Características das rochas ou pedras naturais

Definição e características

As rochas ou pedras naturais possuem características diferentes, segundo os pontos de vista da Geologia ou da Engenharia. Para a Geologia, as rochas são todos os elementos constituintes das crostas continental e oceânica, compostas principalmente a base de silício e alumínio (densidade aproximada de 2,7g / cm³) e de silício e magnésio (densidade aproximada de 3,0g/cm³), respectivamente. Para a ABNT, a definição se aproxima da ideia intuitiva que se tem de pedra, que é a seguinte:

“Rochas são materiais constituintes essenciais da crosta terrestre provenientes da solidificação do magma ou de rochas vulcânicas ou da consolidação de depósitos sedimentares, tendo ou não sofrido transformações metamórficas. Estes materiais apresentam elevada resistência mecânica, somente modificável por contatos com água e ar, em casos muito especiais.”

As pedras como material para construção ocuparam um espaço muito importante nas primeiras construções (há mais de 3000 anos), como nas pirâmides ou patamares andinos. Porém, a resistência à tração é muito menor do que a resistência à compressão, de forma que as rochas passaram a ser usadas como agregado na composição de argamassas de cimento, onde a armadura metálica oferece resistência à compressão, bem como resistência às tensões de cisalhamento. Como rochas, ainda são usadas em muros de arrimo, blocos de pavimentação descontínua e blocos de fundação pouco profunda. Vejamos, a seguir, algumas das características e classificações atribuídas às pedras naturais:

[Imagem: Grupo Modular]

>> Principais grupos de materiais

>> Miscibilidade e Solubilidade.

>> Amostragem

FORMAÇÃO: Quanto à formação, a Geologia classifica as rochas da seguinte forma:

- Rochas ígneas ou magmáticas: formadas pelo resfriamento do magma, consolidado após a fusão total ou parcial. Subdividem-se em intrusivas (quando são resfriadas lentamente, a grandes profundidades, com cristais bem definidos. Exemplo: granito) e extrusivas (formadas a baixas profundidades, pelo resfriamento rápido de lava, com aspecto praticamente uniforme. Exemplo: basalto);

- Rochas sedimentares: são formadas pela consolidação de camadas de deposição de sedimentos, que foram transportados por ação da água e/ou do vento às regiões até então de relevo de maior profundidade. Apresentam demarcação de camadas bem definidas, de acordo com a época de sedimentação. Exemplos: Arenitos (formados pela deposição de granitos), Calcário (formado pela deposição de cálcio proveniente da precipitação de estalactites);

- Rochas metamórficas: são formadas por alterações na estrutura cristalina de rochas sedimentares ou ígneas, por mudanças de pressão e/ou temperatura, ocasionando em aspecto diferenciado e mudanças em algumas características. Exemplos: gnaisse (metamorfismo do granito), mármore (metamorfismo do calcário junto a impurezas, que dão a coloração diferenciada).

COMPONENTE PREDOMINANTE: de acordo com a substância química predominante:

- Rochas silicosas: São rochas em que predomina a Sílica na composição. São as que possuem maior resistência mecânica e maior durabilidade. Podem ser ígneas, sedimentares ou metamórficas. Exemplos: granito, basalto;

- Rochas calcárias: Têm o carbonato de cálcio (CaCO₃) como componente principal. Possuem boa resistência, mas a durabilidade é média em relação às silicosas. Podem ser sedimentares ou metamórficas. Exemplos: mármore, calcário;

- Rochas argilosas: De baixa durabilidade e resistência, possuem a argila como componente principal. São predominantemente sedimentares. Exemplos: argilito, ardósia.

MASSA ESPECÍFICA: é uma relação entre massa e volume da rocha. Como as rochas possuem porosidades, com vazios permeáveis (permitem a entrada de água) e impermeáveis (não permitem a entrada de água e outras coisas), tem-se os conceitos de volume de vazios permeáveis e volume de vazios impermeáveis. A soma de todos estes volumes com o volume de rocha dá o volume aparente. Desconsiderado este volume, tem-se o volume absoluto.

- Massa específica aparente (d): relação entre massa e volume aparente:

d = m/Vap, em que Vap = Vvperm + Vvimperm + Vsol = Vvazios + Vsol

- Massa específica absoluta (D): relação entre massa e volume de sólido de rocha:

D = m/Vsol

POROSIDADE: representa a relação do quanto que os vazios compõem o volume aparente, em percentual, sendo dada por:

P = (Vvazios/Vap) · 100%

Sabendo que o volume de vazios é igual ao volume aparente menos o volume de sólidos, temos:

P = (Vvazios/Vap) · 100% = [(Vap – Vsol)/Vap] · 100% = [1 – (Vsol/Vap)]  · 100%

P = [1 – (d/D)] · 100%, para d = m/Vap e D = m/Vsol

Quanto à porosidade, as rochas são classificadas da seguinte forma:

0% < P < 1% - Rocha muito compacta;

1% < P < 2,5% - Rocha com pequena porosidade;

2,5% < P < 5% - Rocha com regular porosidade;

5% < P < 10% - Rocha bastante porosa;

10% < P < 20% - Rocha muito porosa;

20% < P < 100% - Rocha fortemente porosa.

COMPACIDADE: indica a relação entre o volume de sólido de rocha em relação ao volume aparente. Pode-se pensar que, no volume aparente, o que não é rocha, é vazio:

C = (Vsol/Vap) · 100% = (d/D) · 100% = (1 – P) · 100%

PERMEABILIDADE: propriedade da rocha de se deixar atravessar por gases e líquidos. Segue a ideia de geral de que materiais permeáveis compõem materiais absorventes (permeáveis e apenas com capilares) que compõem os materiais porosos (permeáveis, apenas com capilares e o grupo dos com vazios impermeáveis).

HIGROSCOPICIDADE: propriedade de absorção de água por capilares. Neste caso, pelas forças capilares, não necessariamente a rocha será ‘atravessada’ pela água (permeabilidade).

CONDUTIVIDADE TÉRMICA: As rochas possuem condutividade térmica baixa, se comparadas aos metais, apesar de que não sejam consideradas os melhores isolantes térmicos. Uma parede com 20 cm de espessura de pedra possui 56% do isolamento propiciado por uma parede de tijolos 6 furos, de 12 cm,  rebocada em ambos os lados.

DUREZA: A dureza é a propriedade das rochas, medida pela escala de Mohs, indicando a maior ou menor dificuldade de serrar. Esta propriedade afeta o preço de compra das rochas, por ser intimamente ligada às dificuldades de produção e manutenção dos equipamentos usados nas pedreiras, marmorarias, etc. São classificadas em:

- Brandas: São serradas com relativa facilidade por serra dentada. Exemplo: tufos vulcânicos;

- Semiduras: Necessitam de serra lisa com areia ou esmeril para seu corte. Serra dentada não consegue dar conta do recado, sendo difícil o corte com elas. Exemplo: Calcários compactos;

- Duras: Podem ser serradas apenas com serra lisa. Exemplo: Mármore;

- Duríssimas: Serra lisa já não é suficiente, sendo difícil serrá-las com ela, e usadas as serras diamantadas ou com carborundum. Exemplo: granito (aliás, a dureza é uma das formas de diferenciar mármores e granitos, por meio da riscagem);

RESISTÊNCIA: A resistência se refere à capacidade de resistir aos esforços de tração, compressão, torção e cisalhamento. A resistência à compressão é bastante grande nas rochas, sendo as demais muito menores em relação a esta, o que fez com que se deixasse de usar unicamente as rochas como elemento estrutural, e fosse usada uma rocha artificial, que é o concreto armado, onde a pasta de cimento e os agregados de rocha resistem bem à compressão (material frágil) e o aço resiste bem à tração (material dúctil).

A resistência à tração das rochas vai de 1/20 a 1/40 da resistência à compressão, a resistência ao cisalhamento e/ou flexão está na faixa de 1/10 a 1/15 desta resistência.

DESGASTE: O desgaste é a redução por uma camada superficial de uma peça rochosa ou uma pedra natural. Sempre ocorre, respeitada a dureza da rocha e as tensões aplicadas. São feitos ensaios de desgaste nas rochas de acordo com a futura utilização. Quando se quer usar rochas para pisos, são feitos ensaios com abrasão com disco horizontal recoberto com areia ou coríndon. Já quando as pedras serão usadas em agregados para mistura asfáltica ou concreto de cimento Portland, se faz um ensaio Los Angeles, em que as rochas são atritadas umas contra as outras.

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