ou de concreto armado, mas em 
estruturas bem pequenas (geralmente de um único pavimento), ele pode ser feito de madeira ou 
de alumínio. O edifício acabado costuma apresentar também paredes externas e internas, mas 
elas não são estruturais e não sustentam outras cargas além de seu próprio peso.
Em uma estrutura sem pórtico, as paredes sustentam cargas e costumam ser feitas de alvena-
ria, mas também podem ser feitas de concreto armado.
Exemplo 21.1
Imagine o seguinte cenário:
Dependendo de sua especialização, você chefia ou um escritório de arquitetura ou uma agên-
cia de consultoria em engenharia. Um dos seus clientes, uma incorporadora, propõe construir 
um edifício comercial em um local específico. As dimensões do prédio planejado ainda precisam 
ser concluídas, mas sabe-se que ele terá dois pavimentos, com área total de 60 m × 20 m. Depois 
de completado, o prédio será alugado ou para uma única empresa ou, com as subdivisões apro-
priadas, para inúmeras empresas inquilinas de menor porte.
Na primeira reunião com a equipe responsável pelo projeto, o cliente pede seu conselho so-
bre a necessidade de ter ou não um pórtico estrutural. Escreva sua resposta, apresentando justi-
ficativas completas para sua escolha.
Após refletir sobre isso, sua resposta provavelmente seria de que uma estrutura com pórtico 
é a opção apropriada, pelos seguintes motivos:
• Está claro que o uso do prédio não foi rigidamente definido. Trata-se de um edifício de escri-
tórios, mas pode ser ocupado por várias empresas, e as empresas inquilinas podem crescer (e 
consequentemente precisar de mais espaço) ou encolher (exigindo menos espaço). Empresas 
inquilinas podem ir e vir com o passar do tempo. Sendo assim, o espaço disponível deve ser o 
mais flexível possível, a fim de acomodar as necessidades variáveis dos inquilinos. O melhor 
é que tal f lexibilidade não seja tolhida pela presença de paredes internas de sustentação de 
carga (paredes estruturais).
• A ausência de paredes estruturais implica que haverá mais área útil. Embora esse aumento 
em área útil acabe sendo relativamente pequeno, será uma boa notícia para a incorporadora 
cliente, que estará ávida para espremer o máximo possível de metros quadrados locáveis 
dentro do prédio.
• Se não houver paredes estruturais – que seriam feitas de concreto ou de alvenaria e, portan-
to, relativamente pesadas – o edifício como um todo será mais leve. Essa leveza relativa im-
plicaria na atuação de cargas menores sobre as fundações, o que, por sua vez, significaria que 
as fundações poderiam ser menos substanciais e, portanto, mais baratas. Seu cliente ficaria 
encantado com qualquer economia de custos que você pudesse lhe oferecer.
• Estruturas com pórtico de aço ou de concreto armado podem ser erigidas em bem menos 
tempo que estruturas com cargas sustentadas por alvenaria. Isso novamente agradará seu 
cliente, que preferirá ver a estrutura concluída (e, assim, faturando com locações) o mais 
cedo possível – de preferência para ontem.
No entanto, como ocorre com a maioria dos projetos no “mundo real”, as coisas não avançam 
assim, sem sobressaltos, e ocorre uma virada nesse enredo:
Na segunda reunião com a equipe responsável pelo projeto, o seu cliente se mostra temeroso 
pela possível chegada de uma recessão que causará uma diminuição drástica na demanda por 
ocupação de escritórios. Ele vislumbra, porém, uma demanda crescente por acomodações hote-
leiras de qualidade e, por isso, acabou substituindo o projeto do edifício de escritórios pelo pro-
jeto de um hotel no mesmo local, o qual, quando concluído, será vendido para a rede hoteleira 
Dream Easy Inn. Devido a restrições de planejamento, a altura e as dimensões gerais do prédio 
continuarão as mesmas que antes.
Garrison_21.indd 226Garrison_21.indd 226 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
Capítulo 21 • Materiais estruturais: concreto, aço, madeira e alvenaria 227
Seu cliente lhe pergunta se essa mudança de uso alteraria seu conselho anterior a respeito da 
estrutura do edifício. Qual é a sua resposta? Apresente motivos.
Agora o esquema mudou totalmente. Ainda que o formato e o tamanho finais do prédio con-
tinuem os mesmos que antes, ele será usado para um fim completamente diferente. As necessi-
dades de uma rede hoteleira (e dos hóspedes, que pagam por suas acomodações) são vastamente 
diferentes das demandas de uma empresa inquilina de espaço para escritório (e dos funcionários 
que ela emprega). Por isso, o arquiteto e o engenheiro precisam repensar o projeto.
Nesse caso, você pode muito bem decidir que a estrutura com pórtico não é apropriada, pelas 
seguintes razões:
• Os hóspedes de um hotel querem ter uma boa noite de sono. Por isso, é importanteque o 
quarto de hotel esteja na temperatura certa e seja silencioso – nenhum hóspede gosta de ser 
perturbado por barulho do quarto vizinho ou da rua. Altos níveis de isolamento térmico e 
acústico são, portanto, prioridades. Faz sentido usar paredes de alvenaria estrutural, pois, 
corretamente especificadas, elas proporcionam um nível adequado de isolamento térmico e 
acústico, além de formarem parte da estrutura do edifício.
• Ao contrário do projeto envolvendo escritórios, nenhuma flexibilidade é necessária num 
prédio usado como hotel. É improvável que seu proprietário tenha a necessidade de alterar, 
no futuro, o tamanho dos quartos individuais ou a localização de determinadas paredes.
• Mais uma vez, você deve levar em consideração as necessidades do seu cliente. Como ele ven-
derá o prédio para uma rede hoteleira depois de concluída a obra, sua principal preocupação 
é que o edifício acabado seja uma aquisição atraente para tal operador. Seu cliente não está 
preocupado com o faturamento potencial do prédio no futuro.
• Vale ressaltar que este é um edifício baixo (apenas dois andares). A decisão poderia ser dife-
rente com um edifício alto, onde a eficiência de uma estrutura com pórtico acabaria suplan-
tando outras considerações.
Podemos extrapolar as lições que aprendemos a partir deste exemplo específico para casos gerais 
da seguinte forma:
Características de estruturas com pórtico:
• flexibilidade: apto a acomodar novos usos;
• pequeno ganho de área útil;
• mais leve, exigindo fundações menores (e consequentemente mais baratas);
• mais rapidez na construção.
Características de estruturas sem pórtico:
• propriedades inerentes de isolamento térmico e acústico na alvenaria, tornando-se útil para 
hotéis ou prédios de apartamentos onde o isolamento é importante;
• nenhuma flexibilidade no uso do prédio – mas isso talvez nem seja uma necessidade.
A seguir temos uma lista dos materiais usados para constituintes estruturais específicos.
Paredes
• alvenaria (estruturas sem pórtico)
• alvenaria, montante de madeira, painéis de alumínio (estruturas com pórtico)
Pisos
• vigotas de madeira sustentando tábuas corridas (uso doméstico: pequenas cargas, vãos curtos)
• concreto armado in situ (uso industrial/comercial geral)
• concreto pré-moldado (indicado para leiautes de piso regulares e repetitivos)
• compósito: concreto in situ sobre chapas de aço onduladas (popular em edifícios oficiais)
Garrison_21.indd 227Garrison_21.indd 227 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
228 Fundamentos de Estruturas
Vigas
• madeira (apenas para vão curtos)
• concreto armado in situ (uso industrial/comercial geral)
• concreto pré-moldado (incomum, a não ser protendido)
• concreto protendido (indicado quando longos vãos são necessários)
• aço
Pilares
• madeira (apenas para uso doméstico e construção de pequena escala)
• concreto armado
• aço
Tesouras de telhado
• treliça de madeira ou construção com caibros/terças (uso apenas doméstico)
• treliça ou pórtico de aço (edifícios comerciais/industriais com vãos mais amplos)
Fundações
• concreto (geralmente armado, a não ser para construção doméstica)
Garrison_21.indd 228Garrison_21.indd 228 30/05/2018 17:46:1230/05/2018 17:46:12
DICA DO PROFESSOR
O vídeo a seguir apresenta a você os principais materiais de construção utilizados para as 
diversas obras de engenharia civil, bem como suas principais caraterísticas e propriedades, 
fatores que interferem na escolha do material mais adequado para cada projeto. Não é possivel 
executar qualquer tipo de obra sem a utilização de algum tipo de material de construção, por 
isso, parte da qualidade de uma obra depende da qualidade dos materiais nela empregada. 
Assista ao vídeo! 
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
EXERCÍCIOS
1) Não se caracteriza como uma premissa na escolha dos materiais de construção:
A) Durabilidade.
B) Qualidade.
C) Condições estéticas.
D) Sustentabilidade.
E) Baixo custo.
2) Qual a definição de dureza?
A) A relação entre a massa do componente com o mesmo volume de agua destilada em 
temperatura específica.
B) Resistência que o material oferece à penetração de um corpo duro.
C) A relação entre massa e volume.
D) O espaço que determinada quantidade de material ocupa.
E) Propriedade do material de ocupar determinado lugar no espaço.
3) Qual a definição de peso?
A) A relação entre a massa do componente com o mesmo volume de agua destilada em 
temperatura específica.
B) Resistência que o material oferece à penetração de um corpo duro.
C) A relação entre massa e volume.
D) O espaço que determinada quantidade de material ocupa.
E) É definido como a força com que a massa é atraída para o centro da Terra e varia de local 
para local.
4) Se colocarmos um tijolo na água, ele sairá molhado por ter a característica de 
absorver água. Tal característica ocorre em função de uma propriedade do tijolo. 
Que propriedade é essa?
A) Maleabilidade.
B) Porosidade.
C) Desgaste.
D) Ductilidade.
E) Dureza.
5) A figura a seguir demonstra um dos esforços aos quais os materiais de construção estão 
constantemente submetidos. Trata-se de um esforço de:
A) Tração.
B) Compressão.
C) Torção.
D) Flexão.
E) Cisalhamento.
NA PRÁTICA
Você sabia que a denominação "cimento Portland" é genericamente utilizada até hoje e que não 
representa nenhuma marca comercial?
O cimento atual é uma combinação química de cálcio, sílica, ferro e alumínio, que passa por 
complexos processos industriais. Esta receita básica é praticamente a mesma desde os tempos de 
Aspdin, mesmo havendo diferenças significativas em função das modernizações do processo e 
das matérias-primas utilizadas.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Ensaio de resistência à compressão de concreto - LABMATEC - UNIVASF.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Resistência à flexão de uma viga de concreto armado.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Aula 01 - Conceitos Básicos - Propriedades dos Materiais
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Processo Geológicos na Formação das 
Rochas
APRESENTAÇÃO
Uma rocha corresponde a um agregado sólido de grãos, que ocorre naturalmente sendo 
constituído por um ou mais minerais ou mineraloides, ou seja, matéria sólida não mineral. Nesta 
Unidade de Aprendizagem estudaremos os processos de formação das rochas. Além disso, 
conheceremos os três tipos de rochas existentes, bem como suas importâncias para a geologia. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar os três tipos de rochas existentes.•
Relacionar a importância das rochas e seus recursos.•
Reconhecer as propriedades das rochas.•
DESAFIO
As rochas formam-se por cristalização dos magmas ao resfriarem-se. Também podem ser 
formadas pela litificação de sedimentos após serem soterrados. As rochas anteriores podem ser 
submetidas ou não a altas temperaturas e pressões no interior da Terra que alteram sua 
mineralogia, textura ou composição química.
Os fósseis podem ser definidos como sendo restos de seres vivos ou também registros de suas 
atividades biológicas preservados em diversos materiais. Essa preservação ocorre 
principalmente em rochas, mas também pode ocorrer em outros materiais, como resinas, solos, 
etc. Como exemplo de fósseis podem ser citados ossos e caules fossilizados, conchas, ovos e 
pegadas. Nesse contexto os fósseis fornecem dados importantes a respeito da atividade 
biológica, datação e reconstituição da história geológica da Terra.
Com base nas informações acima, imagine que você em uma escavação encontrou um fóssil. 
Diante das características dos três tipos de rocha apresentados, você poderia afirmar que a rocha 
em questão seria de que tipo?
INFOGRÁFICO
Veja agora as principais propriedades dos minerais que veremos a seguir:
CONTEÚDODO LIVRO
Para entendermos os processos que ocorrem ao longo do tempo geológico, devemos buscar 
evidências existentes para deduzir eventos que ocorreram em um determinado local. Essas 
evidências são preservadas em corpos rochosos, através da mineralogia e estruturas geológicas.
Vamos acompanhar um trecho do livro Para Entender a Terra de John Grotzinger e Ton Jordan, 
que explica os principais tipos de rochas. Inicie a leitura a partir do título O que é uma rocha?.
CYAN
VS Gráfica VS Gráfica
MAG
VS Gráfica
YEL
VS Gráfica
BLACK
GEOCIÊNCIAS
www.grupoa.com.br
JOHN GROTZINGER
TOM JORDAN
TERRA
P A R A E N T E N D E R A
SEXTA EDIÇÃO
GROTZINGER
& JORDAN
SEXTA 
EDIÇÃO
PA
RA
 EN
TEN
D
ER A
 TERRA
Desde que Frank Press e Raymond Siever lançaram a 
primeira edição de Para Entender a Terra (1965), este manual 
vem sendo paulatinamente atualizado e hoje se tornou um 
dos mais importantes livros-texto de universidades de vários 
países. Sucessores dos grandes mestres que iniciaram esta 
obra, Tom Jordan e John Grotzinger, dois cientistas de gran-
de envergadura na atualidade, terminam, nesta sexta edição, 
o ciclo de uma grande reestruturação em relação à primeira 
edição.
A introdução de desenhos e esquemas inovadores, a mo-
derna concepção sobre tectônica de placas, a concepção da 
Terra como um sistema interativo e a análise de como a di-
nâmica planetária tem infl uenciado a evolução da vida evi-
denciam a profunda modernização deste livro-texto. O leitor 
é estimulado a fazer e pensar como os geólogos, enten-
dendo como eles adquiriram o conhecimento que possuem, 
como esse conhecimento impacta a vida dos cidadãos e o que 
se pode fazer para melhorar o ambiente da Terra. 
Leitura indicada para os cursos de bacharelado e licen-
ciatura em Geologia, Geografi a, Ciências da Terra, Cli-
matologia, Meteorologia, Ciências do Solo, Agronomia, 
Engenharias, Biologia, Ecologia, Ciências Ambientais 
e afi ns. A obra destina-se também a técnicos e profi ssionais 
que necessitem complementar e atualizar seus conhecimen-
tos gerais fora da área de especialização e ao público em geral 
que se interessa pelos fenômenos da Terra e da natureza.
TERRA
P A R A E N T E N D E R A
SEXTA EDIÇÃO
G ROTZ I NG E R & JOR DAN
42685 Para Entender a Terra.indd 142685 Para Entender a Terra.indd 1 31/01/2013 10:05:0731/01/2013 10:05:07
Catalogação na publicação: Natascha Helena Franz Hoppen CRB10/2150
G881e Grotzinger, John. 
 Para entender a terra [recurso eletrônico] / John 
 Grotzinger, Tom Jordan ; tradução: Iuri Duquia Abreu ; 
 revisão técnica: Rualdo Menegat. – 6. ed. – Dados 
 eletrônicos. – Porto Alegre : Bookman, 2013.
 Editado também como livro impresso em 2013.
 Tradução da 4. ed. de Rualdo Menegat, Paulo César 
 Dávila Fernandes, Luís Aberto Dávila Fernandes, Carla 
 Cristine Porcher.
 ISBN 978-85-65837-82-8
 1. Geociências. 2. Geologia. I. Jordan, Tom. II. Título.
CDU 55
Tradutores da 4ª edição
Rualdo Menegat
Professor do Instituto de Geociências/UFRGS
Paulo César Dávila Fernandes
Professor da Universidade do Estado da Bahia
Luís Aberto Dávila Fernandes
Professor do Instituto de Geociências/UFRGS
Carla Cristine Porcher
Professora do Instituto de Geociências/UFRGS
74 PA R A E N T E N D E R A T E R R A
Hábito cristalino
O hábito cristalino de um mineral é a forma como seus 
cristais individuais ou agregados de cristais crescem. Al-
guns minerais têm hábitos cristalinos tão distintivos que 
são facilmente reconhecíveis. Um exemplo é o quartzo, 
que é formado por uma coluna de seis lados que culmi-
na em um conjunto de faces em forma de pirâmide (ver 
Figura 3.7). Os hábitos cristalinos têm nomes frequente-
mente relacionados a formas geométricas, como lâminas, 
placas e agulhas. Essas formas indicam não só os planos 
de átomos ou íons, como também a velocidade e a direção 
de crescimento típicas do cristal. Assim, um cristal acicular 
cresce muito rápido em uma direção e muito lentamente 
em todas as outras. Em contraste, um cristal em forma de 
placa (muitas vezes denominado de placoide) cresce muito 
rápido em todas as direções que forem perpendiculares à 
única direção onde o crescimento é lento. Os cristais fibro-
sos tomam a forma de múltiplas fibras, longas e estreitas, 
que constituem essencialmente agregados de longas agu-
lhas. O nome genérico asbesto aplica-se a um grupo de 
silicatos com hábito mais ou menos fibroso, o que faz com 
que os cristais permaneçam entranhados nos pulmões 
após terem sido inalados (Figura 3.22).
O Quadro 3.4 resume as propriedades físicas dos mi-
nerais, discutidas nesta seção.
O que é uma rocha?
A primeira tarefa de um geólogo é entender as proprie-
dades da rocha e deduzir sua origem geológica a partir 
delas. Tais deduções promovem a compreensão do pla-
neta em que vivemos e fornecem informações impor-
tantes sobre recursos economicamente importantes. Por 
exemplo, saber que o óleo forma-se em certos tipos de 
rochas sedimentares ricas em matéria orgânica permite-
-nos explorar novos reservatórios de um modo mais inte-
ligente. Entender como as rochas se formam também nos
guia na resolução de problemas ambientais. Por exemplo, 
o armazenamento subterrâneo de material radioativo e
outros rejeitos depende da análise da rocha que vai ser
usada como reservatório. Estará certa rocha propensa aos
movimentos do solo provocados por terremotos? Como
ela poderia transmitir a água poluída no solo?
Propriedades das rochas
Uma rocha é um agregado sólido de minerais ou, em al-
guns casos, matéria sólida não mineral que ocorre natu-
FIGURA 3.22 � Crisotilo, um tipo de asbesto. As fibras são re-
tiradas do mineral com muita facilidade. [Runk/Schoenberger/ Grant 
Heilman Photography]
QUADRO 3.4 Propriedades físicas dos minerais
Propriedade Relação com a composição e com a estrutura cristalina
Dureza Fortes ligações químicas resultam em alta dureza. Minerais com ligações covalentes são geralmente mais 
duros que minerais com ligações iônicas.
Clivagem A clivagem é pobre se as ligações na estrutura cristalina forem fortes e boa se as ligações forem fracas. 
Ligações covalentes geralmente resultam em clivagens pobres ou em ausência de clivagem. Ligações 
iônicas são fracas e, portanto, originam excelentes clivagens.
Fratura O tipo de fratura é produto da distribuição das forças de ligação ao longo de superfícies irregulares não 
correspondentes a planos de clivagem.
Brilho Tende a ser vítreo nos cristais com ligações iônicas e mais variável nos cristais com ligações covalentes.
Cor Determinada pelos tipos de íons e por traços de impurezas. Muitos cristais com ligações iônicas são inco-
lores. A presença de ferro tende a produzir forte coloração.
Traço A cor do pó é mais característica que a do mineral maciço, pois o pó é formado por grãos de pequeno 
tamanho.
Densidade Depende do peso atômico dos átomos ou íons e da proximidade do seu empacotamento na estrutura 
cristalina. 
Hábito cristalino Depende dos planos de átomos ou íons presentes na estrutura cristalina do mineral e da velocidade e 
direção de crescimento específicas de cada cristal.
Grotzinger_03.indd 74Grotzinger_03.indd 74 05/12/12 08:5405/12/12 08:54
C A P Í T U LO 3 � MAT E R I A I S DA T E R R A: M I N E R A I S E R O C H A S 75
ralmente. Em um agregado, os minerais são unidos de ma-
neira a manter suas características individuais (Figura 3.23). 
Certas rochas são compostas por matéria não mineral, 
onde se incluem materiais não cristalinos, rochas vulcâni-
cas vítreas, obsidiana e pedra-pomes,
18
 assim como carvão, 
que são restos de plantas compactados.
O que determina a aparência física de uma rocha? Elas 
variam na cor, no tamanho dos seus cristais ou grãos e nos 
tipos de minerais que as compõem. Ao longo de um corte 
de estrada, por exemplo, podemos encontrar uma rocha 
áspera com manchas brancas e rosas. Perto dali, podemos 
ver uma rocha acastanhada, com muitos cristais grandes 
e brilhantes de mica e com alguns grãos de quartzoe fel-
dspato. Sobrejacentes a ambas as rochas, podemos ver 
camadas horizontais de rocha marrom-clara que parecem 
ser compostas por grãos de areia cimentados juntos. E es-
sas rochas podem estar sobrepostas por uma rocha escura 
de grãos finos com minúsculos pontos brancos.
A identidade de uma rocha é determinada, em parte, 
por sua mineralogia e, em parte, por sua textura. Aqui, o 
termo mineralogia refere-se à proporção relativa dos mi-
nerais constituintes de uma rocha. A textura descreve os 
tamanhos e as formas dos cristais ou grãos de uma rocha 
e o modo como estão unidos. Esses cristais (ou grãos), 
que, na maioria das rochas, têm apenas alguns milímetros 
de diâmetro, são chamados de grossos, se forem grandes 
o bastante para serem vistos a olho nu, e de finos, caso 
contrário. A mineralogia e a textura que determinam a 
aparência de uma rocha são, por sua vez, estabelecidas 
pela origem geológica da rocha – onde e como foi forma-
da (Figura 3.24).
A rocha escura do corte de estrada há pouco referido, 
chamada de basalto, foi formada por uma erupção vulcâ-
nica. Sua mineralogia e textura dependem da composição 
química das rochas que foram fundidas nas profundezas 
da Terra. Todas as rochas que se formam pela solidificação 
de rochas fundidas, como basalto e granito, são chamadas 
de rochas ígneas.
A camada de rocha marrom-clara do corte de estrada, 
um arenito, foi formada pela acumulação de partículas de 
areia, talvez em uma praia, que foram cobertas, soterradas 
e cimentadas juntas. Todas as rochas formadas como pro-
dutos do soterramento de camadas de sedimentos (como 
areia, lama e conchas de carbonato de cálcio de organis-
FIGURA 3.23 � Uma rocha é uma ocorrência natural de minerais agregados. [John Grotzinger/
Ramón Rivera-Moret/Harvard Mineralogical Museum]
Biotita
Biotita
Plagioclásio
Plagioclásio
Materiais constituintes
Rocha (granito)
Quartzo
Quartzo
Ortoclásio
Ortoclásio
Grotzinger_03.indd 75Grotzinger_03.indd 75 05/12/12 08:5405/12/12 08:54
76 PA R A E N T E N D E R A T E R R A
mos marinhos), sejam elas depositadas em terra ou no 
mar, são chamadas de rochas sedimentares.
A rocha de cor marrom do exemplo do corte de estra-
da, um xisto, contém cristais de mica, quartzo e feldspato. 
Ela formou-se na profundeza da crosta terrestre, em altas 
temperaturas e pressões, que transformaram a mineralo-
gia e a textura de uma rocha sedimentar soterrada. Todas 
as rochas formadas pela transformação de rochas sólidas 
preexistentes sob a influência de alta pressão e tempera-
tura são chamadas de rochas metamórficas.
Os três tipos de rocha vistos em nosso exemplo do 
corte de estrada representam as três grandes famílias de 
rochas: ígneas, sedimentares e metamórficas. Vamos ana-
lisar mais de perto cada uma dessas famílias e os proces-
sos geológicos que as formaram.
Rochas ígneas
As rochas ígneas (do latim ignis, “fogo”) formam-se pela 
cristalização do magma. À medida que um magma esfria 
lentamente no interior da Terra, os cristais microscópicos 
começam a ser formados nos minerais que ele contém. 
Como o magma esfria abaixo da temperatura de fusão, 
alguns desses cristais têm tempo para crescer até poucos 
milímetros ou mais antes que toda a massa seja cristali-
zada como uma rocha ígnea de granulação grossa. Mas 
quando o magma é extrudido de um vulcão na superfí-
cie terrestre, ele esfria e solidifica tão rapidamente que os 
cristais individuais não têm tempo para crescer gradual-
mente. Neste caso, muitos cristais minúsculos formam-se 
simultaneamente, e o resultado é uma rocha ígnea de gra-
nulação fina. Os geólogos distinguem dois grandes tipos 
de rochas ígneas com base no tamanho de seus cristais: 
intrusivas e extrusivas.
ROCHAS ÍGNEAS INTRUSIVAS E EXTRUSIVAS As rochas íg-
neas intrusivas cristalizam-se quando o magma intrude 
em uma massa de rocha não fundida em profundidade 
na crosta terrestre. Cristais grandes crescem enquanto o 
magma esfria, produzindo rochas de granulação grossa. 
As rochas ígneas intrusivas podem ser reconhecidas por 
seus cristais grandes intercrescidos (Figura 3.25). O grani-
to é uma rocha ígnea intrusiva.
As rochas ígneas extrusivas formam-se pelo rápido res-
friamento do magma que chega à superfície por meio de 
erupções vulcânicas. As rochas ígneas extrusivas, como o 
basalto, são reconhecidas facilmente por suas texturas ví-
treas ou de granulação fina.
MINERAIS COMUNS DE ROCHAS ÍGNEAS A maioria dos mi-
nerais das rochas ígneas são silicatos, em parte porque o 
silício é muito abundante na crosta da Terra e em parte 
porque vários minerais silicatados fundem-se nas altas 
temperaturas e pressões alcançadas nas partes mais pro-
fundas da crosta e do manto. Entre os minerais comuns 
de silicato encontrados nas rochas ígneas estão o quartzo, 
o feldspato, a mica, o piroxênio, o anfibólio e a olivina (ver 
Quadro 3.5).
Rochas sedimentares
Os sedimentos, precursores das rochas sedimentares, são 
encontrados na superfície terrestre como camadas de par-
tículas soltas, como areia, silte e conchas de organismos. 
Essas partículas originam-se dos processos de intempe-
rismo e erosão. O intemperismo são todos os proces-
sos químicos e físicos que desintegram e decompõem as 
rochas em fragmentos e dissolvem substâncias de vários 
tamanhos. Essas partículas são, então, transportadas pela 
FIGURA 3.24 � As três famílias de rochas são formadas em diferentes ambientes geológicos e 
por diferentes processos. [granito e gnaisse: John Grotzinger/Ramón Rivera-Moret/Harvard Mineralogical Mu-
seum; arenito: John Grotzinger/Ramón Rivera-Moret/MIT]
Exemplo
Processo formador
da rocha
Tipo de rocha e
material-fonte
ÍGNEA
Fusão de rochas na crosta
quente e profunda e no
manto superior
Cristalização
(solidificação de
magma ou lava)
Granito
Arenito 
Gnaisse
SEDIMENTAR
Intemperismo e erosão
das rochas expostas na
superfície
Deposição,
soterramento
e litificação
METAMÓRFICA
Rochas sob altas
temperaturas e pressões
nas profundezas da
crosta e no manto 
superior
Recristalização
em estado sólido
de novos minerais
Grotzinger_03.indd 76Grotzinger_03.indd 76 05/12/12 08:5405/12/12 08:54
C A P Í T U LO 3 � MAT E R I A I S DA T E R R A: M I N E R A I S E R O C H A S 77
erosão, que é o conjunto de processos que desprendem o 
solo e as rochas, transportando-os morro e rio abaixo para 
o local onde são depositados em camadas de sedimentos 
(Figura 3.26).
Os sedimentos são depositados de duas formas:
 � Sedimentos siliciclásticos são partículas deposi-
tadas fisicamente, como os grãos de quartzo e fel-
dspato derivados de um granito alterado. (Clástico é 
derivado da palavra grega klastos, “quebrado”.) Esses 
sedimentos são depositados pela água corrente, pelo 
vento e pelo gelo.
 � Sedimentos químicos e biológicos são substân-
cias químicas novas que se formam por precipitação 
quando alguns dos componentes das rochas dissol-
vem-se durante o intemperismo e são carregados 
pelas águas dos rios para o mar. A halita é um se-
dimento químico que precipita diretamente da água 
do mar em evaporação. A calcita é precipitada por 
organismos marinhos para formar conchas ou esque-
letos, que formam sedimentos biológicos quando os 
organismos morrem.
DO SEDIMENTO À ROCHA SÓLIDA A litificação é o pro-
cesso que converte os sedimentos em rocha sólida, e isso 
ocorre de uma das seguintes maneiras:
 � Por compactação, quando os grãos são compactados 
pelo peso do sedimento sobreposto, formando uma 
massa mais densa que a original.
 � Por cimentação, quando minerais precipitam-se ao re-
dor das partículas depositadas e agregam-nas umas 
às outras.
Os sedimentos são compactados e cimentados de-
pois de serem soterrados sob mais camadas de sedimen-
tos. Dessa maneira, o arenito é formado por litificação de 
partículas de areia, e o calcário, pela litificação de conchas 
e de outras partículas de calcita.
CAMADAS DE SEDIMENTOS Os sedimentos e as rochas 
sedimentares são caracterizados pela estratificação,a 
formação de camadas paralelas de sedimentos à medi-
da que as partículas depositam-se. Pelo fato de as rochas 
sedimentares serem formadas por processos superficiais, 
elas cobrem grande parte dos continentes e do fundo dos 
oceanos. A maioria das rochas encontradas na superfície 
terrestre é sedimentar, mas essas rochas sofrem intempe-
rismo com facilidade, portanto seu volume é menor que o 
das rochas ígneas e metamórficas, que constituem o prin-
cipal volume da crosta.
MINERAIS COMUNS DE ROCHAS SEDIMENTARES Os mine-
rais comuns dos sedimentos siliciclásticos são os silicatos, 
porque eles predominam nas rochas que são alteradas para 
FIGURA 3.25 � As rochas ígneas formam-se pela cristalização do magma. [John Grotzinger/Ramón 
Rivera-Moret/Harvard Mineralogical Museum]
As rochas ígneas extrusivas são formadas
quando o magma extravasa na superfície,
onde rapidamente se resfria.
As rochas ígneas intrusivas
formam-se quando o magma
intrude rochas não fundidas
e resfria lentamente.
Os cristais grandes crescem
durante o lento processo de
resfriamento, produzindo
rochas de granulação grossa
como o granito, mostrado
aqui como exemplo.
A rocha resultante, como este
basalto, é finamente granulada
ou tem uma textura vítrea.
QUADRO 3.5 Alguns cristais comuns de rochas 
ígneas, sedimentares e metamórficas
Rochas 
ígneas
Rochas 
sedimentares
Rochas 
metamórficas
Quartzo Quartzo Quartzo
Feldspato Argilominerais Feldspato
Mica Feldspato Mica
Piroxênio Calcita* Granada
Anfibólio Dolomita* Piroxênio
Olivina Gipsita* Estaurolita
Halita* Cianita
Nota: o asterisco indica minerais não silicatos.
Grotzinger_03.indd 77Grotzinger_03.indd 77 05/12/12 08:5405/12/12 08:54
78 PA R A E N T E N D E R A T E R R A
formar as partículas sedimentares (ver Quadro 3.5). Os mi-
nerais mais abundantes nas rochas sedimentares clásticas 
são o quartzo, o feldspato e os argilominerais. Os argilomi-
nerais formam-se pelo intemperismo e pela alteração de 
minerais silicatos pre existentes, como o feldspato.
Os minerais mais abundantes nos sedimentos pre-
cipitados química ou biologicamente são os carbonatos, 
como a calcita, o principal constituinte do calcário. A do-
lomita é um carbonato de magnésio e cálcio formado por 
precipitação durante a litificação. Dois outros sedimentos 
químicos – a gipsita e a halita – formam-se por precipita-
ção quando a água do mar evapora.
Rochas metamórficas
As rochas metamórficas têm seu nome derivado das pa-
lavras gregas que significam “mudança” (meta) e “forma” 
(morphe). Essas rochas são produzidas quando as altas 
temperaturas e pressões das profundezas da Terra atuam 
em qualquer tipo de rocha – ígnea, sedimentar ou outra 
rocha metamórfica – para mudar sua mineralogia, textu-
ra ou composição química – embora mantendo sua forma 
sólida. As temperaturas do metamorfismo estão abaixo 
do ponto de fusão das rochas (aproximadamente 700°C), 
mas são altas o bastante (acima de 250°C) para as rochas 
modificarem-se por recristalização e por reações químicas.
METAMORFISMO REGIONAL E DE CONTATO O metamorfis-
mo pode ocorrer em uma área extensa ou, pelo contrário, 
limitada (Figura 3.27). O metamorfismo regional ocorre 
onde as altas pressões e temperaturas estendem-se por 
regiões amplas, o que acontece onde as placas colidem. O 
metamorfismo regional acompanha as colisões das pla-
cas, resultando na formação de cadeias de montanhas e 
no dobramento e fraturamento das camadas sedimenta-
res que até então eram horizontais. Onde as temperaturas 
altas restringem-se a áreas pequenas, como as rochas que 
estão perto ou em contato com uma intrusão, as rochas 
são transformadas por metamorfismo de contato. Ou-
tros tipos de metamorfismo, que serão descritos no Capí-
tulo 6, incluem metamorfismo de alta pressão e de ultra-
-alta pressão.
FIGURA 3.26 � As rochas sedimentares formam-se de partículas de outras rochas. [John 
Grotzinger/Ramón Rivera-Moret/MIT]
Rocha ígneaRocha ígnea
Delta
Praia
Recifes
de corais
Lago
Rocha ígnea
Rocha metamórfica
1 As partículas de rocha são
 geradas pelo intemperismo... 2 ...transportadas morro
 abaixo pela erosão...
3 ...e depositadas como camadas de
 sedimento no solo ou na água,...
4 ...onde formam camadas
 paralelas ou estratificação.
5 Os sedimentos soterrados
 litificam-se pela compactação
 e cimentação.
6 Os sedimentos siliciclásticos, 
 que são compostos por partí-
 culas depositadas de areia, for-
 mam rochas como este arenito.
7 Os sedimentos químicos e biológicos
 podem ser precipitados diretamente 
 da água do mar ou por organismos 
 como os corais que formaram estes
 esqueletos fossilizados.
Grotzinger_03.indd 78Grotzinger_03.indd 78 05/12/12 08:5405/12/12 08:54
C A P Í T U LO 3 � MAT E R I A I S DA T E R R A: M I N E R A I S E R O C H A S 79
Muitas rochas metamorfizadas regionalmente, como 
os xistos, têm uma foliação característica, isto é, superfí-
cies onduladas ou planares produzidas quando a rocha foi 
deformada estruturalmente por dobras. As texturas gra-
nulares são mais típicas na maioria das rochas de meta-
morfismo de contato e em certas rochas de metamorfismo 
regional formadas por temperatura e pressão muito altas.
MINERAIS COMUNS DE ROCHAS METAMÓRFICAS Os sili-
catos são os minerais mais abundantes das rochas me-
tamórficas, pois as rochas parentais também são ricas 
nesses minerais (ver Quadro 3.5). Os minerais típicos das 
rochas metamórficas são o quartzo, o feldspato, a mica, 
o piroxênio e os anfibólios (os mesmos silicatos também
característicos das rochas ígneas). Muitos outros silicatos
– como a cianita, a estaurolita e algumas variedades de
granadas – são exclusivos das rochas metamórficas. Es-
ses minerais formam-se sob condições de alta pressão e
temperatura na crosta e não são característicos das rochas 
ígneas. Eles são, portanto, bons indicadores do metamor-
fismo. A calcita é o principal mineral dos mármores, os 
quais são calcários metamorfizados.
O ciclo das rochas: interação 
dos sistemas da tectônica 
de placas e do clima
FIGURA 3.27 � As rochas metamórficas formam-se sob condições de alta temperatura e pres-
são. [cornubianitos: Biophoto Associates/Photo Researchers; eclogito: Julie Baldwin; micaxisto: John Grotzinger; xis-
tos azuis: Mark Cloos]
Fossa
Crosta oceânica
Litosfera oceânica
Sedimentos
Crosta
continental
Litosfera
continental
Astenosfera
Formação de
cornubianito
Magma
MicaxistoCornubianito Eclogito Xisto azul
O metamorfismo de contato
ocorre em áreas limitadas
onde a intrusão magmática
metamorfiza a rocha vizinha 
pela ação do calor, formando
os cornubianitos.
O metaforfismo regional
ocorre onde altas pressões e
temperaturas estendem-se por
vastas regiões.
O metaforfismo de alta
pressão e baixa temperatura
ocorre onde há subducção de
crosta oceânica na borda
principal de uma placa
continental.
O metamorfismo de ultra-alta
pressão ocorre na litosfera
continental profunda e na
crosta oceânica. 
Grotzinger_03.indd 79Grotzinger_03.indd 79 05/12/12 08:5405/12/12 08:54
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
DICA DO PROFESSOR
No vídeo estudará as interações entre o sistema da tectônica de placas com o sistema clima e 
suas consequências nas formações das rochas que conhecemos.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
EXERCÍCIOS
1) É correto afirmar sobre uma rocha ígnea: 
A) Fusão de rochas na crosta quente e profunda e no manto superior.
B) Intemperismo e erosão das rochas expostas na superfície.
C) Rochas sob altas temperaturas e pressões nas profundezas da crosta e no manto superior.
D) Ocorrem processos de deposição soterramento e litificação.
E) Ocorre recristalização em estado sólido de novos minerais.
2) Exemplos de minerais comuns em rochas sedimentares são: 
A) Quartzo, feldpato, mica, granada,dolomita.
B) Quartzo, argilominerais, calcita, gipsita e halita.
C) Piroxênio, anfibólio, olivina, estaurolita e ciantia.
D) Feldspato, calcita, cianita, estaurolita e mica.
E) Anfibólio, olivina, mica, feldpspato e quartzo.
3) Qual a diferença entre rochas ígneas intrusivas e extrusivas? 
A) A primeira é formada quando o magma intrude rochas e resfria lentamente e a segunda 
quando o magma extravasa na superfície e resfria rapidamente.
B) A primeira é formada fruto da erosão e a segunda fruto da litificação.
C) A primeira é fruto da recristalização de rochas e a segunda resfria rapidamente na 
superfície.
D) A primeira intrude outras rochas resfriando-se lentamente e a segunda é fruto da erosão de 
outras rochas.
E) A primeira e a segunda são formadas no interior da terra sendo diferenciadas pela taxa de 
resfriamento.
4) A litificação converte sedimentos em rocha sólida e isso ocorre de duas formas: 
A) Erosão e sedimentação.
B) Compactação e erosão.
C) Cimentação e erosão.
D) Cimentação e compactação.
E) Compactação e sidmentação.
5) Como tipos de metamorfismos podemos citar: 
A) Regional e de contato.
B) Regional e intrusivo.
C) Regional e extrusivo.
D) Intrusivo e extrusivo.
E) Contato e erosão
NA PRÁTICA
Acompanhe de que forma ocorre a exploração e depósito de minerais.
A mineração vale a pena?
A exploração de minerais de minério é uma atividade importante e desafiadora. Encontrar um 
depósito promissor é apenas o primeiro passo rumo à extração de materiais úteis. A forma do 
depósito e a distribuição e contração do minério devem ser estimados antes do início da 
mineração. Isso é realizado com a perfuração de orifícios com pouco espaçamento e obtendo 
núcleos contínuos através do depósito de minérios e da rocha circundante.
O planejamento de operações de mineração geralmente baseia-se em análises químicas e 
mineralógicas dos núcleos extraídos, a partir das quais duas grandezas são calculadas: 
- O teor refere-se à concentração de minerais de minério em rochas parentais sem valor 
econômico (resíduos de rocha). 
- A massa é a quantidade de minério que tem o potencial de ser extraído do depósito.
As duas grandezas são importantes porque o teor e a massa sozinhos não são suficientes para a 
identificar um depósito de valor econômico.
A perfuração e a análise de amostras de testemunhos demonstraram que o ouro em depósito da 
Rocks-r-Ur tem teor médio de 0,02% em todos os testemunhos. Determinou-se que o depósito 
tem uma geometria retangular que se estende lateralmente por 50m em uma direção e 1.500m na 
outra com espessura de 2m.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Para entender a terra. 6. ed. Porto Alegre : Bookman, 2013.
Princípios de Geologia - Técnicas, Modelos e Teorias. 14. ed. Porto Alegre : Bookman, 
2013.
Pedras naturais como material de 
construção 
APRESENTAÇÃO
As rochas constituem os elementos em que são instaladas as obras civis como fundações, túneis, 
pontes, galerias, etc. Esses materiais são utilizados em construção em sua forma natural, 
beneficiada ou industrializada. Cada rocha possui suas características próprias, como 
mineralogia, textura, estrutura atômica, etc. que devem ser compreendidas e estudadas para que 
os projetos sejam executados conforme o escopo inicial, tendo como resultado uma obra com 
qualidade, durabilidade e segurança. 
Nesta Unidade de Aprendizagem você vai estudar sobre aplicação de pedras naturais em 
construção civil, suas características e propriedades. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar os principais minerais e suas propriedades.•
Conceituar pedras naturais e elencar suas principais características.•
Listar aplicações destes materiais.•
DESAFIO
Imagine que você seja o responsável pela obra de uma pizzaria situada à beira-mar de uma 
cidade do litoral.
 
Diante das exigências você deve optar entre uma rocha carbonática ou silicática como rocha 
ornamental para o piso do hall de entrada e rocha de revestimento para a fachada do prédio. 
Explique ao cliente quais os principais minerais representam cada tipo e qual o mais adequado.
INFOGRÁFICO
As rochas, que se formam na crosta terrestre, são materiais estudados em diversas áreas de 
estudo, tais como Geologia, Geografia, Paleontologia, Química, Engenharia Civil, Engenharia 
Química, Ciência dos Materiais entre outras. O conceito que difere as classes de materiais é 
explicada pela sua respectiva aplicação. Observe no infográfico.
 
CONTEÚDO DO LIVRO
Os basaltos são rochas eruptivas encontradas em uma variedade de ambientes tectônicos na 
Terra, por exemplo, dorsais meso-oceânicas, arcos de ilhas, grandes províncias ígneas e riftes 
intracontinentais. Se considerarmos todas as rochas vulcânicas observadas na superfície 
terrestre, as variedades de basalto são as que ocorrem em maior volume.
Para aprofundar ainda mais seu conhecimento, acompanhe o capítulo Pedras Naturais como 
Material de Construção do livro Materiais de Construção que norteia as discussões presentes 
nesta Unidade.
MATERIAIS DE 
CONSTRUÇÃO
André Luis Abitante
Ederval de Souza Lisboa
Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094
A148m Abitante, André Luís.
 Materiais de construção [recurso eletrônico] / 
 André Luís Abitante, Ederval de Souza Lisboa. – 
 Porto Alegre : SAGAH, 2017.
 Editado como livro impresso em 2017.
 ISBN 978-85-9502-009-2
 1. Materiais de construção. I. Lisboa, Ederval de Souza. 
CDU 691
Livro_Materiais_construcao.indb IILivro_Materiais_construcao.indb II 12/01/2017 15:07:4812/01/2017 15:07:48
Pedras naturais como 
material de construção
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Identifi car os principais minerais e suas propriedades.
 Conceituar pedras naturais e elencar suas principais características.
 Listar aplicações destes materiais.
Introdução
As rochas constituem os elementos em que são instaladas as obras civis 
como fundações, túneis, pontes, galerias, entre outros. Esses materiais 
são utilizados em construção em sua forma natural, beneficiada ou 
industrializada.
Já que cada rocha possui suas características próprias, como mine-
ralogia, textura, estrutura atômica, etc., você, como profissional, deve 
compreendê-las e estudá-las para que seus projetos sejam executados 
conforme o escopo inicial, e o resultado seja uma obra com qualidade, 
durabilidade e segurança. Portanto, neste capítulo você vai estudar sobre 
aplicação de pedras naturais em construção civil, suas características 
e propriedades.
Os minerais e suas propriedades
Materiais chamados pedras naturais são todos aqueles encontrados/extraídos 
prontos para uso ou que passam por processos e tratamentos simplifi cados 
para acabamento, como lavagem, polimento, redução de tamanho, fl ambagem, 
Materiais_construcao_U1_C01.indd 1Materiais_construcao_U1_C01.indd 1 22/12/2016 15:00:5222/12/2016 15:00:52
apicoamento, jateamento (com areia) e/ ou espelhamento (polimentos sucessivos 
com equipamento especializado e utilização de abrasivos).
As rochas, ou “pedras naturais”, são associações compatíveis e estáveis de 
um ou mais minerais. Sua formação se dá nos ambientes geológicos geradores, 
que variam pelos elementos atuantes de pressão, temperatura ou composição 
química. Veja a seguir os tipos de rochas:
  Rochas magmáticas: resultam do resfriamento de um líquido pastoso 
complexo, denominado magma, gerado pela fusão parcial de rochas 
no interior da Terra. As principais rochas magmáticas são granitos 
(feldspato e quartzo), dioritos (feldspato e anfibólio), sienitos (feldspato), 
gabros (feldspato, piroxênio e olivina) e basalto (feldspato, piroxênio 
e olivina).
  Rochas sedimentares: resultam da acumulação e compactação dos 
produtos gerados pelo intemperismo de rochaspré-existentes, produtos 
estes denominados de sedimentos, que se depositam de forma estra-
tificada (em camadas). O intemperismo pode ser químico ou físico. 
No primeiro caso os minerais da rocha pré-existente são alterados 
quimicamente com a produção de novos, com destaque para as argilas 
formadas à custa do feldspato e dos minerais ferromagnesianos (micas, 
anfibólios, piroxênios, olivinas). 
  Rochas metamórficas: resultam de rochas pré-existentes que sofreram 
aquecimento e deformação posterior por esforços no interior da Terra. 
Pelo aquecimento os minerais das rochas pré-existentes reagem entre si 
formando novos – os minerais metamórficos. São exemplos de rochas 
metamórficas a pedra mineira, as ardósias, os itabiritos, os micaxistos 
e os gnaisses.
Por metamorfismo as rochas naturais sofrem as seguintes alterações: 
  Os calcários transformam-se em mármores.
  Os arenitos em quartzitos.
  Os basaltos e gabros em anfibolitos.
  Os granitos em gnaisses e migmatitos.
Outra rocha metamórfica típica é o esteatito (pedra sabão), constituído 
por uma mistura de talco e serpentina, com estruturas maciças ou planares. 
Materiais de construção2
Materiais_construcao_U1_C01.indd 2Materiais_construcao_U1_C01.indd 2 22/12/2016 15:00:5322/12/2016 15:00:53
São gerados a partir de rochas magmáticas magnesianas como os dunitos, 
peridotitos e piroxenitos.
Figura 1. Vista geral de uma jazida de basalto.
Fonte: Yoeml / Shutterstock.com.
Minerais constituintes
Tradicionalmente os minerais formadores de rochas são classifi cados em 
minerais silicatados e não silicatados. Os minerais silicáticos mais comuns 
nas rochas naturais são:
  O quartzo (incolor, leitoso, róseo, esverdeado, cinzento, azulado, cas-
tanho, preto).
  Os feldspatos (brancos, cor de creme, róseos, cor de carne, cinzentos).
  Os feldspatóides (cinzentos, azuis).
  As micas (prateadas, esverdeadas, castanhas, pretas).
  Os piroxênios (cinzas, azuis, verde-claros, verde-escuros, pretas).
  As olivinas (cinza-esverdeadas).
3Pedras naturais como material de construção
Materiais_construcao_U1_C01.indd 3Materiais_construcao_U1_C01.indd 3 22/12/2016 15:00:5322/12/2016 15:00:53
  As granadas (vermelhas).
  As dumortieritas (azuis).
  O talco (branco, amarelado, acastanhado).
  A serpentina (branca, verde, castanha, amarelada).
  A caulinita (é o principal componente de argilas).
Entre os minerais não silicáticos destacam-se:
  Os carbonatos (calcita, magnetita, dolomita, siderita) – componentes 
principais dos calcários e mármores.
  Nos itabiritos o óxido de ferro (hematita, magnetita) – este mineral 
confere à rocha uma cor escura reluzente que pode variar para um preto 
esverdeado quando associado à clorita, uma mica verde ou anfibólibo 
(grumerita e odinolita).
Propriedades das pedras naturais
São as qualidades exteriores que caracterizam e distinguem os materiais. Um 
determinado material é conhecido e identifi cado por suas propriedades e por 
seu comportamento perante agentes exteriores. Bauer (2008) defi ne algumas 
das principais propriedades físicas dos materiais, dentre as quais as de maior 
infl uência nas características das rochas, destacam-se:
  Massa: a quantidade de matéria e é constante para o mesmo corpo, 
esteja onde estiver. 
  Peso: definido como a força com que a massa é atraída para o centro 
da Terra varia de local para local.
  Massa específica: a relação entre sua massa e seu volume. 
  Peso específico: a relação entre seu peso e seu volume. 
  Densidade: a relação entre sua massa e a massa do mesmo volume de 
água destilada a 4ºC. 
  Porosidade e compacidade: a propriedade que tem a matéria de não 
ser contínua, havendo espaços (vazios) entre as massas. 
  Dureza: definida como a resistência que os corpos opõem ao serem 
riscados.
  Tenacidade: a resistência que o material opõe ao choque ou percussão. 
Materiais de construção4
Materiais_construcao_U1_C01.indd 4Materiais_construcao_U1_C01.indd 4 22/12/2016 15:00:5322/12/2016 15:00:53
  Durabilidade: a capacidade que os corpos apresentam de permanecerem 
inalterados com o tempo.
  Desgaste: a perda de qualidades ou de dimensões com o uso contínuo.
Estas propriedades físicas são fundamentais aos materiais de construção, 
pois estes estão constantemente submetidos a solicitações como cargas, peso 
próprio, ação do vento, entre outros – os chamados esforços. Os principais 
esforços solicitantes aos quais os materiais podem ser submetidos, caracteri-
zando as rochas mecanicamente, são: 
  Compressão: esforço aplicado na mesma direção e sentido contrário 
que leva a um “encurtamento” do objeto em que está aplicado.
  Tração: esforço aplicado na mesma direção e sentido contrário que leva 
o objeto a sofrer um alongamento na dire ção em que o esforço é aplicado.
  Flexão: esforço que provoca uma deformação na direção perpendicular 
ao qual é aplicado.
  Torção: esforço aplicado no sentido da rotação do material.
  Cisalhamento: esforço que provoca a ruptura por cisalhamento. 
Em relação às propriedades geológicas das rochas naturais, é importante 
a clivagem, o fraturamento e a alterabilidade:
  Clivagem: são planos de rompimento potenciais ou reais, paralelos, 
que refletem planos de fraqueza na estrutura cristalina regular dos 
minerais. As micas são minerais caracterizados por um sistema de 
clivagem muito bem desenvolvido e cerrado, fato que permite “esfoliá–
las”, subdividindo um mineral mais espesso em numerosas folhas finas. 
As serpentinas e o talco também apresentam esse tipo de clivagem. 
Minerais com clivagens bem desenvolvidas e grandes coeficientes 
de dilatação não devem ser expostos a amplas variações térmicas. 
As sucessivas dilatações e contrações destes minerais enfraquecem 
progressivamente a trama da rocha e aumentam as infiltrações de 
agentes líquidos.
  Fraturas: são fendas irregulares em minerais não controladas por sua 
estrutura cristalina. A maior ou menor facilidade de um mineral ao 
fraturamento (ou quebra) depende do seu coeficiente de elasticidade. 
Minerais que sofrem quebra são denominados de quebradiços. A quebra 
5Pedras naturais como material de construção
Materiais_construcao_U1_C01.indd 5Materiais_construcao_U1_C01.indd 5 22/12/2016 15:00:5322/12/2016 15:00:53
depende tanto do valor do esforço aplicado quanto da velocidade de 
sua aplicação.
  Alterabilidade: minerais silicáticos são mais ou menos inertes aos 
agentes do intemperismo e a produtos da indústria química e de limpeza. 
O quartzo resiste a todos os agentes com exceção do ácido fluorídrico, 
que não tem uso em residências. A alteração de micas escuras, anfibó-
lios, piroxênios e granadas sempre se associa à liberação de óxido de 
ferro, que mancha a rocha, comprometendo sua estética. Carbonatos, 
por sua vez, são facilmente solúveis em ácidos.
Uma característica que depende diretamente das propriedades físicas, 
mecânicas e geológicas é a trabalhabilidade, isto é, a facilidade de moldar 
a pedra de acordo com o uso. Depende de fatores como a dureza e a homoge-
neidade da rocha. Como visto anteriormente, a dureza é a resistência ao risco 
ou ao corte e no caso da trabalhabilidade das rochas indicará o meio de corte 
mais adequado. De acordo com Petrucci (1975), peças mais brandas podem 
ser cortadas com serras de dentes enquanto peças mais duras demandam corte 
com diamante. Segundo o mesmo autor, uma rocha homogênea é aquela que 
apresenta as mesmas propriedades em amostras diferentes e que ao choque 
do martelo se quebra em pedaços e não em grãos, como ocorre nas rochas 
não-homogêneas. Dessa forma, a homogeneidade permite a obtenção de 
peças com formatos adequados.
Pedras naturais
Obviamente é muito mais fácil construir com tijolos ou blocos de concreto 
perfeitamente moldados, mas também é possível construir belas e sólidas 
obras com pedras. Paredes de pedra, por exemplo, apresentam excelente 
massa térmica, o que signifi ca que absorvem a temperatura externa,