Capítulo 8 PROPRIEDADES DAS ROCHAS

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1 I QUÍMICAS II FÍSICAS III GEOLÓGICAS Capítulo 8 PROPRIEDADES DAS ROCHAS Composição química Reatividade Durabilidade Cor Densidade Porosidade Permeabilidade Absorção Dureza Módulo de Elasticidade Coeficiente de Poisson 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 I. PROPRIEDADES QUÍMICAS Grau de alteração Grau de resistência à compressão simples Grau de consistência Grau de fraturamento 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. 3. DURABILIDADE Resistência da rocha à ação do intemperismo; Julgamento é feito na prática pela preservação de monumentos antigos e por meio de ensaios.

2 II. PROPRIEDADES FÍSICAS 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; 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 Depende do peso específico dos seus elementos constituintes e de sua porosidade; Determinado em laboratório: - Peso específico aparente (d ou p.e.) = W0 W s W a Onde: W o = peso da amostra W s = peso da amostra saturada W a = peso da amostra dentro da água - Peso específico real (d ou p.e.) = W W Fatores que influenciam na densidade das rochas: a) Estado de alteração: reações químicas dos minerais densos em minerais menos densos; aumento de volumes desses minerais. b) Porosidade e compacidade: rocha porosa com vazios isolados diminui a densidade real, enquanto que, se interligados, a densidade real será maior; rochas muito porosas são de baixa densidade; resistência à compressão cresce com a densidade; resistência ao desgaste cresce com a densidade; dificuldade de corte cresce com a densidade. 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. 0 0 W s

3 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%). Rocha Porosidade (%) Granito 0,5 a 1,5 Arenito 10 a 20 Calcário 5 a 12 Argila 45 a 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. ABSORÇÃO É a propriedade na qual uma certa quantidade de líquido é capaz de ocupar os vazios de uma rocha, ou parte desses vazios; Pa P P s É dada por: A = x DUREZA s Sendo: P a = peso após longa imersão e P s = peso seco Resistência ao risco, dada pela escala de Mohs; Na prática: a) riscável pela unha ou exageradamente fácil pelo canivete; b) riscável pelo canivete; c) dificilmente ou não riscáveis pelo canivete. 7. DEFORMABILIDADE a) MÓDULO DE ELASTICIDADE OU MÓDULO DE YOUNG Deformação elástica (a amostra tende a recuperar sua forma e tamanho originais) ou plástica ou irreversível (parte da deformação permanece); tensão unitária É dado por: E = (Kg/cm 2 ), aplicada a rochas isotrópicas deformação unitária (mesmas propriedades elásticas em todas as direções); As propriedades elásticas normalmente é afetada pela anisotropia. b) COEFICIENTE DE POISSON (n) Relação entre as deformações transversais e longitudinais; B É dado por: ν = B L L

4 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. P Tensão de ruptura dada por: Tr = S média 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; Ensaio Resistência ao Impacto Treton; pesoinicial peso final É dado por: Rc = x100 peso inicial 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; pesoinicial pesofinal É dado por: Ra = x100 peso inicial 4. RESISTÊNCIA AO CORTE É a resistência de uma rocha se deixar cortar em superfícies lisas; Normalmente a resistência ao corte cresce com a dureza da rocha. 5. COMPORTAMENTO ANTE A BRITAGEM Propriedade da rocha em apresentar maior ou menor dificuldade de se fragmentar quando submetida à britagem; Fatores de influência: fissuramentos, leitos de estratificação, planos de xistosidade, estados de alteração, etc; Pedra britada para pavimentação deve possuir um mínimo de fragmentos lamelares e alongados.

5 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: Grau de resistência à compressão simples Rocha Resistência (kg/cm 2 ) muito resistente > resistente pouco resistente branda muito branda < GRAU DE CONSISTÊNCIA São baseados em características físicas: resistência ao impacto (tenacidade), resistência ao risco (dureza), friabilidade; São divididos em: Rocha muito consistente consistente quebradiça friável Grau de consistência Características quebra com dificuldade ao golpe de martelo; o fragmento possui bordas cortantes que resistem ao corte por lâmina de aço; superfície dificilmente riscada por lâmina de aço. quebra com relativa facilidade ao golpe do martelo; o fragmento possui bordas cortantes que podem ser abatidas pelo corte com lâmina de aço; superfície riscável por lâmina de aço. quebra facilmente ao golpe de martelo; as bordas do fragmento podem ser quebradas pela pressão dos dedos; a lâmina de aço provoca um sulco acentuado na superfície do fragmento. esfarela ao golpe do martelo; desagrega sob pressão dos dedos.

6 4. GRAU DE FRATURAMENTO Apresentado em número de fraturas por metro linear ao longo de uma dada direção; São consideradas somente as originais. Grau de Fraturamento Rocha Número de fraturas por metro ocasionalmente fraturada < 1 pouco fraturada 1 5 medianamente fraturada 6 10 muito fraturada extremamente fraturada > 20 em fragmentos torrões ou pedaços de diversos tamanhos, caoticamente dispostos 5. CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DA ROCHA Expresso pela reunião dos parâmetros anteriores. Classificação petrográfica Granito Xisto Arenito Caracterização geotécnica da rocha Grau de Grau de Grau de Grau de alteração resistência consistência fraturamento (muito (medianamente (brando) (quebradiço) alterado) fraturado) (praticamente (resistente) (consistente) (muito são) fraturado) (alterado) (pouco (ocasionalmente (consistente) resistente) fraturado)