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Aula 2: Origem do solo e tamanho dos grãos 1- Origem dos solos • Em geral os solos são formados a partir do intemperismo das rochas • As propriedades físicas do solo são em princípio, determinadas pelos minerais que constituem suas partículas, portanto pelas rochas das quais se derivam. • Muitas propriedades físicas do solo são determinadas pelo tamanho, forma e composição química de seus grãos. • Quanto a origem. As rochas podem ser agrupadas em três tipos básicos: ígneas, sedimentares e metamórficas Ciclo das Rochas Rochas ígneas: são formadas pela solidificação do magma fundido • Abaixo da superfície: intrusivas ou plutônicas • Na superfície: extrusivas Intemperismo: é o processo de desgaste rochoso por meio de processos mecânicos e químicos Intemperismo mecânico: expansão, contração das rochas causados pela variação de temperatura através da ação da água (rios e mares), de geleiras, vento, onde rochas grandes são quebradas em fragmentos menores sem alteração da composição química. A seguir alguns exemplos Intemperismo químico: é quando ocorre a transformação dos minerais por meio de reações químicas, causado por sais solúveis em água presentes nos lençóis freáticos e ácidos orgânicos formados pela decomposição de matéria orgânica. Reação de química do ortoclássio para formar minerais de argila, sílica e carbonato de potássio solúvel: Solos residuais: formados por intemperismo em seu lugar de origem Transporte de produtos do intemperismo: podem ficar no mesmo lugar ou ser deslocados através do gelo, da água, do vento e da gravidade, e podem ser classificados segundo os seguintes grupos: • Glaciais (geleiras) • Aluviais (água corrente e depositado ao longo dos rios) • Lacustres (sedimentação em lagos de água parada) • Marinhos (sedimentação nos oceanos) • Eólicos (vento) • Coluviais (gravidade) Rocha sedimentar (ou dentrítica): são depósitos de pedregulhos, areia, silte e argila produzidos pelo intemperismo que são compactados pela sobrecarga de pressão e cimentados por agentes químicos (óxidos de ferro, calcita, dolomita e quartzo) transportados pela água subterrânea. A seguir alguns exemplos. Rocha sedimentar formada por processos químicos Rocha metafórfica Metamorfismo: é o processo de alteração e textura das rochas sem ocorrência de fusão em razão do calor e da pressão • Novos minerais são formados • Os grãos são cisalhados resultado numa textura foliada Exemplos: • Gnaisse: metamorfismo de extensas áreas e de grau elevado de rochas ígneas (granito, gabro e diorita) • Ardósia: metamorfismo de baixo grau de folhetos e argilitos • Filito: metamorfismo da ardósia em temperaturas de 250 a 300 º C • Xisto: metamorfismo de baixo grau de rochas ígneas, sedimentares e metamórficas resultando em textura foliada e placas visiveis de materiais laminares e micáceos • Mámore: composto de calcita e dolomita por meio de recristalização • Quartizito: metamorfismo de arenito rica em quartizo, com a silica atuando como agente cimentador entre os grãos de quartzo e os grãos de areia, são as rochas mais duras da natureza. Quando submetidas a calor e pressão elevadas, as rochas metamórficas se fundem e formam magma, reiniciando o ciclo 2- Tamanho e composiçãodos grãos Uma das formas de descrever os solos é pelo tamanho das partículas que o compõe. A variação do tamanho das partículas é grande em função da diversidade de rochas das quais estes podem ser originados. Basicamente podem-se classificar as partículas que compõe determinado solo nos seguintes grupos: • Pedregulho • Areia • Silte • Argila A tabela a seguir apresenta algumas classificações em função da definição de faixas de tamanho. Pedregulhos: São fragmentos de rochas com partículas de quatzo, feldispato e outras Areia: Constituídas principalmente por quatzo e feldispato Siltes: Fração microscópica de grão de quatzo e partículas em forma de placas que são fragmentos de minerais micáceos Argilas:formadas principalmente por partículas lamelares microcópicas de mica, argilominerais e outros. São definidas como partículas menores que 0,002mm, podendo em alguns casos, partículas entre 0,002 e 0,005 mm serem também definidas como argilas. Partículas classificadas com base em seu tamanho podem não ser constituídas por argilominerais. As argilas foram definidas como partículas que desenvolvem plasticidade ao serem misturadas ao certa quantidade de água. Plasticidade é a propriedade que as argilas possuem de se tornarem uma massa plástica quando contém certa quantidade de água. Solos argilosos podem conter pequenas partículas de quartzo, feldspato ou mica que apresentam dimensões menores que 0,005mm. É adequado que as partículas de solos menores que 0,002mm ou 0,005mm sejam chamadas de partículas com tamanho de argila e não como argilas, ou sejam , partículas compostas de argilominerais. Argilominerais são silicatos de alumínio complexos compostos por duas unidades básicas: • Tetraedro de sílica – um átomo de silicio rodeado por quatro átomos de oxigênio • Octaedro de alumina – um átomo de aluminío rodeado por seis hidroxilas (um átomo de oxigênio e um de hidrogênio) Área da superficie das particulas por massa de argilominerais • Caulinita: 15 m2/g • Ilita (hidromica): 80 m2/g • Montmorilonita: 800 m2/g A presença de argilominerais em um agregado de solo influência muito as propriedades do solo. Com umidade presente, o comportamento do solo será bastante alterado à medida que a porcentagem do conteúdo do mineral de argila aumenta. Para fins práticos, quando o conteúdo argiloso é de cerca de 50% ou mais, as partículas de areia e silte flutuam em uma matriz de argila, e os argilominerais presente definem as propriedades de engenharia do solo, portanto diz-se que há predomínio da fração argilosa. 3- Peso específico dos grãos É definido como a razão entre o peso específico de determinado material para o peso específico da água. Importante variável utilizada para cálculos das propriedades físicas dos solos e pode ser determinada experimentalmente. 4- Análise granulométrica do solo Determina o tamanho das partículas presente num solo, expressa em porcentagem de solo seco. Para tanto, se utilizam dois métodos: • Peneiramento: para partículas maiores que 0,075 mm • Sedimentação: para partículas menores que 0,075 mm Ensaio de peneiramento Consiste em agitar uma amostra de solo previamente seca e destorroado em um conjunto de peneiras com furos progerssivamente menores. Após o solo ser peneirado pelo conjunto, as porçoes retidas em cada peneiras são coletadas separadamente e secas em estufas antes qua a massa retida em cada peneira seja medida. Marcha de cálculo Curva granulométrica Ensaio de sedimentação É baseado no princípio da sedimentação dos grãos de solo na água. Quando uma amostra de solo é dispersa na água, as partículas sedimentam em velocidades diferentes dependendo de sua forma, tamanho, peso e da viscosidade da água. Para simplificar, supõe-se que todas as partículas do solo tenham a forma esférica e que sua velocidadede sedimentação possa ser expressa pela Lei de Stokes. Curva de distribuição granulométrica � A curva de distribuição granulométrica mostra não apenas a variação do tamanho das partículas, mas também o tipo de distribuição de partículas de diversos tamanhos • Solo mal graduado ou uniforme: maioria dos grãos apresenta o mesmo tamanho • Solo bem graduado ou desuniforme: grãos distribuídos em uma ampla faixa, apresenta coeficiente de uniformidade maior que cerca de 4 para pedregulhos e 6 para areias e um coeficiente de curvatura entre 1 e 3 para pedregulhos e areias • Solo de granulometria descontínua: apresenta acombinação de duas ou mais frações com graduação uniforme EXEMPLO 1 EXEMPLO 2 EXEMPLO 3 FORMAS DAS PARTÍCULAS EXERCÍCIO 1 (PARA CASA) EXERCÍCIO 2 (PARA CASA) EXERCÍCIO 3 (PARA CASA)
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