GEOLOGIA PARA ENG - PALESTRA BÁSICA IV

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UNIDADE IX
ELEMENTOS DOS SOLOS E
 UTILIZAÇÃO DAS ROCHAS
UNIVESIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA CIVIL
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OBTENÇÃO DE MATERIAIS INDUSTRIAIS E DE CONSTRUÇÃO
DISCIPLINA: GEOLOGIA PARA ENGENHARIA
PROF QUEIROGA
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AGREGADOS NATURAIS
Areia
Pedregulho
Pedra Britada
MATERIAIS INDUSTRIAIS E DE CONSTRUÇÃO
AGREGADOS ARTIFICIAIS
Argila
Folhelho expansivo
Origem em rochas de vários tipos, principalmente carbonáticas
Obtidos de rochas cristalinas ou depósitos sedimentares
Amplamente extraídos em pedreiras
Passam por algum processo após a extração, como elevadas temperaturas
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OUTROS
Ferro 
Aglomerantes
Calcário
MATERIAIS INDUSTRIAIS E DE CONSTRUÇÃO
Vermiculita
Outros minerais
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Os agregados são materiais granulares de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia civil. 
AGREGADOS
Podem ser classificados levando-se em conta a origem, a densidade e o tamanho dos fragmentos. 
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AGREGADOS LEVES
AGREGADOS
Pedra pume
Vermiculita
AGREGADOS MÉDIOS
Brita
Areia
Cascalho
AGREGADOS PESADOS
Barita
Magnetita
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À DENSIDADE
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AGREGADOS MIÚDOS
AGREGADOS
Areia natural
AGREGADOS GRAÚDOS
Brita
Cascalho
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TAMANHO
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AGREGADOS NATURAIS
Quando pouco cimentados ou trabalhados por agentes geológicos, as rochas sedimentares podem dar origem a depósitos de areias, pedregulhos ou laminitos, com imensa utilização na construção civil, sendo os primeiros no concreto e o último na fabricação de tijolos e cerâmicas.
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AGREGADOS NATURAIS
PEDREGULHO, AREIA, SILTE E ARGILA
Integrantes do grupo dos sedimentos não consolidados. 
Distinção com base na dimensão de partícula
Pequena tendência na composição mineral
Pedregulhos e areias grossas usualmente consistem de fragmentos de rochas
Areias finas e siltes consistem predominantemente de grãos minerais
Argilas consistem exclusivamente de grãos minerais
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AREIA
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Basicamente dióxido de silício (SiO2).
ORIGEM
Quase todas as rochas são passíveis de originar areias pela desagregação mecânica. Porém são mais favoráveis as com alto teor de quartzo (composição: SiO2), as quais constituem 12% da crosta terrestre.
Devido ao silte e argila, que prejudicam o concreto, a areia deve ser lavada (ou peneirada a seco).
Origem mineral, proveniente da desagregação de rochas
Finamente dividido em grânulos com 0,05 a 5 mm.
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AREIA
OCORRÊNCIA
Em toda a crosta devido sua origem ser diversa.
Depósitos naturais de arenitos inconsolidados
Aluviões (antigos ou atuais)
Depósitos residuais
Solos de alteração
Dunas (não apresenta boa qualidade para construção civil)
Praias
Desertos
Locais de intemperismo de rochas ricas em quartzo, sem transporte, formando os chamados “areões”. Estes são muito comuns nas zonas de chapadas.
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AREIA
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BRITA
ORIGEM
Pedreiras: rochas cristalinas, com solo pouco espesso, no estado físico sem muita alteração.
Evita-se rochas com minerais deletérios, como micas (biotita e clorita), óxidos, sulfetos e carbonatos em grãos grossos. 
Área fonte: pedreiras
Preferências por pedreiras com rochas quartzo-feldspáticas, como granitos e gnaisses (85%).
Rochas como basalto (5%) e calcários microcristalinos (10%) também são explorados.
Extraída como bloco de rocha, necessitando processo de fragmentação.
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BRITA
Pó de pedra
Pedrisco
Brita ¾
Brita 1
Brita 2
Pedra pulmão
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CASCALHO
ORIGEM
É a denominação genética de seixos
 Encontrado principalmente em barras de rios, e às vezes em camadas de rochas sedimentares com baixa coesão, intemperização de rochas cristalinas ou resultante do beneficiamento da areia.
Fragmentos de rochas preexistentes, com faixa granulométrica de 2 a 256 mm de diâmetro.
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PRODUÇÃO X PREÇO DE AGREGADOS (BRASIL)
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AGLOMERANTES
Produtos usados na construção civil para aglomerar materiais entre si.
Abundantes na natureza.
Matérias-prima:
	Argila, Gipsita, Calcário Dolomítico
	Resíduos de termoelétricas (cinzas volantes)
	Subprodutos da siderurgia (escória de altoforno)
 Aglomerantes:
	Gesso 
	Cal aérea
	Cimento sorel e outros cimentos, além dos demais tipos de cal são aglomerantes, porém são resultado de misturas
		
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AGLOMERANTES
Gesso – origem na queima/calcinação da gipsita 
	 O Sulfato de cálcio dihidratado (CaSO4.2H2O) é 			 levado a altas temperaturas até virar anidro (CaSO4) - 	gesso
			
Cal aérea – origem em calcários e dolomitos
			
 Produto da calcinação de rochas/pedras calcárias
Resultado da transformação do carbonato em óxido
Temperatura entre 900 e 1200 oC
 Reação endotérmica: CaCO3 + calor  CaO + CO2
 56% de CaO (cal virgem) e 44% de CO2 
Óxido de cálcio
CaO
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CALCÁRIO
CURIOSIDADE: A maior produção nacional é no Rio Grande do Norte, onde são encontrados mais de 20 mil km2 de rocha calcária com espessura de 50 a 400 m.
Origem nas rochas carbonáticas.
Variam do calcário puro (calcita) ao dolomito puro (dolomita).
Usualmente contem ambos (calcita/dolomita) em várias proporções, com significativa quantidade de impurezas não carbonáticas, como argila e areia.
Carbonato de cálcio
CaCO3
Calcita
Dolomita
Carbonato de cálcio
CaCO3
Carbonato de magnégio
MgCO3
 PRINCIPAL
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CALCÁRIO
ORIGEM
Extraído de pedreiras/minas de calcário, depósitos de idade desde o Pré-Cambriano ao Holoceno, que podem ocorrer em grandes extensões e apresentar espessura de centenas de metros.
Representa 15% das rochas sedimentares!
“pedreiras”
Menos de 10% das reservas de calcário apresentam elevada pureza
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VERMICULITA
ORIGEM
 Fórmula química: (MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2.4H2O
Semelhante à mica, formado essecialmente por silicatos hidratados de alumínio e magnésio
Origem associada à alteração de minerais ferro-magnesianos ou magnesianos. Fatores intempéricos superpostos ou não ao hidrotermalismo gerador das micas (trioctaédricas) são apontados como principal fator de geração.
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ARGILA
ORIGEM
Os minerais das rochas silicatadas, quando expostos à atmosfera, tornam-se instáveis. A água penetra nos poros e dissolve seus constituintes, que se reorganizam formando materiais argilosos.
Composta basicamente por silicato de alumínio hidratado e óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, além de outros minerais característicos da região onde for minerada, ex: feldspato, silicatos, carbonatos, fosfatos e outros elementos como o silício, alumínio, ferro, magnésio e cálcio.
Produto da mineração
A partir da lenta erosão dos granitos (envelhecimento dos cristais)
Grãos muito finos – diâmetro menor que 2 microns
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FERRO
CURIOSIDADE: Brasil é o 2º maior produtor, entretanto é destaque em termos de ferro contido no minério: 60% de Fe no minério Hematita e 50% no minério Itabirito.
As formações ferríferas bandadas, denominadas itabirito, compostas de hematita (Fe2O3) e sílica, se constituem nos maiores depósitos de minério de ferro.
Principais minerais que contem ferro: 
hematita (Fe2O3)
magnetita (Fe3O4)
goethita (FeO/OH)
siderita (FeCO3)
Um dos elementos mais abundantes da crosta terrestre.
Inúmeros minerais têm ferro como componente essencial, mas somente os óxidos apresentam grandes concentrações.
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FERRO
O beneficiamento consiste de britagem, peneiramento, lavagem, classificação, concentração e pelotização.
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HISTÓRIA DAS ARGAMASSAS
CaO + H2O Ca(OH)2
Regando o CaO (óxido de cálcio) com água obtém-se um pó branco fino, que foi o primeiro Aglomerante Não Hidráulico: Cal Hidratada ou Apagada.
Reação exotérmica!
Os primeiros fornos datam de 10 000 anos, produzindo Cal a partir de pedra calcária:
CaCO3 CaO + CO2
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HISTÓRIA DAS ARGAMASSAS
Os Romanos utilizaram as pozolanas (material de origem vulcânica) na preparação de Argamassas, devido às suas propriedades. 
Componentes ativos das pozolanas:
compostos de cálcio: 3 a 10%
compostos de alumínio: 15 a 20%
compostos de sílica: 40 a 60%
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HISTÓRIA DAS ARGAMASSAS
Cinzas vulcânicas ou pozolanas 
Pó de Tijolo ou de Telha
Cal Hidratada
Areias
Matérias orgânicas (gorduras)
As Argamassas utilizadas pelos Romanos eram constituídas essencialmente por:
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HISTÓRIA DAS ARGAMASSAS
A construção em zonas marítimas e fluviais levou o Homem a procurar Aglomerantes Hidráulicos. 
O estudo das Argamassas foi desenvolvido com êxito pelo engenheiro inglês John Smeaton (1724-1792), a quem foi confiada a edificação do 4º farol de Eddystone (Plymouth, Inglaterra).
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HISTÓRIA DAS ARGAMASSAS
1824: o inglês Joseph Aspdin patenteou o Cimento, que designou por Portland (semelhança com a pedra de construção da Ilha de Portland).
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HISTÓRIA DAS ARGAMASSAS
Primeiras Argamassas conhecidas (Aztecas e Galileia)
10 000 AC
Roma: uso de pozolanas
Séc. 1
1759
Farol de Eddystone: ligantes hidráulicos
1824
Patente do Cimento Portland (Aspdin)
1826
1ª Fábrica de Cal Hidráulica (França)
1857
1ª Fábrica de Cimento (Inglaterra)
1891
1ª Fábrica de Cal Hidráulica em Portugal 
1892
1ª Fábrica de Cimento em Portugal (Alhandra)
Marcação CE do Cimento Portland
2002
2004 e seguintes
Marcação CE das Argamassas de Construção
1989
Diretiva Europeia dos Produtos da Construção
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CHIOSSI, Nivaldo José (1979). Geologia aplicada à Engenharia; 2ª ed.; págs. 103 – 110.
OLIVEIRA, A. M. S.; BRITO, S. N. A (2002). Geologia de Engenharia, 1ª ed., 3ª reimpressão, São Paulo. Pág. 331.
MME - SECRETARIA DE GEOLOGIA, MINERAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO MINERAL-SGM – PERFIS DE CADA MATERIAL
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
OBRIGADO!
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