Aula 5.Rochas.aplicacoes

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Aplicações e Propriedades das Rochas
Os minerais são partículas sólidas inorgânicas que
constituem as rochas e os solos, e que possuem
forma geométrica, composição química e estrutura
própria e definida.
Minerais
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Silicatos
Minerais
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Óxidos 
Minerais
Carbonatos 
Minerais
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Sulfatos 
Minerais
Rochas
Uma rocha é definida como um corpo sólido
natural, resultante de um processo geológico
determinado, formado por agregados de um ou mais
minerais arranjados, segundo condições de
temperatura e pressão existentes durante sua
formação.
De acordo com o processo de formação, podemos
classificar as rochas em:
• Rochas Ígneas ou magmáticas
• Rochas Sedimentares
• Rochas Metamórficas
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Rochas - Basalto
O basalto é classificado como uma rocha ígnea
vulcânica.
Dentre as rochas pode ser considerado dos mais
abundantes.
As cores variam de cinza-escura a preta, com
tonalidades avermelhadas/amarronzadas, devido a
óxidos/hidróxidos de ferro gerados por alteração
intempérica.
É constituído principalmente por feldspato e uma
das caraterísticas marcantes é a elevada
resistência e a maior dureza entre as pedras mais
utilizadas.
Na construção civil, o basalto é muito utilizado como
pedra britada em agregados asfálticos, para
concretos e lastros de ferrovias.
Assim como o granito possui larga aplicação como
pedra para calçamento e em outras formas de
pavimentação.
Rochas - Basalto
Quando polido pode ser
utilizado como rocha
ornamental, principalmente
em pisos.
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O Granito é uma rocha ígnea que, devido a seu
processo de formação, é classificada como uma
rocha plutônica.
É composto principalmente de quartzo, feldspato e
minerais ferro-magnesianos e as tonalidades de
cor variam de cinza a rosa/avermelhada.
Como principais caraterísticas da rocha, podemos
destacar a homogeneidade, a isotropia (mesmas
propriedades independente da direção dos
minerais), alta resistência à compressão e baixa
porosidade.
Rochas - Granito
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Na construção civil é utilizado na confecção de
fundações (em forma de bloco), de muros,
calçamentos, como agregado para concreto e rocha
ornamental em pisos, paredes, tampos de pias,
lavatórios, bancadas e mesas, e em detalhes
diversos.
Rochas - Granito
A fixação do granito como
rocha ornamental é feita
com o uso de argamassas
próprias para o tipo de
rocha.
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São utilizados principalmente em revestimentos de
pisos e paredes e são muito empregados na
confecção de mosaicos.
Dependendo da composição podem apresentar
razoável resistência ao risco.
Rochas - Arenitos
São rochas sedimentares carbonáticas compostas
por mais de 50% de materiais carbonáticos
(calcita ou dolomita). A principal aplicação na
construção civil é como matéria-prima para a
indústria cimenteira, de cal, vidreira.
Rochas – Calcários e Dolomitos
Alguns dolomitos podem
ser utilizados como
brita e agregado para
concreto por serem
mais duros que os
calcáreos.
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Como características cabem destacar a boa
resistência mecânica e as propriedades de
material isolante térmico.
Rochas – Ardósia
Como material de
construção é utilizada
como rocha ornamental
em coberturas de casas,
pisos, tampos e
bancadas.
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Derivam de rochas graníticas e possuem
granulometria média a grossa. São rochas de
elevada resistência e apropriadas para a maioria
dos propósitos da engenharia.
Rochas – Gnaisses
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São rochas duras, com alta resistência à britagem e
ao corte, resistentes a alterações intempéricas e
hidrotermais, formadas por quartzo recristalizado.
Apresentam-se nas cores branca, vermelha e com
tons de amarelo.
Como material de construção são utilizados em
pisos e calçamentos.
Rochas – Quartzitos
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• As pedras naturais são apreciadas pelo seu inegável valor estético,
tendo, na construção, aplicações de função estrutural e de função
ornamental.
Aplicação na Construção Civil
Propriedades
I – QUÍMICAS 
Composição química
Reatividade
Durabilidade
II – FÍSICAS
Cor
Densidade
Porosidade
Permeabilidade
Absorção
Dureza
Módulo de Elasticidade
Coeficiente de Poisson
III – GEOLÓGICAS 
Composição mineralógica
Textura
Estrutura
Estado de alteração
Fraturas
Gênese
IV - MECÂNICAS 
Resistência à compressão
Resistência ao choque
Resistência ao desgaste
Resistência ao corte
Resistência à britagem
V - GEOTÉCNICAS 
Grau de alteração
Grau de resistência à compressão 
simples
Grau de fraturamento
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Propriedades
I. PROPRIEDADES QUÍMICAS
1. COMPOSIÇÃO QUÍMICA
· Por si só não é um elemento suficiente par definir uma rocha;
· A composição varia muito de uma amostra pra outra;
· Existem limites de erros permitidos nas diferentes dosagens. 
2. REATIVIDADE
· Algumas rochas possuem elementos químicos capazes de reagir, como p.ex, o 
silicato e a sílica mineral (reagem com álcalis do cimento Portland);
· Reações – cimento/agregado: provocam a deteriorização do concreto;
· Outros tipos: transformação do anidrito em gesso (túneis), dissolução dos
carbonatos, lixiviação de rochas em obras hidráulicas, etc. (ação do
intemperismo)
3. DURABILIDADE
· Resistência da rocha à ação do intemperismo;
· Julgamento é feito na prática pela preservação de monumentos antigos e por
meio de ensaios.
Propriedades
II. PROPRIEDADES FISÍCAS
1. COR
· Fator de classificação fraco devido a grande variabilidade, até mesmo dentro
de uma mesma jazida;
· Podem ser: monócronas (uma única coloração uniformemente distribuída) e
polícronas (duas ou mais cores);
· Rochas compactas (sedimentares) - coloração devido a pigmentações ou
difusão de grãos diminutos de minerais coloridos;
· Amarela, alaranjada ou vermelha - pigmentação de hidróxido de ferro;
· Cinzenta e preta - pigmentos carbonosos ou betuminosos ;
· Verde - depende de compostos de ferro (sulfetos) e de níquel.
2. PESO ESPECÍFICO DOS GRÃOS 
· Depende do peso específico dos seus elementos constituintes e de sua
porosidade;
Ex.: Granitos 2,65 g/cm3; arenitos em torno de 2,0 g/cm3.
· Determinado em laboratório:
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• Determinação da massa específica do grãos
• A amostra do material britado deve ter um peso aproximado de 200g.
• A amostra deve ser lavada e seca em estufa a uma
temperatura compreendida entre 100 e 110ºC;
• A amostra é moída para que os grãos obtidos passem num
peneiro de 0.125mm de abertura;
• Parte do pó (100g), isento de elementos metálicos, é utilizado
para se determinar o seu volume, num picnômetro, com uma
precisão de 1%;
• Sobre o pó da rocha verte-se água destilada e aspira-se o ar
contido nos vazios inter-granulares.
• Após a decantação das partículas em suspensão, o líquido fica
límpido, procedendo-se então ao enchimento do picnômetro
com água destilada.
Processos experimentais -
propriedades das pedras
Procedimento:
1.Coloca-se um peso seco
conhecido dos grãos num
picnômetro, completa-se com
água e pesa-se.
(Peso do picnômetro + água) +
(peso dos grãos seco) – (peso do
picnômetro + grãos + água) =
peso da água substituída pelo solo
2.Deste peso, calcula-se o volume
de água e tem-se o peso
específico.
MÉTODO DO PICNÔMETRO:
Ps
Pt
Pw Vw=VsProcessos experimentais 
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Unidades (g/cm3, Kg/m3, KN/m3)
21 PPP
P
s
as
g 

MÉTODO DO PICNÔMETRO:
Processos experimentais
Propriedades
II. PROPRIEDADES FISÍCAS
3. POROSIDADE
· É a propriedade das rochas em conter espaços vazios (relação entre o volume
dos vazios e o volume total da rocha -%);
· Dependente de:
a) Tipo de rocha:
· sedimentares: grande volume de vazios dando-lhes maior porosidade mas,
quanto cimentadas, a porosidade diminui;
· ígneas: extrusivas possuem maior porosidade que as intrusivas;
· metamórficas: baixa porosidade e varia com o grau de metamorfismo, sendo
que, quanto mais intenso, mais porosa é a rocha.
b) Estado de alteração:
· tem influência através do fenômeno de lixiviação e dissolução;
· resistência à compressão diminui com a porosidade;
· classificação: extremamente porosa (50%), muito porosa (10 a 30%), bastante
porosa (5% a 10%), medianamente porosa (2,5% a 5%), pouco porosa (1 a
2,5%) e muito compacta (1%).
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Processos experimentais -
propriedades das pedras
A porosidade é definida como a razão entre o volume do poro ( Vp) e o volume 
total da rocha ( Vt). O volume total da rocha é constituído pela soma do volume 
do poro e o volume da matriz (fase sólida da rocha). 
Porosidade primária ou deposicional: é 
aquela adquirida pela rocha durante a 
deposição ou bioconstrução, ou seja, é 
originada na formação das rochas e é 
caracterizada pelos espaços aleatórios 
entre os grãos agrupados das rochas 
(porosidade intergranular), como no caso 
dos arenitos ou dos carbonatos (SUGUIO, 
1973), como mostra a Figura 1. Porosidade primária do tipo intergranular.
Processos experimentais -
propriedades das pedras
Porosidade secundária ou pós-
deposicional: é adquirida após a diagênese
das rochas reservatórios. Nesse período,
essas rochas são submetidas a esforços
mecânicos, podendo resultar no
aparecimento de fraturas ou falhas
(porosidade de fraturas), fraturas essas que
podem aparecer em arenitos, folhelho e
carbonato, como mostra a Figura 2.
Pode ocorrer, ainda, em rochas solúveis, 
como os calcários, aonde o material vai 
se dissolvendo devido ao ataque de 
fluidos de formação (porosidade de 
condutos ou cárstica), 
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• Porosímetro e Permeâmetro a gás – equipamentos
• Determina a distribuição do tamanho de poros e permeabilidade em
amostras através da adsorção e infiltração de gás.
• A porosimetria por adsorção a gás se baseia em um volume de gás
conhecido e isotermicamente expandido dentro de um volume de
poros desconhecido.
• Após a expansão, a pressão se mede, e este valor depende do
volume de poro desconhecido, que se obtém utilizando a Lei de
Boyle.
Processos experimentais -
propriedades das pedras
A equação matemática da lei de Boyle é:
pV = K
onde:
p representa a pressão do sistema.
V representa o volume do gás.
k é a constante que representa a 
pressão e volume do sistema.
• Microtomógrafo – equipamentos
• Caracterizar as amostras micro-estruturalmente (porosidade e
estimativa da distribuição de tamanho de poros), além de
determinar permeabilidade.
• Esta técnica é não-destrutiva, permitindo que as amostras possam
ser reutilizadas.
• Este equipamento também fornece imagens das amostras tanto em
2D quanto em 3D, o que facilita a visualização e caracterização
detalhada das amostras.
Processos experimentais -
propriedades das pedras
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Propriedades
II. PROPRIEDADES FISÍCAS
4. PERMEABILIDADE
· Maior ou menor facilidade que a rocha oferece à percolação da água;
· Primária - existe desde a sua formação;
· Secundária- devido à lixiviação, dissolução de componentes mineralógicos,
etc;
· Metamórficas possuem baixa permeabilidade e sedimentares, maior valor.
5. DUREZA
· Dureza da rocha difícil determinação – vários minerais.
. Resistência ao risco, dada pela escala de Mohs;
. Ex.: Granito: Ao tentar riscar com uma ponta de aço, os cristais de mica são
riscados e o que não ocorre com os de quartzo.
· Na prática:
a) riscável pela unha ou exageradamente fácil pelo canivete;
b) riscável pelo canivete;
c) dificilmente ou não riscáveis pelo canivete
Corresponde as rochas, moles, médias e duras.
Propriedades
III. PROPRIEDADES MECÂNICAS
1. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
· Grande variabilidade de resultados;
· Para rochas estratificadas: compressão paralela e perpendicular ao leito de
estratificação tanto no caso seco quanto saturado;
· Normalmente tem-se:
a) rochas de grãos finos, da mesma espécie que rochas de grãos grossos,
possuem maior resistência à compressão;
b) quanto mais forte for o ligamento entre os cristais, maior a resistência à
compressão;
c) as rochas silicificadas tem maior resistência;
d) os corpos de prova com compressão perpendicular aos planos de
estratificação apresentam maior resistência à compressão.
2. RESISTÊNCIA AO CHOQUE (Rc)
· Resistência ao impacto de um peso que cai de uma certa altura;
· Medida pelo produto do peso pela altura de queda que provoca a ruptura do
corpo-de-prova;
· Importância quando usada p/ pavimentação de estradas e aeroportos;
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• Ensaio de Resistência a Compressão simples
• As amostras são submetidas à força de compressão da prensa após
a sua secagem em estufa à temperatura de 105±5ºC, durante 24
horas;
• A tensão de compressão obtém-se a partir da média aritmética dos
valores das tensões de rotura.
Processos experimentais -
propriedades das pedras
Propriedades
III. PROPRIEDADES MECÂNICAS
3. RESISTÊNCIA AO DESGASTE
· Resistência ao desgaste por atrito mútuo ® resistência da rocha sob a forma
de agregado, quando submetida a atrito mútuo de seus fragmentos.
Em alguns métodos são acrescentada esferas de ferro fundido ou aço.
Conforme o tipo de máquina: resistência ao desgaste Los Angeles, Deval,
· Resistência ao desgaste por abrasão ® resistência da rocha quando
submetida à abrasão de abrasivos especificados. Importância especial quando
a rocha for empregada sob a forma de pavimentos.
Método utilizado é o de resistência à abrasão Los Angeles;
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• Ensaio de Resistência ao Degaste
• é possível determinar a resistência à abrasão, medindo o
comprimento do sulco produzido na superfície por um disco rotativo,
em condições determinadas e com auxílio de material abrasivo.
Processos experimentais -
propriedades das pedras
Propriedades
IV. PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS
1. GRAU DE ALTERAÇÃO
· São classificados em: praticamente sã, alterada e muito alterada;
· Tal classificação é muito subjetiva;
· Não está incluso na classificação a rocha extremamente alterada (considerada
material de transição ou solo de alteração de rocha).
2. GRAU DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES
· São divididos em:
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Propriedades
IV. PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS
3. GRAU DE CONSISTÊNCIA
· São baseados em características físicas: resistência ao impacto (tenacidade),
resistência ao risco (dureza), friabilidade;
· São divididos em:
Propriedades
IV. PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS
4. GRAU DE FRATURAMENTO
· Apresentado em número de fraturas por metro linear ao longo de uma dada 
direção;
· São consideradas somente as “originais”
5. CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DA ROCHA
· Expresso pela reunião dos parâmetros anteriores.
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Referências
CRIVELARO, Marcos. Materiais de construção. 1. ed. São Paulo.
Editora Erica LTDA.
Apostila de Materiais de Construção Básicos HAGEMANN, S. E.
2011/2
Departamento Acadêmico de Engenharia Civil – CEFET/MG PPGEC
- Programa de Pós-Graduação Engenharia Civil. Apresentação
Pedras Naturais. DECIV – EM – UFOP.
Anabela Mendes Moreira. Materiais de Construção. Pedras Naturais.
ESTT.
Profa. M.Sc. Maria Letícia C. L. Beinichis. Notas de Aulas.
Introdução à Construção Civil. FundaçãoEdson Queiroz,
Universidade de Fortaleza.