UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA INDÚSTRIA DA PEDRA: DA EXTRAÇÃO À APLICAÇÃO FINAL ORGANIZADORES: A. B. PARAGUASSÚ J. E. RODRIGUES R. P. RIBEIRO E. B. FRAZÃO in memorian SÃO CARLOS EESC/USP 2017

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3 ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO BREVE HISTÓRICO SOBRE O USO DAS PEDRAS NA CONSTRUÇÃO CLASSIFICAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DAS PEDRAS MINERAIS E ROCHAS Generalidades Classificação das rochas Rochas ígneas Rochas sedimentares Rochas metamórficas EXTRAÇÃO E EMPREGO DOS MATERIAIS NATURAIS Produto de rocha natural Emprego como material ornamental e como revestimento de pisos e 18 paredes Emprego como agregado para concretos, pavimentos e barragens Produto de rocha preparada Cimento Materiais que empregam argila FUNÇÕES REQUERIDAS E EXERCIDAS PELAS PEDRAS DE 27 REVESTIMENTO PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS EMBELEZAMENTO DE FACHADAS DE EDIFICAÇÕES ADEQUAÇÃO DE PAVIMENTOS OUTROS USOS E FUNÇÕES CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA E PROCEDIMENTOS PARA SELEÇÃO 31 DAS ROCHAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS MATERIAIS ROCHOSOS TIPOS DE ENSAIOS TECNOLÓGICOS NORMALIZAÇÃO DOS ENSAIOS TECNOLÓGICOS DESCRIÇÃO DOS ENSAIOS TECNOLÓGICOS Análises petrográficas Índices físicos Massa específica e porosidade Absorção... 38

4 5.4.3 Tenacidade Propriedades térmicas Condutividade térmica Calor específico Dilatação térmica Desgaste e abrasão Resistência à compressão uniaxial Flexão Alteração e alterabilidade Índices de alteração e alterabilidade Procedimentos para ensaios de alteração Ensaios especiais e não rotineiros Módulo de elasticidade estático Velocidade de propagação de ultrasom Dureza Knoop Abrasão Profunda Coeficiente de Atrito Dinâmico CRITÉRIOS PARA AVALIAR A QUALIDADE DAS ROCHAS PARA USO EM 60 REVESTIMENTO... 6 PROCESSOS DE EXTRAÇÃO MATACÕES MACIÇO ROCHOSO PROCESSOS DE BENEFICIAMENTO DAS PEDRAS DESDOBRAMENTO DE BLOCOS Tear convencional Tear com multifios diamantados POLIMENTO DE CHAPAS Polimento de Rochas Comuns Polimento de Rochas Frágeis SISTEMAS ADERENTES DE COLOCAÇÃO DE PEDRAS ARGAMASSAS COLANTES RESISTÊNCIA À ADERÊNCIA DE ARGAMASSAS COLANTES INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA ADERÊNCIA DE ARGAMASSAS COLANTE SISTEMAS NÃO ADERENTES DE COLOCAÇÃO DE PEDRAS FACHADAS VENTILADAS

5 9.1.1 Breve Histórico Sistemas não aderentes de fixação em fachadas Sistema pino/furo PISOS ELEVADOS LAJES ESTRUTURAIS CONSIDERAÇÕES GERAIS ALTERABILIDADE DE ROCHAS RESÍDUOS DO BENEFICIAMENTO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CITADAS NO TEXTO COMPLEMENTARES

6 1 INTRODUÇÃO Desde quando foram intensificados estudos sobre rochas ornamentais e para revestimentos, notou-se a escassez de pesquisas, tanto na produção de placas polidas de rochas graníticas, quanto às técnicas de fixação nas obras de engenharia. No primeiro caso, a produção que ainda se baseia no empirismo, tem sido agravada pela falta de prática na operação dos novos equipamentos cada vez mais informatizados e no uso dos abrasivos disponíveis. Quanto à fixação de placas, além da carência de mão de obra especializada, são poucas as diretrizes para uma boa aplicação das placas nas edificações. Uma das maneiras de contribuir para o aprimoramento da produção científica sobre o assunto sempre foi a interação envolvendo engenheiros e técnicos da construção civil, empresas beneficiadoras de material pétreo, instituições de pesquisa e universidades. Neste sentido vêm sendo realizadas pesquisas na Área de Pós-Graduação em Geotecnia da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). Trata-se de Pós-Graduação tradicionalmente bem conceituada pelos órgãos de pesquisa; oferece, há vários anos, disciplinas sobre as propriedades geotécnicas das rochas, que são ministradas por geólogos e engenheiros civis. Conta com laboratórios para ensaios em rochas para revestimento que vêm sendo utilizados tanto em trabalhos acadêmicos quanto na prestação de serviços à comunidade. Há mais de cinco décadas, pesquisas sobre o uso de rochas na construção civil vêm sendo realizadas no Departamento de Geotecnia da EESC/USP. As pesquisas inicialmente eram mais voltadas à caracterização de agregados pétreos, mas com o crescente aumento da utilização de rochas para fins ornamentais e como revestimentos de pisos e paredes, foram complementadas com estudos de alteração e de alterabilidade desses materiais. Em 2001 foi criada uma linha de pesquisa específica para estudos de rochas para revestimentos, levando-se em conta a importância do tema, ocupando destacada posição na economia de diversos países, incluindo o Brasil. Este livro é uma reunião das informações existentes no acervo técnicoacadêmico produzido pelo Grupamento de Tecnologia de Rochas GTR da Área 6

7 de Pós-Graduação em Geotecnia, organizado pelos Profs. Drs. Antenor Braga Paraguassú, José Eduardo Rodrigues, Rogério Pinto Ribeiro e o Dr. Ely Borges Frazão, contando também com as colaborações da tecnóloga Abiliane de Andrade Pazeto e do tecnólogo Phillipe Fernandes de Almeida, realizadas durante o desenvolvimento de seus programas de Pós-Graduação em Geotecnia. O texto contém os aspectos teóricos essenciais decorrentes das publicações de mais de setenta trabalhos em periódicos e anais de eventos científicos, várias palestras e seminários. Também constam os resultados de seis teses de doutorado, sendo duas em fase de conclusão e dez dissertações de mestrado, que englobam desde a extração do material rochoso até sua aplicação, em especial, na construção civil. Esta coletânea tem como objetivo principal a divulgação dos conhecimentos para os meios didáticos, acadêmicos, empresariais da Indústria da Pedra e, principalmente, aos profissionais da engenharia civil e da arquitetura. É chamado de Indústria da Pedra o conjunto de operações que transformam o material (rocha) extraído do maciço rochoso nas pedreiras (pedras) em materiais acabados como placas polidas, ladrilhos, etc. O livro é dividido em doze capítulos: 1- Introdução; 2- Breve Histórico sobre o Uso das Pedras na Construção; 3- Classificação e Características das Pedras; 4- Funções Requeridas e Exercidas pelas Pedras de Revestimento; 5- Caracterização Tecnológica e Procedimentos para Seleção das Pedras; 6- Processos de Extração das Pedras; 7- Processos de Beneficiamento das Pedras; 8- Sistemas Aderentes de Colocação das Pedras; 9- Sistemas Não Aderentes de Colocação das Pedras; 10- Alterabilidade de Rochas; 11- Resíduos do Beneficiamento e 12- Referências Bibliográficas. 7

8 2. BREVE HISTÓRICO SOBRE O USO DAS PEDRAS NA CONSTRUÇÃO Desde o começo da história do homem vemos sua relação com as pedras por meio da confecção de utensílios domésticos, armas de caça e objetos sacros. Rochas como arenito calcífero e alguns granitos foram utilizados para perpetuar as figuras dos faraós e deuses sob a forma de grandes esculturas ou como templos, pirâmides e túmulos. O uso do mármore, rocha de fácil trabalhabilidade, se destacou no período clássico da cultura grega, onde os artistas esculpiram figuras humanas e construíram memoráveis monumentos em pedra como, por exemplo, o Parthenon. Foram os romanos os responsáveis pelas construções mais audaciosas da antiguidade utilizando a pedra como elemento estrutural, estético e com caráter social, tais como aquedutos, estradas, fóruns e teatros. As estradas eram construídas com traçado retilíneo e pavimentadas, como por exemplo, a Via Ápia, a primeira e principal estrada romana construída em 312 a.c. para ligar Roma ao sul da hoje Itália. Um legado também importante deixado pelos romanos foi o pioneirismo na técnica de usar a rocha na forma de placas para revestimento de grandes estruturas de alvenaria. Depois do declínio do Império Romano, as técnicas construtivas ficaram perdidas até o último século da Idade Média, quando grandes obras como catedrais, edifícios públicos e palácios da nobreza medieval foram construídas em importantes cidades da atual Itália, França, Espanha e Portugal, impulsionando novamente a utilização da pedra como material nobre na arquitetura. As civilizações Incas e Astecas, que floresceram nas Américas, também utilizaram intensamente a pedra em suas construções, como por exemplo, a cidade de Machu Picchu (Peru) e as pirâmides toltecas (México). No Brasil, as principais construções usando a pedra tiveram início no período colonial quando foram utilizados blocos irregulares assentados com argamassa como, por exemplo, as obras históricas existentes nas cidades de Tiradentes, São João Del Rei (Minas Gerais), Olinda (Pernambuco) e Rio de Janeiro. Até o final do século XIX e início do século XX, quando se introduziu a mecanização na extração e no beneficiamento das rochas, seu emprego na 8

9 arquitetura era mais estrutural que ornamental. Com o advento da construção metálica e do concreto armado, o uso da pedra como material estrutural sofreu grande impacto, passando a ter outros campos de aplicação como, por exemplo, muros de arrimo, fundação pouco profundas, blocos para pavimentação descontínua, lastros de ferrovias e principalmente material agregado, componente do concreto de cimento Portland de uso estrutural ou na mistura asfáltica usada em pavimentação. Nos últimos anos, foram desenvolvidas técnicas aprimoradas de extração e de beneficiamento responsáveis pela intensificação do emprego das rochas, tornando este material mais acessível para revestimento de pisos e paredes. A comercialização de vários tipos de rochas, principalmente as graníticas, a abertura de empresas e a demanda do mercado internacional nas três ultimas décadas posicionaram a indústria das rochas ornamentais e de revestimento como um importante setor da construção civil. Toda obra civil está assentada em um tripé, que abrange três áreas básicas: mecânica, gerenciamento e materiais. Na mecânica, estão envolvidas as noções de física e matemática; no gerenciamento, estão os processos construtivos e operacionais, a legislação e a economia; nos materiais, estão envolvidas a estética, as condições ambientais e as características dos materiais. Para que haja garantia de sucesso numa obra, deve-se, pois, buscar harmonia entre estas três áreas básicas. Com este enfoque o presente livro pretende contribuir para a difusão do conhecimento das características tecnológicas das rochas, um dos principais materiais de construção. São tratadas sucintamente as características geológicas e petrográficas das principais rochas usadas como material de construção, estendendo-se para uma síntese das funções exercidas pelas rochas nos diversos tipos de revestimento. Estão incluídas a análise das propriedades das rochas de interesse para tais fins, as metodologias de ensaios e um resumo dos processos de produção da pedra, as condicionantes envolvidas e a geração de resíduos. Finalmente, são tratadas técnicas de colocação e os cuidados inerentes ao processo e ao produto para garantir durabilidade à obra. 9

10 3. CLASSIFICAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DAS PEDRAS Nos nossos dias, com o crescente avanço da tecnologia, os materiais naturais vêm sendo cada vez mais empregados nas obras de engenharia e na indústria de transformação. A aplicação das diversas matérias primas está condicionada às suas propriedades mecânicas e químicas, cujo conhecimento é necessário quando desejamos selecionar materiais para um determinado fim. Destaca-se o fato de que, entre todas as matérias primas extraídas da crosta terrestre, as empregadas na construção civil ocupam o primeiro lugar em tonelagem. 3.1 MINERAIS E ROCHAS Generalidades Mineral pode ser definido como um elemento químico ou uma combinação química, formado mediante um processo inorgânico natural. É um corpo homogêneo em virtude de ser constituído internamente por uma estrutura tridimensional ordenada, característica do estado sólido, ou seja, estrutura cristalina. Um material somente adquire a forma geométrica regular de um cristal quando as condições em que é formado permitem o desenvolvimento de faces planas e polidas. De uma maneira geral, os minerais podem se formar por: resfriamento do magma (material em estado de fusão encontrado no interior da crosta), resfriamento de soluções ou gases magmáticos, evaporação de soluções salinas, reações entre substâncias e intemperismo (ataque do ar e da água sobre minerais pré-existentes resultando na formação de novos minerais). Para o reconhecimento exato de um mineral, dispomos de vários processos, por meio dos quais podemos determinar tanto sua estrutura cristalina quanto sua composição química. Dentre eles, citamos: cristalografia por difração de Raios X e microscopia óptica e eletrônica, conjugados com análise química. Muito embora o número de minerais existentes seja consideravelmente grande (acima de catalogados; sendo mais da metade raros ou reconhecidos somente por alguns pequenos cristais), os que comumente ocorrem 10

11 como formadores de rochas são relativamente poucos, em torno de uma dezena. Assim, podemos citar como mais comuns: quartzo, feldspatos, micas, anfibólio, piroxênios, olivinas, calcita, dolomita, magnetita, hematita, limonita, pirita, granada, gipsita e os minerais de argila. Como exemplo, são apresentadas algumas espécies minerais (Figuras 3.1 e 3.2) que fazem parte do acervo do Departamento de Geotecnia da EESC/USP. (A) (B) (C) (D) (E) (F) (G) (H) Figura 3.1 Amostras de mão de algumas variedades de quartzo: (A- cristal de rocha; B- incolor; C- róseo), de feldspato (D- ortoclásio; E- microclínio e F- plagioclásio/albita incrustado em cristal de quartzo) e de mica (G- biotita; H- muscovita). 11

12 (A) (B) (C) Figura 3.2 Amostras de mão: (A) calcita; (B) talco e (C) hematita. Rocha pode ser definida como qualquer massa que constitui parte essencial da crosta terrestre. Trata-se de definição abrangente, no entanto, para fins de aplicação de uma rocha como material de construção pode ser definida, com um enfoque geotécnico, como um material natural formador da crosta terrestre, coeso e resistente mesmo ao contato prolongado com a água. De acordo com o número de espécies de minerais que entram em sua composição, as rochas podem ser uniminerálicas, quando formadas somente por uma espécie mineral como, por exemplo, o mármore e o anfibolito, ou pluriminerálicas, que são as mais comuns, quando contêm duas ou mais espécies minerais como acontece com o granito, o basalto, etc. Algumas podem ser formadas por material não cristalino (amorfo), como alguns vidros vulcânicos e pedra pomice. Em trabalhos rotineiros de determinação petrográfica examina-se as rochas ao microscópio polarizador em secções delgadas de aproximadamente 0,03mm de espessura, montadas em lâminas de vidro segundo as técnicas preconizadas para confecção de lâminas petrográficas. Devemos levar em consideração que certos fenômenos geológicos influem nas propriedades principais das rochas. Dessa forma, dobramentos, 12

13 escorregamentos, fraturas, diáclases, foliações, etc., modificam uma rocha influindo no seu uso, como acontece quando empregada como material de construção. Na aplicação de rochas em pisos e paredes além da boa qualidade que a rocha deve apresentar o valor estético entra como um fator importante na escolha de um determinado tipo rochoso. Por exemplo, rochas com cristais proeminentes e com estruturas movimentadas têm alto valor comercial, algumas delas devido à fragilidade mecânica quando na forma de placas necessitam ser reforçadas com resinas e fibra de vidro, processo conhecido na Indústria da Pedra como telagem (Item ) Classificação das rochas De acordo com sua origem, classificamos as rochas em três grandes grupos: ígneas, sedimentares e metamórficas. Rochas ígneas são aquelas formadas por material em estado de fusão (magma), que se consolidou por resfriamento. Exemplos: granitos, sienitos, basaltos, etc. Rochas sedimentares são as resultantes da acumulação de materiais derivados de outras rochas preexistentes. Exemplos: arenitos, argilitos, etc. Rochas metamórficas são as rochas que primariamente se originaram das magmáticas ou sedimentares, e que foram submetidas a pressões e/ou temperaturas elevadas. Exemplos: gnaisses, mármores, quartzitos, etc. Dentre esses grupos de rochas, as rochas sedimentares são as menos processadas na Indústria da Pedra. As ilustrações de rochas que integram a seqüência do texto fazem parte do acervo de amostras didáticas do Laboratório de Geologia de Engenharia do Departamento de Geotecnia da EESC/USP Rochas ígneas De acordo com a velocidade de resfriamento do magma, podemos considerar o seguinte: quando o resfriamento é lento, os íons se combinam formando minerais grandes que se destacam na massa rochosa (Figura 3.3A); quando é rápido, não se formam minerais grandes em casos intermediários como o diabásio (Figura 3.3B) havendo até casos extremos em que o magma se consolida no estado vítreo (amorfo), como ilustrado na Figura 3.3C. 13

14 (A) (B) (C) Figura 3.3 (A) Granito inequigranular, (B) diabásio e (C) vidro vulcânico. Dependendo da profundidade de consolidação do magma, na crosta terrestre, as rochas ígneas resultantes podem ser: Intrusivas ou plutônicas formadas a grandes profundidades. Geralmente apresentam uma granulação grossa e só aparecem à superfície por erosão das partes sobrejacentes. Um exemplo é o granito já mostrado na Figura 3.3A, em cuja constituição mineralógica entra quartzo, feldspato, mica e/ou hornblenda. Extrusivas ou vulcânicas formadas pela consolidação do magma que atinge a superfície; apresentam granulação muito fina ou são vítreas. Basalto é o exemplo mais comum. Devido à consolidação se dar na superfície, seus minerais são pequenos. O basalto (Figura 3.4) é composto normalmente por feldspato, piroxênio e magnetita. Algumas vezes pode apresentar um grande número de vazios (vesículas), geralmente de formas arredondadas. (A) (B) Figura 3.4 Basalto: (A) maciço e (B) vesicular (exibindo alteração por intemperismo). 14

15 Rochas sedimentares Por serem rochas formadas pela acumulação de materiais resultantes da desagregação de outras preexistentes, geralmente revelam as seguintes características: Apresentam-se formadas por fragmentos de tamanhos variáveis (rochas clásticas; Figuras 3.5 e 3.6A), dependendo do transporte do material ter sido feito por água, gelo ou vento; Exibem ou não estratificação (planos com coloração e/ou granulação diferentes); Mostram-se formadas por partículas arredondadas ou angulares, unidas ou não por cimento. Tal cimento pode ser constituído comumente por argila, sílica, carbonato ou óxidos de ferro. As rochas sedimentares às vezes contêm restos de plantas ou animais (rochas de origem orgânica), podendo ser algumas vezes observados em exame macroscópico; Certas rochas formam-se por precipitação química em ambiente aquoso (rochas sedimentares de origem química), como a gipsita, o calcário (Figuras 3.6B,C); etc. Figura 3.5 Rochas clásticas: (A) conglomerados e (B) arenito cimentado por sílica amorfa. Observar no detalhe em nível microscópico (C) os grãos de quartzo (SiO2 em estado cristalino) e o cimento (SiO2 em estado amorfo). 15

16 (A) (B) (C) Figura 3.6 Rochas clásticas (A- siltito) e químicas (B- calcário e C- gipsita). 2.3 Rochas metamórficas Como são rochas formadas a partir de outras que foram submetidas a pressões e/ou a temperaturas elevadas, podem apresentar algumas das seguintes feições características (Figura 3.7): Foliação resultante do desenvolvimento mais ou menos paralelo de minerais placóides, prismáticos e alongados, podendo ser contínua (como nos xistos) ou descontínua (como nos gnaisses e em alguns quartzitos); Fragmentos maiores soldados por partículas finas do mesmo material, como nas "brechas metamórficas", que são rochas formadas durante os falhamentos da crosta; não confundir com as brechas sedimentares, pois estas apresentam partículas maiores soldadas por um cimento qualquer, desenvolvido em um processo sedimentar; No caso de mármores há, entretanto, maior porcentagem de minerais granulares em relação aos lamelares. 16

17 (A) (B) (C) (D) (E) (F) (G) (H) Figura 3.7 Rochas metamórficas: (A) gnaisse; (B) biotita xisto; (C) clorita xisto; (D) filito; (E) ardósia; (F) quartzito; (G) mármore e (H) milonito. 3.2 EXTRAÇÃO E EMPREGO DOS MATERIAIS NATURAIS Dentre todas as matérias primas extraídas da crosta terrestre, as empregadas na construção civil ocupam o primeiro lugar em tonelagem e podem ser classificadas em dois grupos: produtos de rocha natural e produtos de rocha preparada. 17

18 3.2.1 Produtos da rocha natural Incluem os materiais empregados para fins ornamentais, revestimentos de pisos e paredes e os utilizados como agregado em concretos, pavimentos e barragens Emprego como material ornamental e como revestimento de pisos e paredes A extração dessas rochas tem que ser feita com cuidados especiais para obtenção de blocos e lajes com dimensões adequadas, sendo importantes algumas qualidades como beleza e durabilidade. Granitos, mármores, quartzitos, gnaisses e arenitos constituem os principais tipos de rochas de construção usadas para esta finalidade. Algumas rochas, no entanto, que apresentam traços de substâncias radioativas podem ter seu uso limitado (AMARAL et al., 2015; AZEVEDO et al. 2015). No maciço rochoso a ser explorado é necessário fazer um estudo prévio do sistema de fraturamento e estratificação, porque justamente essas descontinuidades servirão como planos de desmontes. No caso de rochas foliadas, estratificadas ou bandadas (quartzitos, arenitos, etc.), essas descontinuidades servirão como planos de desmonte. A extração se faz por meio de cunhas e alavancas aplicadas nestes planos, e algumas vezes com explosivos de baixa potência. No caso dos granitos, os blocos geralmente são extraídos por meio de uma série de furos verticais e horizontais alinhados e estreitamente espaçados, e também com o uso de explosivos de baixa potência. São usados também fios diamantados e serras especiais para extração de blocos de rocha do maciço para serem beneficiados na forma de placas (vide capítulos 6 e 7). Detalhes de ladrilhos (dimensões aproximadas de 40x40cm) de diferentes tipos de rochas brasileiras utilizadas como revestimentos de edificações são apresentadas nas Figuras 3.8 a Estes materiais pétreos fazem parte de pesquisas e publicações e do acervo de aproximadamente 150 tipos comerciais (com suas características tecnológicas para emprego em obras) que compõem a litoteca montada pelo Grupamento de Tecnologia de Rochas (GTR) da Área de Pós-graduação em Geotecnia da EESC/USP. 18

19 Figura 3.8 Vista parcial da litoteca de rochas ornamentais e para revestimento do Depto de Geotecnia da EESC/USP. Como mostrado no detalhe, os ladrilhos são encaixados em canaletas de ferro sendo facilmente retirados para manuseio em salas de aula. Figura 3.9 Aspecto macroscópico de ladrilho do monzogranito "Cinza Andorinha". Minerais essenciais: quartzo (30%), microclínio (31%), plagioclásio (25%) e biotita (12%); densidade: 2,703kg/m³; porosidade aparente: 1,01%; absorção de água: 0,38%. 19

20 Figura 3.10 Aspecto macroscópico de ladrilho do granada gnaisse "Amarelo Ornamental". Minerais essenciais: ortoclásio (40%), quartzo (30%), oligoclásio (21%), granada (3,5%) e biotita (2,5%); densidade: 2,660kg/m³; porosidade aparente: 0,96%; absorção de água: 0,40%. Figura 3.11 Aspecto macroscópico de ladrilho do sienogranito "Vermelho Brasília". Minerais essenciais: quartzo (32%), microclínio (41%), oligoclásio (16%) e biotita (5%); densidade: 2,621kg/m³; porosidade aparente: 0,69%; absorção de água: 0,26%. Figura 3.12 Aspecto macroscópico de ladrilho do tonalito "Preto São Gabriel". Minerais essenciais: plagioclásio (49,9%), quartzo (20,9%), biotita (12%), microclínio (2,9%), hornblenda (2,1%) e piroxênios (4,8%); densidade: 2,960kg/m³; porosidade aparente: 0,96%; absorção de água: 0,33%. 20

21 Figura 3.13 Aspecto macroscópico de ladrilho do charnoquito "Verde Labrador". Minerais essenciais: quartzo (14%), microclínio (39%), oligoclásio (16%), biotita (5%), hiperstênio (5%), hornblenda (5%) e granada (5%); densidade: 2,677kg/m³; porosidade aparente: 0,24%; absorção de água:0,09% Figura 3.14 Aspecto macroscópico de ladrilho do monzogranito gnaissificado "Azul Fantástico". Minerais essenciais: quartzo (29,1%), plagioclásio (28,2%), feldspato alcalino (21,3%) e biotita (19,9%); densidade: 2,699kg/m³; porosidade aparente: 0,98%; absorção de água: 0,25%. Figura 3.15 Aspecto macroscópico de ladrilho do migmatito "Preto Indiano". Minerais essenciais: quartzo (4,5-25%), plagioclásio (41-40%), biotita (23-3%), silimanita (5-0%) e muscovita (3-0%); densidade: 2,770kg/m³; porosidade aparente: 0,98%; absorção de água: 0,35%. 21

22 Figura 3.16 Aspecto macroscópico de ladrilho do migmatito "Jacarandá Rosado". Minerais essenciais: feldspato alcalino (38,5%), quartzo (30,5%), plagioclásio (22%) e biotita (8,6%); densidade: 2,653kg/m³; porosidade aparente: 0,65%; absorção de água: 0,26%. Figura 3.17 Aspecto macroscópico de ladrilho do hornblenda quartzo sienito "Ocre Itabira. Minerais essenciais: ortoclásio (58%), oligoclásio (20%), hornblenda (7,5%), quartzo (7%) e biotita (2%); densidade: 2,719kg/m³; porosidade aparente: 0,99%; absorção de água: 0,36%. Figura 3.18 Aspecto macroscópico de ladrilho do biotita gnaisse monzogranitico "Santa Cecília". Minerais essenciais: microclínio (30%), plagioclásio (15%), quartzo (25%), biotita (10%), granada (5%), silimanita (5%) e cordierita (5%); densidade: 2,653kg/m³; porosidade aparente: 0,78%; absorção de água: 0,29%. 22

23 Figura 3.19 Aspecto macroscópico de ladrilho do leucognaisse monzogranitico "Branco Desirée. Minerais essenciais: microclínio (42%), quartzo (30%), oligoclásio (25%) e granada (3%); densidade: 2,630kg/m³; porosidade aparente: 0,67%; absorção de água: 0,26%. Figura 3.20 Aspecto macroscópico de ladrilho do metaconglomerado polimítico "Verde Marinace". Minerais essenciais: 40% de fragmentos de rochas (granito, gnaisse, rocha básica) e 60% matriz (epidoto, quartzo, tremolita, carbonato e plagioclásio); densidade: 2,757kg/m³; porosidade aparente: 0,1%; absorção de água: 0,04%. Figura 3.21 Aspecto macroscópico de ladrilho do conglomerado brechóide "Caravaggio. Minerais essenciais: 45% de seixos (cristais de quartzo, microclínio e plagioclásio), 55% de matriz (feldspato e quartzo); densidade: 2,701kg/m³; porosidade aparente: 0,8%; absorção de água: 0,55%. 23

24 Figura 3.22 Aspecto macroscópico de ladrilho do sienogranito "Rosa Iracema. Minerais essenciais: feldspato alcalino (43%), quartzo (30%), plagioclásio (17,5%) e biotita (6%); densidade: 2,619kg/m³; porosidade aparente: 0,87%; absorção de água: 0,33%. Figura 3.23 Aspecto macroscópico de ladrilho do traquito "Woodstone". Minerais essenciais: feldspato alcalino (76,6%), plagioclásio (12,6%), opacos (7,4%) e quartzo (3,4%); densidade: 2,280kg/m³; porosidade aparente: 5,75%; absorção de água: 2,52%. Figura Aspecto macroscópico de ladrilho do granito tectonizado "Arezzo". Minerais essenciais e secundários: quarto, feldspatos, hornblenda, epidoto, apatita, musovita, opacos, zircão e sericita; densidade: kg/m³; porosidade aparente: 2,89 %; absorção de água: 1,29 %. 24

25 Figura 3.25 Aspecto macroscópico de ladrilho do quartzito "Perla Santana". Minerais essenciais: quartzo (94%)) e mica branca (6%); densidade: kg/m³; porosidade aparente: 1,14%; absorção de água: 0,43% Emprego como agregado para concretos, pavimentos e barragens De acordo com a norma NBR 9935 (ABNT, 2011), os agregados são materiais granulares sem forma e volume definidos, com dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia civil, nas quais podem ter seus componentes unidos por ligantes como nos concretos hidráulico e asfáltico, ou sem ligantes, como em lastro de ferrovias, enrocamentos, drenos e filtros. Quanto à forma de obtenção, os principais tipos são descritos resumidamente a seguir. Extração do maciço rochoso Neste grupo estão incluídos as rochas extraídas na forma de blocos que posteriormente são fragmentados em britadores (geralmente de mandíbula) e o produto selecionado por meio de peneiras em várias frações granulométricas (britas). Extração de depósitos sedimentares O material granular também pode ser extraído diretamente de materiais detríticos resultantes da decomposição de rochas que sofreram processo de intemperismo e que se acumularam em depósitos sedimentares pela ação de agentes transportadores naturais (água, vento e gelo). As partículas arenosas são as de dimensões compreendidas entre 0,062mm a 2,000mm e os cascalhos são as maiores que 2,000mm. 25

26 3.2.2 Produto da rocha preparada Nesta classe estão incluídos cimento, cal, gesso, vidro e materiais que empregam argilas (tijolos, telhas, etc.). O cimento, por exemplo, é o componente fundamental das argamassas colantes usadas em grande escala com aditivos superplastificantes e látices poliméricos para a fixação de placas de rochas em pisos e paredes de edificações, assunto que é abordado mais detalhadamente nos Capítulos 8 e 9 (Sistemas aderentes e não aderentes de colocação de pedras) Cimento O cimento utilizado na construção civil é o tipo Portland, cujas composições variam de acordo com suas aplicações, tratando-se basicamente de uma mistura adequada de pó calcário e argila. Ele é preparado pelo aquecimento de uma pasta de calcário e argilas intimamente misturada, até o ínício da fusão (1400 C C), resultando nos seguintes compostos anidros: silicato bicálcico e tricálcico, aluminato tricálcico e ferro aluminato tetracálcico. A este material chamado "clinker", depois de resfriado e moído é adicionado uma pequena proporção de gipso a fim de retardar o seu tempo de pega. O endurecimento se dá em presença de água, devido à hidratação dos compostos anidros que são mais solúveis, resultando cristais hidratados Materiais que empregam argilas Chamamos de argilas os materiais naturais de granulações inferiores a 0,004mm, no estado de dispersão, e formados na superfície da Terra por processo de Intemperismo. Os depósitos de argilas podem ser do tipo residual, quando ocorre acumulação no local da rocha alterada "in situ", ou transportado, quando a acumulação do material se dá noutro local, após um processo de transporte. A composição química das partículas de argila é muito variada, sendo constituídas principalmente por silicatos de alumínio hidratados, contendo magnésio e ferro e, algumas vezes, metais alcalinos e alcalinos terrosos. 26

27 4. FUNÇÕES REQUERIDAS E EXERCIDAS PELAS PEDRAS DE REVESTIMENTO As funções de um revestimento podem ser agrupadas em: proteger as estruturas da degradação por ações climáticas, dar aspecto estético agradável, dar adequação ao uso em termos de conforto, funcionalidade, higiene etc. Sendo fundamental que seu emprego seja precedido por estudos tecnológicos para verificar a adequabilidade de usos. Alguns exemplos de aplicação são mostrados nas Figuras 4.1 a 4.4, conforme divulgado na Revista Rochas e Qualidade, Edições 246 e 250 (2016) e 252 (2017). 4.1 PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS As estruturas das edificações são normalmente de concreto, mas também podem ser de aço. Os vãos entre os elementos estruturais recebem vedações, que podem ser de alvenaria cerâmica ou de outros tipos de materiais. Tanto as estruturas como as vedações são consideradas suportes e aptas a receberem diferentes tipos de revestimentos. O concreto e o aço têm a tendência a se deteriorar com o passar do tempo, devido às ações das intempéries. As águas pluviais ácidas podem atacar o cimento do concreto e provocar uma sua progressiva deterioração; assim como podem atacar também o aço. A utilização de pedras para revesti-los auxilia a sua proteção contra os agentes ambientais tanto os naturais como os artificiais gerados em cidades industrializadas, bem como os agentes de limpeza, principalmente em pisos. Trata-se de tema importante sobre alterabilidade e patologias apresentadas pelas pedras que será discutido no Capítulo EMBELEZAMENTO DE FACHADAS DE EDIFICAÇÕES Os aspectos estéticos são importantes atributos a serem considerados nos projetos arquitetônicos. As estruturas e as vedações podem ser deixadas aparentes para atender ao propósito estético pretendido, ou serem recobertas por outro tipo de material que venha acrescentar embelezamento adicional ao projeto. As rochas são consideradas materiais de grande eficácia como revestimento e de prestar embelezamento e nobreza ao revestimento da edificação. 27

28 A principal qualidade das rochas é a diversidade de cores e de estrutura e textura, além de uma maior resistência às intempéries ao longo do tempo, se comparadas com a maioria dos materiais disponíveis para esse fim. Além disto, as rochas são consideradas um bom isolante de calor devido à sua baixa condutividade térmica. 4.3 ADEQUAÇÃO DE PAVIMENTOS Os pavimentos, tanto de exteriores quanto de interiores são constituídos, normalmente, de materiais de mesma natureza que aquela das estruturas e das vedações verticais (concretos ou argamassas) e pode receber diferentes tipos de materiais rochosos como revestimento. Dentre os materiais de revestimento de exteriores, as rochas se destacam por sua adequada resistência mecânica à flexão, ao impacto e ao atrito. Quanto a este aspecto, as rochas permitem tratamentos que as tornam rugosas para aumentar o coeficiente de atrito ao tráfego, em exteriores, ou tornarem-se lisas para o conforto em ambientes de interiores. (A) (B) Figura 4.1 (A) Fachada revestida com placas do sodalita sienito nefelina Azul Bahia ; (B) Ampliação do Aeroporto Tom Jobim (Galeão, RJ): piso revestido com placas polidas do granito Branco Fortaleza. Fonte: Rochas de Qualidade (2016a, 2017a). 28

29 4.4 OUTROS USOS E FUNÇÕES Os outros usos podem ser considerados como sendo para fins domésticos, tais como tampos de mesas e balcões, plataformas de pias de cozinha e de banheiros, além de estatuária artística, arte funerária etc. (A) (B) Figura 4.2 (A) Parede revestida com pedras brutas (naturais) e bancada da pia em granito "Preto São Gabriel"; (B) Tampo de pia em granito "Branco Aqualux". Fonte: Rochas de Qualidade (2017b,c). Figura 4.3 Bancada em mármore branco. Fonte: Rochas de Qualidade (2017c). 29

30 (A) (B) (C) Figura 4.4 (A) Bancada da pia em granito "Preto Absoluto" com acabamento escovado; (B) Tampo de mesa em gnaisse "Calaggio"; (C) Piso em granito "Amarelo Icaraí". Fonte: Rochas de Qualidade (2016b,c; 2017c). 30

31 5. CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA E PROCEDIMENTOS PARA SELEÇÃO DAS ROCHAS Dr. Ely Borges Frazão São diversos os critérios para seleção das rochas assim como as utilizações desejadas. De qualquer maneira eles se baseiam nas seguintes características: fator estético, funcionalidade, higidez, durabilidade e resistência mecânica apropriada ao tipo de uso pretendido, dentre outros critérios. A escolha da pedra deve, porém, se basear na possibilidade da interação das características do meio com as da pedra. Em outras palavras, poderá haver solicitações externas ou em serviço que agirão sobre a pedra devendo ela apresentar propriedades capazes de superar tais solicitações. Dependendo de fatores relacionados à gênese das rochas, elas podem apresentar uma gama de propriedades adequadas ou não para um determinado fim como material de construção. Essas propriedades dependem, inicialmente, de como os átomos se combinam e se arranjam para formar os minerais constituintes das rochas e como estes estão distribuídos, definindo a estrutura da rocha. Já o termo textura da rocha se refere ao arranjo particular desses minerais e suas dimensões. A composição mineralógica responde pelas propriedades químicas e, em conjunto com a estrutura e a textura, definem as características petrográficas, físicas e mecânicas das rochas. Da interação destas características resulta a alterabilidade (vide item 5.4.8). As propriedades físicas mais importantes das pedras de revestimento são: densidade, porosidade (e a conseqüente a capacidade de absorção de água), a dureza e a dilatação térmica. As propriedades mecânicas mais importantes são as resistências à compressão, à flexão, ao desgaste, ao impacto, à flexão e à tração. 31

32 5.1 PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS MATERIAIS ROCHOSOS A correta utilização das rochas e demais materiais pétreos na construção civil requer o conhecimento prévio de suas propriedades. Qualificar uma rocha é reconhecer suas características petrográficas (composição, mineralógica, textura e estrutura) e propriedades físicas e físico-mecânicas daí decorrentes. A qualidade tecnológica da rocha, assim chamada, é definida pela interação das suas características com o meio. Desta forma, a qualidade da rocha poderá ser boa ou má, conforme suas características indiquem prever um bom ou um mau desempenho ante as solicitações próprias da função prevista; ou, ainda, por bom ou mau desempenho já apresentado. As rochas apresentam grande diversidade de propriedades. Algumas são relevantes para um dado uso, enquanto outras o serão para outro; umas terão utilidade direta e outras, indireta. As propriedades das rochas que interessam à construção civil podem ser classificadas em geológicas, físicas e físico-mecânicas. As propriedades geológicas estão estreitamente ligadas à natureza da rocha, que está refletida na composição mineralógica, textura, estrutura, bem como no grau (estado) e tipo de alteração mineralógica, além de propriedades daí decorrentes, como solubilidade, coesão etc. As propriedades físicas e físico-mecânicas são altamente influenciadas pelas propriedades geológicas. As físicas podem ser resumidas em: densidade, massa específica, porosidade, permeabilidade, capacidade de absorção d água, dureza, calor específico, condutibilidade térmica, dilatação térmica, etc. As propriedades físico-mecânicas podem ser resumidas em: resistência à compressão, à tração (direta ou indireta), ao impacto, à deformabilidade (ou elasticidade), etc. Todas estas propriedades podem ser convenientemente determinadas em laboratório, por técnicas apropriadas e conduzidas por procedimentos padronizados. Por exemplo: a massa específica de uma rocha pode ser conhecida por meio de uma 32

33 determinação direta, enquanto que a dureza pode ser conhecida por meio indireto, pela imposição de uma solicitação de desgaste promovido pela ação de um abrasivo. Desta forma, as propriedades das rochas podem ser conhecidas por meio de processos denominados análises ou determinações ou ensaios. As análises, as determinações e os ensaios para qualificação dos materiais rochosos são de tipos diversos e abrangidos pelo termo caracterização tecnológica e os processos adotados são trivialmente chamados ensaios tecnológicos. 5.2 TIPOS DE ENSAIOS TECNOLÓGICOS A caracterização tecnológica de rochas para uso como material de revestimento é feita por meio de técnicas apropriadas que permitem conhecer as propriedades das rochas isoladamente ou em conjunto e de forma direta ou indireta. Relacionam-se, a seguir, os principais ensaios tecnológicos rotineiramente adotados no Brasil para a caracterização tecnológica: a) Análise petrográfica, macro e microscópica; b) Determinação de índices físicos (massa específica, porosidade e absorção d água); c) Determinação de propriedades térmicas (dilatação, condutividade e outras); d) Ensaios de desgaste abrasivo, por exemplo, do tipo Amsler; e) Ensaio de impacto de placas, por exemplo, do tipo "de corpo duro"; f) Ensaio de compressão uniaxial e determinação de módulo de deformabilidade (elasticidade) estático; g) Ensaio de flexão (tração indireta); h) Ensaios de alterabilidade e i)ensaios especiais NORMALIZAÇÃO DOS ENSAIOS TECNOLÓGICOS A caracterização tecnológica deve ser executada por procedimentos padronizados. A padronização de procedimentos é dita normalização e o produto é chamado de norma. A normalização é, em geral, estabelecida inicialmente pelos especialistas no assunto tratado, seja nos setores que delas necessitam, seja nos foros instituídos pelas entidades normalizadoras. 33

34 A normalização permite tornar mais homogêneo e preciso o tratamento dado a um determinado assunto, tais como execução de ensaios e de análises, denominação adequada de materiais e processos, representação iconográfica e matemática das propriedades, especificação de qualidade requerida para materiais e serviços, dentre outros quesitos. Permite também, no caso dos ensaios, se compararem com maior segurança os resultados obtidos em diferentes materiais rochosos e até em diferentes tipos petrográficos de um mesmo material rochoso. Pode-se, por exemplo, mais bem avaliar a qualidade de uma rocha, por meio dos valores das propriedades apresentadas, desde que obtidos pelo mesmo procedimento. Isto permite, portanto, comparar a qualidade de diferentes tipos de rocha a partir dos valores por elas apresentados, bem como comparar os valores das propriedades de um mesmo tipo de rocha obtidos em laboratórios de instituições diferentes. Além das informações fornecidas pelos ensaios tecnológicos, a qualidade de uma rocha pode ser avaliada, também, a partir de informações sobre seu desempenho apresentado em obras e em condições de serviços semelhantes ao pretendido (FRAZÃO, 2012). A instituição normalizadora oficial no Brasil é a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) ligada ao Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (CONMETRO). De acordo com a ABNT, as normas podem ser de diferentes tipos: terminologia (TB); simbologia (SB); classificação (CB); procedimento (NB); especificação (EB); padronização (PB); e método de ensaio (MB). As normas desta entidade, após serem homologadas no CONMETRO pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO), recebem a sigla NBR (Norma Brasileira Registrada). Existem diversas instituições normalizadoras que servem de referência para os ensaios tecnológicos em rochas: American Society for Testing and Materials - ASTM (EUA), Association Française de Normalisation - AFNOR (França), British Standards Institution - BSI (Grã-Bretanha), Deutsches Institut für Normung - DIN (Alemanha), CEN Comitê Europeu de Normalização, Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, dentre outras. 34

35 5.4 DESCRIÇÃO DOS ENSAIOS TECNOLÓGICOS Resumem-se, a seguir, as principais técnicas para se conhecer as propriedades petrográficas, físicas e físico-mecânicas Análises petrográficas A avaliação das características petrográficas e mineralógicas pode ser feita por meio da NBR Parte 1 (ABNT, 2015a). Estas análises visam conhecer as características petrográficas, por meio de técnicas que permitem identificar a composição mineralógica (minerais essenciais, acessórios, secundários e suas quantidades), sua textura (forma e arranjo dos minerais), estado de alteração dos minerais (sãos ou alterados e, se alterados, tipo de alteração), estrutura (arranjo macroscópico), bem como o grau e o tipo de microfissuração (intercristalina ou intracristalina e se abertas ou preenchidas). Atenção é dada à presença de minerais que possam interagir com os fatores climáticos ou com substâncias presentes no meio onde a rocha será aplicada (chamados de minerais nocivos, prejudiciais ou deletérios). A análise petrográfica pode ser executada por via direta, pelas observações macroscópicas a olho nu e ou pela microscopia óptica em seções delgadas da rocha, também chamadas de lâminas petrográficas (Figura 5.1). Esta análise pode ser completada por via indireta, pela análise por difratometria de raios X e pelas análises térmica diferencial e química, para aqueles minerais cujas características não permitem identificação por via óptica. Testes de coloração mineral seletiva complementam, quando necessários, a análise petrográfica quantitativa. (A) (B) Figura 5.1 Exemplos de fotomicrografias de: (A) granito são e (B) granito com minerais alterados. Aumento aproximado de 200X. 35

36 As principais características petrográficas e mineralógicas dos materiais rochosos de interesse no uso em revestimento são: a) Estado de alteração, que influi na sua durabilidade e nas suas propriedades físicas e mecânicas e b) Presença de minerais deletérios ou nocivos, que podem apresentar alteração por reações com substâncias presentes na atmosfera e de uso doméstico Índices físicos São denominados índices físicos da rocha as propriedades de massa específica ou densidade, porosidade e absorção d água, os quais guardam uma grande interdependência. A massa específica, a porosidade e a capacidade de absorção podem ser determinadas por meio da NBR Parte 2 (ABNT, 2015b). A Figura 5.2 apresenta esquematicamente os principais procedimentos para obtenção destes índices. (A) (B) (C) (D) Figura 5.2 Procedimentos para determinar os índices físicos: (A) pesagem na condição seca da amostra suspensa por fio na parte inferior da balança; (B e C) preparação e pesagem na condição saturada e (D) peso na condição submersa. Laboratório de Geologia de Engenharia do Departamento de Geotecnia da EESC/USP. 36

37 Massa específica e porosidade Uma rocha no seu estado natural apresenta-se como um conjunto de minerais interligados ocupando um determinado tamanho, constituído pelos minerais e pelos vazios entre estes. A maior ou menor quantidade de vazios gera menor ou maior compacidade da rocha, que refletirá numa maior ou menor massa específica e, por conseqüência, maior ou menor porosidade. Assim sendo, a definição de massa específica aparente (ρa) é mais aplicável às rochas, pois representará a relação entre a massa das partículas sólidas (M) e o volume aparente da rocha (Va): O volume da rocha, por sua vez, compreende o volume dos minerais e o volume dos vazios. Rochas com diferentes graus de compacidade apresentarão diferentes graus de porosidade. Em decorrência disto, resulta que a porosidade seja definida como sendo a relação entre o volume dos vazios (Vv) e o volume das partículas (Vr), para porosidade absoluta ou real (ηr) ou o volume dos vazios e o volume da rocha (Va), para porosidade aparente (ηa), expressos da seguinte forma, respectivamente: ηr Vv Vr ηa Vv Va O grau de compacidade (C) de uma rocha pode também ser expresso pela relação entre a massa específica aparente (ρa) e a massa específica absoluta (ρr) pela expressão: 37

38 relação: A porosidade absoluta decorrente pode, por sua vez, ser expressa pela seguinte ηr1 ρa ρr 1C Os valores de massa específica são apresentados em g/cm 3 ou kg/m 3, e a porosidade em porcentagem, ou por unidade. A massa específica aparente é influenciada pela umidade. Por este motivo, adota-se determinar a massa específica aparente de rocha no estado seco e no estado saturado Absorção A quantidade de água, ou líquido qualquer, capaz de preencher os poros define também uma propriedade importante das rochas. Esta propriedade representa a capacidade da rocha em absorver e reter a água nos seus poros. A absorção (αap) pode ser obtida pela diferença entre o peso da rocha saturada (M2) e o peso da rocha seca (M1) relacionado ao peso da rocha seca (M1), para se obter a capacidade de absorção em peso (αap) ou em volume (αav) se os parâmetros citados representarem volumes. A capacidade de absorção é expressa, em porcentagem, da seguinte maneira: α M2M1 x100 M A relação entre absorção em volume e a absorção em peso é representada numericamente pela massa específica aparente: 38

39 A absorção será sempre menor que a porosidade aparente, porque a água, ou outro líquido, não penetrará em todos os poros, pois muitos deles não são acessíveis. A absorção é sempre determinada para um estado de saturação completa dos poros pela água e corresponde, portanto, ao máximo teor de umidade que a rocha pode alcançar. Em outras palavras, corresponde ao grau de saturação dos poros de 100%. As propriedades das rochas são muito influenciadas pela absorção d água. Rochas com alta absorção d água apresentam aumento na massa específica aparente saturada e na condutividade térmica, dentre outras, enquanto que a resistência mecânica diminui. É recomendável, portanto, que situações de uso em condições de alta umidade, que os ensaios sejam feitos também em amostras no estado saturado em água Tenacidade Tenacidade é a propriedade que a rocha apresenta de resistir ao impacto, ou choque mecânico, exercido sobre ela por um corpo sólido. A tenacidade é uma propriedade importante para qualificação de rochas para uso em revestimento de edificações, principalmente para placas aplicadas nas partes baixas dos revestimentos verticais e, também, em pisos elevados e naqueles de grande severidade de tráfego. A determinação da resistência ao impacto é executada em corpos-de-prova com uma forma aproximada daquela em que rocha será utilizada no revestimento. Assim, um corpo-de-prova de 20cm x 20cm x 3cm é assentado sobre um colchão de areia com espessura de 10cm e recebe golpes de uma esfera de aço de 1kg em queda livre, mas de alturas crescentes, até que a placa se frature. Este ensaio pode ser executado conforme a norma NBR Parte 8 (ABNT, 2015c). A Figura 5.3 ilustra esquematicamente o ensaio de impacto de placas. 39

40 Os resultados são expressos pela altura que provoca a ruptura da placa. Pode-se também expressar os resultados na forma de energia (em Joule) despendida para romper o material. Figura 5.3 (A) Dispositivo para determinação da resistência ao impacto de corpo duro, mostrando o tubo (t) por onde a esfera de aço (e) se desloca em queda livre para atingir o corpo de prova assentado sobre colchão de areia; (B) Detalhe mostrando a ruptura do corpo de prova. Laboratório de Geologia de Engenharia do Departamento de Geotecnia da EESC/USP Propriedades térmicas As rochas apresentam propriedades térmicas cujo conhecimento é importante para diversos tipos de utilização: condutividade, calor específico, dilatação, difusividade, resistividade etc. A dilatação térmica é a mais importante para rochas que se destinam a revestir edificações, porque as chapas utilizadas em fachadas e em pavimentos de exteriores poderão estar sujeitas a variação de temperatura de até 50 C, no clima vigente no Brasil. O coeficiente de dilatação apresentado pela rocha serve para cálculo do espaçamento entre placas de revestimento e para dimensionamento dos seus elementos de fixação. 40

41 As outras propriedades térmicas são importantes por envolver troca de energia calorífica entre o ambiente e a rocha e, com isto, influir no conforto térmico do meio Condutividade térmica A condutividade térmica é uma propriedade que o material possui de transmitir, através da sua espessura, um fluxo térmico resultante da diferença de temperatura entre as faces opostas do material. Trata-se de propriedade importante, também, para materiais que se destinam a revestir paredes de edificações que tenham funções calorífugas. A condutividade pode ser expressa pelo coeficiente de condutividade (λ), assim representado: λ Qxa ST1T2!Z onde: λ= coeficiente de condutividade (kcal/m.h. C); Q = quantidade de calor que atravessa uma parede (kcal); a = espessura da parede (m); S = área da superfície (m 2 ); T1-T2 = diferença de temperatura entre as faces da parede ( C); Z = tempo de migração do calor entre as faces (h); A condutividade térmica (λ) depende da porosidade do material, das características dos poros, da natureza do material, da umidade, da massa específica aparente e da temperatura média de transmissão de calor. Nos materiais porosos, o fluxo térmico se propaga através da matéria sólida e dos vazios cheios de ar. O ar se opõe ao caminhamento do calor. O λ será tanto menor quanto maior for a porosidade, ou quanto mais baixa for a massa específica aparente. A dimensão dos poros tem influência no λ. Os materiais de poros menores são menos condutores que os de poros maiores. Os materiais de poros não comunicantes são menos condutores do que os de poros comunicantes. A umidade tem grande influência na condutividade, pois os poros cheios de água conduzem mais facilmente o fluxo térmico do que poros cheios de ar. O aumento da temperatura na qual se efetua a transmissão de calor influi no aumento do coeficiente de condutividade. 41

42 A estrutura do material tem influência também no coeficiente de condutividade térmica. Se a estrutura é estratificada ou fibrosa, com sentido bem determinado das fibras, o λ dependerá da direção do fluxo em relação à estrutura, sendo maior quando paralelo às fibras e menor quando perpendicular Calor específico O calor específico ou capacidade calorífica é a propriedade da matéria de absorver certa quantidade de calor quando é aquecida, que pode ser expresso por um coeficiente, C, (em kcal/kg C): C Q MT1T2! Onde: Q = quantidade de calor (kcal); M = massa do material (kg); T1-T2 = diferença de temperatura ( C); O calor específico dos materiais é importante em edificações quando se trata de controlar a estabilidade ao calor de rochas usadas como revestimento de paredes Dilatação térmica A dilatação térmica é uma propriedade que depende da composição mineralógica da rocha, da sua estrutura e da sua porosidade, podendo ser determinada por meio da norma NBR Parte 3 (ABNT, 2015d). Os minerais que compõem a rocha têm um coeficiente próprio de dilatação. Aliás, um mesmo mineral pode apresentar dois coeficientes de dilatação, um na direção paralela ao eixo cristalográfico outro na direção perpendicular a este eixo, como, por exemplo, o quartzo. A dilatação térmica é influenciada pela estrutura da rocha, pois, numa rocha de estrutura bandeada, a dilatação será maior na direção paralela ao bandeamento e menor na perpendicular. 42

43 A dilatação térmica é também influenciada pela porosidade da rocha, pois, nas rochas porosas, os minerais tendem a se expandir na direção dos poros, diminuindo o valor da dilatação total. Esta propriedade é importante por ter grande influência da estabilidade das chapas assentadas com argamassa. Sendo o coeficiente de dilatação das rochas muito diferente do das argamassas de assentamento, poderá haver descolamento das placas devido a uma movimentação relativa decorrente da dilatação e contração ocasionada pela oscilação da temperatura. Em placas fixadas pelo sistema de dispositivos metálicos em revestimentos de exteriores, este problema é minimizado ao se estabelecer um determinado espaçamento entre as placas e pelo fato dos dispositivos permitirem a acomodação da fachada. Corpos-de-prova de rocha na forma de prismas de comprimento L1, submetidos a uma variação de temperatura (de -5ºC a 55ºC), T1 - T2, apresentarão dilatação igual a L1 - L2 e seu coeficiente de dilatação β [em C -1 ou mm/(m x C)], será: L L1 β = L 1 1 x T T 2 = 2 1 ΔL L xδt 1 Para efeito de cálculo do espaçamento a ser deixado entre duas placas contíguas da fachada, adota-se: LβxL1x T Desgaste e abrasão As rochas usadas em revestimentos estão sujeitas às solicitações de desgaste e de abrasão na sua superfície quando são utilizadas em pavimentos de edificações, seja na forma de placa ou de ladrilho. Uma rocha será tanto mais desgastável, ou abrasível, quanto menor for a sua dureza. A dureza de uma rocha, por sua vez, é resultado da dureza dos seus minerais constituintes e do grau de compacidade, ou de coerência, da rocha. É definida como a propriedade que uma rocha possui de se opor à penetração de um corpo estranho mais duro ou de ser riscado por ele. 43

44 A determinação da dureza de uma rocha de forma direta é uma prática complexa e os resultados podem não refletir a real propensão da rocha a se desgastar. Isto ocorre porque os próprios minerais que a constituem apresentam diferentes graus de dureza entre si. Além disso, a dureza de cada mineral é influenciada pela sua clivagem, pela direção do eixo cristalográfico. Outro fato é a influência da textura e da estrutura da rocha e da direção da solicitação de desgaste em relação a estas feições. A maneira mais usual de se determinar a dureza da rocha é por via indireta, por meio da simulação das solicitações de desgaste ou abrasão, às quais a rocha poderá estar sujeita. Neste caso o desgaste reflete resistência de um corpo-de-prova da rocha à remoção progressiva de constituintes de sua superfície, mensurável por diminuição de volume ou de altura ou por perda de massa deste. Um corpo-de-prova de rocha com área S, altura inicial H1 e final H2, pode ter seu desgaste DH calculado pela seguinte relação: D ( H * H + mm! O equipamento mais utilizado no Brasil, para determinação do desgaste ou abrasão em rochas para revestimento, é a máquina Amsler. Nesse processo, dois corpos-de-prova na forma de placa, de 7,0 x 7,0 x 2,0 cm, são pressionados sobre um disco metálico de alta dureza sobre o qual é lançada areia quartzosa. O desgaste do corpo-de-prova ocorre à medida que o disco gira e promove o contato da areia com os corpos-de-prova. De acordo com as diretrizes da NBR (ABNT, 2012) os resultados são calculados, após 500 e voltas, por meio da medição da redução de altura do corpo-de-prova, em mm Resistência à compressão uniaxial As rochas utilizadas como materiais de revestimento e ornamental não são frequentemente solicitadas à compressão, salvo quando assume concomitantemente a função estrutural. Neste caso, quando o esforço aplicado é maior do que aquele que a rocha pode suportar, ela poderá se romper. Embora seja rara a situação em que isso ocorre com a rocha individualmente como material de revestimento, é comum se 44

45 determinar qual o esforço seria capaz de provocar a quebra da rocha. Tal esforço é traduzido por um valor de tensão de ruptura. A ruptura, por sua vez, é sempre precedida por um aumento de volume e da velocidade de propagação de fissuras, simultaneamente. A Figura 4.4 apresenta uma curva tensão-deformação de um granito obtida em um ensaio de compressão uniaxial instrumentado (Figura 5.4). Figura 5.4 Curva tensão-deformação obtida em ensaio de compressão uniaxial de um granito (Moreiras, 2014). A tensão de ruptura, bem como vários outros parâmetros de resistência mecânica, assume, para a rocha como material de revestimento, a função de propriedade índice, ou seja, é uma propriedade que permite avaliar a sua qualidade tecnológica, a partir dos valores apresentados. O ensaio é feito com corpos-de-prova de rocha com formatos regulares, com área de topo S (m 2 ), que serão submetidos a uma força F (N), se romperá com uma tensão máxima σmax (N/m 2 ): -./ 0 1 Os corpos-de-prova, na relação base/altura de 1:2 a 1:2,5, são colocados entre os pratos perfeitamente planos e lisos de uma prensa tão rígida quanto possível e carregados a uma taxa lenta e progressiva até a sua ruptura. A Figura 5.5 apresenta o equipamento (prensa servo-controlada) utilizado para a determinação da resistência à compressão uniaxial. 45

46 (A) (B) Figura 5.5 (A) Equipamento (prensa servo-controlada) utilizado na determinação da resistência à compressão uniaxial de rochas. Observar corpo de prova posicionado (seta) para o ensaio; (B) Corpo de prova instrumentado para ensaio de compressão simples: A e B são, respectivamente, os sensores para determinação dos deslocamentos circunferencial e longitudinal (Moreiras, 2014). Laboratório de Mecânica das Rochas do Departamento de Geotecnia da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). O teor de umidade influi na resistência à compressão. Uma rocha no estado saturado apresentará resistências menores que no estado seco. Assim, é aconselhável, em caso de numa maior exigência na seleção das rochas, se obter valores de tensão tanto no estado seco (σsec) quanto no estado saturado (σsat) e relacionar os dois valores de tensão para obter um coeficiente de enfraquecimento (R): Vorobiev (1967) sugere dar atenção para rochas com R < 0,75 principalmente se o valor σsec já estiver próximo do limite mínimo especificado pelo projeto. A resistência à compressão de rochas é influenciada também pela dimensão dos seus grãos. Para duas amostras de rochas com a mesma composição mineralógica, mesmo teor de umidade e mesmo tipo de estrutura, mas com dimensões de grãos diferentes, aquela que apresentar grãos de dimensões menores apresentará maior resistência à compressão. Exerce também influência a estrutura da rocha, sendo ela estratificada ou bandeada apresentará diferentes valores de tensão conforme a direção de aplicação dos esforços se dê paralela, perpendicular ou inclinada em relação àquelas. 46

47 A resistência à compressão uniaxial pode ser determinada conforme as normas D 7012 (ASTM, 2014) e NBR Parte 5 (ABNT, 2015e) Flexão As rochas usadas como materiais de revestimento podem, em certas aplicações, sofrer solicitações de tração do tipo indireto. Essas solicitações são, em geral, em torno de 1/10 da resistência à compressão uniaxial. A maneira mais fácil de determinar a resistência à tração indireta é pelo ensaio de flexão. Assim, um corpo-de-prova de rocha na forma de uma viga, com comprimento L, largura b e espessura d, que seja submetido a esforços de flexão (P), pode ser tratado de duas maneiras. Uma delas é pela aplicação de carga por dois pontos contra um ponto de apoio centrado a meia distância do comprimento, conforme C 99 (ASTM, 2015a) ou NBR Parte 6 (ABNT, 2015f). A Figura 5.6 apresenta corte esquemático da condição deste ensaio. Outra forma de executar o ensaio de flexão é, segundo as diretrizes da C880 (ASTM, 2015b) ou NBR Parte 7 (ABNT, 2015g), contra dois pontos de apoio centrados, cada um a 1/4 do comprimento, representado na Figura 5.7. No primeiro caso, a resistência à tração na flexão é dada por: :; 2<= + onde: M= momento flexor; W= momento resistente da seção transversal da viga. No segundo caso, a resistência à tração na flexão será dada por: :; 4<= + Na determinação da tensão de flexão, tal como visto para a compressão, é exigida uma perfeita regularidade na geometria dos corpos-de-prova, tais como ortogonalidade entre as faces, planeza destas etc. 47

48 Figura 5.6 Corpo de prova e dispositivo de ensaio recomendados para determinação do módulo de ruptura em rochas. Fonte: NBR Parte 6 (ABNT, 2015f). (A) (B) Figura 5.7 (A) Corpo de prova e dispositivo de ensaio recomendados para determinação da resistência à flexão (4 pontos) em rochas. Fonte: NBR Parte 7 (ABNT, 2015g) e (B) Corpo de prova de um granito rompido após o ensaio (Moreiras, 2014). 48

49 5.4.8 Alteração e alterabilidade A alterabilidade é definida como a potencialidade, maior ou menor, da rocha a se alterar, ou seja, de apresentar maior ou menor modificação de suas propriedades ao longo do tempo. O grau de alteração afeta todas as propriedades de uma rocha, mas as de maior interesse como material de revestimento são o aumento da porosidade e da absorção d água, a mudança dos aspectos estéticos e a diminuição da resistência mecânica. Na avaliação da alterabilidade e da influência do grau de alteração nas propriedades da rocha diversas propriedades podem ser tomadas como parâmetros, assim como diversos procedimentos podem ser adotados para este fim. Algumas propriedades são relativamente de fácil determinação, enquanto outras não. Alguns procedimentos utilizam equipamentos simples, enquanto outros, equipamentos complexos. A utilidade dos resultados dependerá, entretanto, da escolha do critério que mais adequadamente forneça as informações que mais se aproximem das expectativas do comportamento dos materiais rochosos, previstos para as diversas funções num revestimento (FRAZÃO, 2012) Índices de alteração e alterabilidade O grau de alteração e a alterabilidade podem ser avaliados por análises petrográficas e mineralógicas e por ensaios físicos e físico-mecânicos. Resume-se a seguir os procedimentos sugeridos por diversos pesquisadores para esse fim, conforme Frazão (1993) e Frazão & Augusto Junior (1994). a) Relação entre minerais sãos e minerais alterados, estado microfissural e minerais secundários A partir de análises petrográficas, pode-se qualificar e quantificar os minerais sãos e alterados de uma rocha, além de se avaliar o estado microfissural e determinar-se o teor de minerais secundários. A partir dessas informações pode-se estabelecer um índice que revele o grau de alteração de uma rocha, denominado índice micropetrográfico de alteração (Kp), conforme Aires Barros (1969): 49

50 Kp = % minerais sãos % minerais alterados + % de fissuras + % minerais secundários Quanto menor o valor de Kp, maior será o grau de alteração da rocha. Este procedimento pode ser adotado tanto para seleção de rochas destinadas a revestimentos, como para avaliar a intensidade da alteração eventualmente instalada na rocha após algum tempo de uso. b) Variação dos valores de índices físicos A massa específica aparente de uma rocha diminui à medida que a alteração aumenta, enquanto cresce a porosidade e a capacidade de absorção d água. Relacionando os valores dessas propriedades a um dado estado de alteração com o valor apresentado pela rocha no estado inicial, podem ser estabelecidos índices que caracterizam o grau de alteração da rocha, conforme Frazão (1993): Índice de massa específica aparente (I δ) I δ = δo δ δ o x onde: δo = massa específica aparente da rocha sã; δx = massa específica da rocha num dado estado de alteração. Índice de porosidade aparente (Iη) I η = ηx η η x o onde: ηo = porosidade aparente da rocha sã; ηx = porosidade aparente da rocha a um dado estado de alteração. Índice de absorção d água (Iα) I α = α x α α x o onde: αo = absorção d água da rocha sã; αx = absorção d água da rocha a um dado estado de alteração. Estes índices variam de zero (rocha sã) a um (rocha alterada). 50

51 c) Variação da resistência Quando uma rocha se altera, ocorre uma diminuição de sua resistência mecânica. Relacionando os valores de resistência da rocha sã com os valores apresentados pela rocha num dado estado de alteração (IR), pode-se estabelecer um índice que caracterize seu grau de alteração, conforme Frazão (1993): IR = Ro R R o x onde: Ro = resistência da rocha sã; Rx = resistência da rocha a um dado estado de alteração. Este índice varia de zero (rocha sã) a um (rocha alterada) Procedimentos para ensaios de alteração São diversos os ensaios utilizados para avaliar a alterabilidade de rochas. Utilizamse ensaios acelerados em laboratório e investigações nas condições quase-naturais. Estas são as mais recomendadas por representarem condições mais próximas daquelas à que as rochas serão submetidas. Por serem demorados são, entretanto, pouco utilizados quando há exigência de se obter informações em pequeno intervalo de tempo. Se ensaios quase-naturais forem viáveis, é recomendável, entretanto, que as amostras sejam deixadas sob as condições atmosféricas da região onde a própria obra está, ou será instalada, e que um criterioso monitoramento seja feito durante o transcorrer dos ensaios (FRAZÃO, 2012). Os ensaios acelerados, apesar de mais adequados para obtenção de informações expeditas, requerem, por outro lado, que os resultados sejam criteriosamente analisados, devido às conseqüências do exagero das solicitações imposto às rochas. Quanto aos procedimentos destes ensaios, se podem adotar qualquer um dentre os mencionados a seguir (FRAZÃO et al., 2002): a) Saturação em água, nas condições ambientais do laboratório, e secagem em estufa, a 60ºC, executado em ciclos de 24/24 horas; o número total de 51

52 ciclos é estabelecido em função das características das amostras e das condições de serviço previstas para as mesmas, mas não deve ser inferior a 30 ciclos. Ilustração deste tipo de ensaio é exemplificado para fragmentos de rocha na Figura 5.8A,B; b) Lixiviação contínua em extratores Soxhlet (Figura 5.8C), onde as amostras são submetidas à percolação em água aquecida a cerca de 60-70º C, em número de ciclos não inferior a 100; (A) (B) (C) Figura 5.8 Esquema ilustrativo de ensaios de alteração acelerada (saturação em água e secagem em estufa: (A) Recipientes telados com as amostras a serem submetidas à saturação em água e (B) Amostras saturadas a serem colocadas em estufa. Em (C) Extrator Soxhlet para ensaios de lixiviação contínua. Laboratório de Geologia de Engenharia do Departamento de Geotecnia da EESC/USP. 52

53 c) Saturação em solução de sulfato de sódio ou de magnésio e aquecimento em estufa a 110 ºC; o número de ciclos é variável, mas informações confiáveis já podem ser obtidas após 5 ciclos. Pode-se usar as diretrizes da NBR Anexo C (ABNT, 2014) ou EN (BSI, 1999); d) Saturação em água nas condições ambientais do laboratório e congelamento a temperatura menor que -15ºC; é recomendado o número mínimo de 25 ciclos para obtenção de informações confiáveis, conforme NBR Parte 4 (ABNT, 2015h) ou EN (BSI, 2010). Qualquer um desses ensaios pode ser acompanhado com medidas da variação das propriedades físicas ou físico-mecânicas das rochas. As amostras devem ser sempre preparadas nas características de tamanhos e quantidades requeridos para os ensaios físicos ou físico-mecânicos escolhidos para avaliação dos resultados. Frascá (2004) indica diversos ensaios de alteração a serem executados em placas, como critério para previsão de desempenho quanto à durabilidade, quais sejam: a) Simulação de intemperismo, por meio da exposição de corpos-de-prova de placas de rocha, destinadas a fachadas, à radiação ultravioleta e à atmosfera úmida, em câmara climática, para verificar a possibilidade de ocorrência de mudanças de cor e fotodegradação de resinas. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-de-prova ensaiados e não ensaiados. b) Simulação de climas marítimos, por exposição de corpos-de-prova de placas de rochas, destinadas a fachadas, à névoa salina, por no mínimo 30 dias. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-deprova ensaiados e não ensaiados. c) Simulação de climas urbanos poluídos, por exposição de corpos-de-prova de placas de rocha em câmara com atmosfera úmida em presença de ácido sulfúrico, acompanhado de aquecimento por 8h seguido de ventilação por 16h, com no mínimo 30 ciclos de 24/24h. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-de-prova ensaiados e não ensaiados. 53

54 d) Ensaio de choque térmico, pela sujeição de corpos-de-prova de placas de rocha ao aquecimento de 105º C e resfriamento brusco em água a 25º C. A avaliação é feita por meio visual e ou por determinação da resistência mecânica, conforme EN (BSI, 2013). e) Ensaio de cristalização de sais, em corpos de corpos-de-prova submetidos à imersão parcial em sais para verificação da ocorrência de eflorescências e sub-eflorescências, após secagem, e sua eventual ação deletéria. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre corpos-deprova ensaiados e não ensaiados. f) Ensaio de resistência ao ataque químico direto, em corpos-de-prova de placa de rocha, cuja superfície polida é sujeita ao contato com reagentes presentes nos produtos de limpeza. A avaliação dos efeitos é visual, por meio da comparação entre setores da superfície ensaiados e os não ensaiados. O procedimento segue a NBR Anexo H (ABNT, 1997a). Na pesquisa de Frascá e Yamamoto (2014) é apresentado alguns ensaios de alteração acelerada para o estudo da deterioração de rochas graníticas em edificações e monumentos Ensaios especiais e não rotineiros Módulo de elasticidade estático Elasticidade é a propriedade que a rocha apresenta de restituir sua forma quando a carga, que atuava sobre ela e a deformava de um dado grau, é retirada. O retorno à forma original pode ser completo ou parcial. É completo quando a carga aplicada é baixa, ou a elasticidade da rocha é alta. Quando a elasticidade é baixa ou a carga aplicada é muito alta, o retorno à forma original é parcial. Em outras palavras, acontece uma deformação residual. Chama-se limite de elasticidade a tensão para a qual a deformação começa a atingir um determinado valor (característico para cada tipo de rocha) que corresponde à tensão para a qual não há deformação residual, quando a carga é liberada. 54

55 A elasticidade da rocha, ou de qualquer material, é normalmente caracterizada pelo módulo de elasticidade, ou módulo de Young, (E), o qual relaciona o acréscimo de deformação ( ε) alcançada pela rocha em relação ao acréscimo de carga ( τ) ou de tensão ( σ) aplicada: D - E Sendo: ε = L/Lo; onde: L = incremento de deformação e Lo = altura inicial do corpode-prova O módulo de elasticidade (Ee) é determinado com as técnicas convencionais do ensaio de compressão uniaxial, incorporando-se dispositivos que permitam medir as deformações durante o carregamento. A deformação levada em conta para o cálculo do módulo de elasticidade estático é, em geral, a deformação axial. O módulo de elasticidade estático pode ser calculado com base na tangente da curva tensão x deformação, na porção linear desta curva (módulo tangente). O módulo pode também ser calculado com base na porção média da curva tensãodeformação (módulo médio) ou num percentual da tensão de ruptura (módulo secante). Neste caso, a porcentagem da tensão de ruptura geralmente adotada é 50%. A Figura 5.9 ilustra estas diferentes opções de cálculo do módulo de elasticidade estático. Figura Métodos para calcular o módulo de elasticidade estático, a partir da curva tensão-deformação. Fonte Brook, 1993 apud Frazão et al.,

56 Velocidade de propagação de ultra-sons Os sons e ultra-sons são produzidos por vibrações elásticas nos meios sólidos e são vibrações com freqüências superiores às sonoras audíveis. Enquanto estas estão situadas entre 16 e Hertz, os ultra-sons estão entre e 1010 Hz. As vibrações ultra-sonoras podem propagar-se nos sólidos por três modos: ondas longitudinais (P), ondas transversais (S) e ondas de superfície ou de Rayleigh. Nas ondas longitudinais, os diferentes pontos dos sólidos na vizinhança de sua posição média deslocam-se com trajetórias paralelas ao sentido de propagação de ondas. Nas ondas transversais, os deslocamentos dos pontos ocorrem segundo uma direção normal à direção de propagação. Assim, as ondas longitudinais são também chamadas de ondas de compressão e as transversais de ondas cisalhantes. As ondas superficiais são vibrações da zona superficial, semelhante a vibrações da superfície dos líquidos. A velocidade de propagação de ondas (V) é obtida pela relação entre o espaço (L) percorrido pela onda e o tempo (t) de percurso desta: V = L/t. A velocidade de propagação depende da massa específica e das propriedades elásticas do material, tais como o módulo de Young e o coeficiente de Poisson. Com estes parâmetros é possível calcular também o modulo de elasticidade dinâmico. A velocidade de propagação de ondas longitudinais (Vp) em um corpo sólido é expressa da seguinte maneira: + D F 1G 1G!12G! onde: Ed = módulo de elasticidade dinâmico (MPa); ρ = massa específica aparente (kg/m3); ν = coeficiente de Poisson (ad); O módulo de elasticidade dinâmico é calculado por meio da seguinte expressão: D F + 1G!12G! 1G 56

57 As ondas longitudinais são mais fáceis de serem medidas (Figura 5.10) e, por isto, mais largamente utilizadas. As ondas transversais requerem equipamentos mais sofisticados que os convencionalmente disponíveis. Estas propriedades podem ser determinadas de acordo com, conforme as normas D 2845 (ASTM, 2008) ou EN (BSI, 2004). Corpo de prova Figura 5.10 Dispositivo para determinação da velocidade de propagação de ultrasom em rocha. Como exemplo um granito em que as setas indicam a posição dos transdutores (RIBEIRO, 2005) Dureza Knoop A dureza Knoop é um teste que determina a dureza, por meio de uma impressão feita por um diamante, na superfície da amostra. A área produzida pela ponta dividida pela carga utilizada na superfície avaliada resulta no valor de dureza. Assim, quanto maior a impressão produzida, menor a dureza. A ponta Knoop produz uma impressão em forma de losango, sendo que a área é calculada a partir da diagonal maior. Se a superfície na área da impressão ficar danificada a ponto de impedir a identificação das extremidades da diagonal, uma nova impressão é feita, de preferência no mesmo grão mineral (QUITETE & RODRIGUES, 1998). Segundo as diretrizes da metodologia de Quitete (2002), para cada tipo de rocha, são feitas 3 determinações da dureza Knoop em corpos de prova com dimensões 70 x 70 x 30mm, sendo a dureza determinada através de 40 impressões com carga de 1,96N em cada corpo de prova (Figura 5.11). A dureza Knoop pode ser expressa como a 57

58 média das quarenta medidas (HKmédia), pelos valores obtidos em curva de distribuição acumulada dos valores de HK em ordem crescente (HK25, HK50 e HK75) ou pelo coeficiente de heterogeneidade, definido pela razão HK75/HK25. (A) (B) Figura 5.11 (A) Esquema das quarenta impressões realizadas em cada corpo-deprova. Os números indicam a ordem em que são feitas as impressões (QUITETE, 2002); (B) impressão em cristal de quartzo; comprimento da diagonal maior = 55,5µm. (RIBEIRO,2005) Abrasão Profunda O ensaio de abrasão profunda é um ensaio que foi desenvolvido para ladrilhos cerâmicos e adaptado para as os materiais pétreos. De acordo com as diretrizes da NBR Anexo E (ABNT, 1997b), consiste em medir o comprimento de uma ranhura gerada por um disco de aço em uma superfície plana de uma placa de rocha. Esse corpo de prova, de acordo com norma, deve ter a dimensão de 10 x 10 x 2cm. O ensaio é realizado colocando o corpo-de-prova no abrasímetro de modo a tangenciar o disco rotativo (Figura 5.12). O reservatório do equipamento é preenchido com alumina e ajustado para permitir um fluxo contínuo durante a rotação do disco. São medidos os comprimentos das cavidades em cada corpo de prova após o ensaio (Figura 5.13) e é estabelecido que o material deva apresentar um volume máximo de material removido por abrasão profunda menor ou igual a 175mm³. Pelo comprimento da cavidade (Ccav) é calculada a resistência à abrasão profunda, que é expressa em volume de material (mm³). 58

59 (A) (B) Figura 5.12 (A) Equipamento pertencente ao Parque de Alta Tecnologia de São Carlos (Parqtec) para determinações da abrasão profunda em amostras de rochas e (B) detalhe mostrando o disco rotativo tangenciando um corpo-de-prova de gnaisse (RIBEIRO, 2005). d Disco de aço Amostra Ccav (A) (B) Figura (A) Medida do comprimento da cavidade (Ccav) e (B) Detalhe mostrando as cavidades impressas (material removido no ensaio) em amostra de gnaisse (RIBEIRO, 2005) Coeficiente de Atrito Dinâmico A dureza das rochas reflete diretamente nos custos e na qualidade das superfícies serradas (rugosidade). Uma das maneiras de determinar a rugosidade é por meio do coeficiente de atrito dinâmico superficial. Ele pode ser definido como a relação entre a força tangencial e a força vertical que agem sobre o elemento derrapante (ladrilho), sendo determinado pelas diretrizes da ABNT NBR Anexo N (ABNT, 1997c), desenvolvida para materiais cerâmicos, 59

60 mas que pode ser bastante útil para a seleção de chapas fornecidas por diferentes empresas para previsão do custo de polimento nas marmorarias. Para a sua avaliação, é utilizado um equipamento denominado Scivolosímetro (Figura 5.14) que dispõe de um deslizador motorizado tipo Tortus que se movimenta com velocidade constante sobre as superfícies polida ou bruta e seca ou molhada. Para a realização do ensaio é montada uma pista de 40 cm de largura por 200 cm de comprimento, constituído de 5 ladrilhos. O valor do coeficiente de atrito é classificado segundo a Tabela 5.1. (A) (B) Figura Detalhes da disposição de ladrilhos de um gnaisse para determinação do Coeficiente de Atrito Dinâmico: (A) superfície polida e seca, caminhamento perpendicular ao bandamento gnáissico e (B) superfície bruta e molhada; a seta branca indica o sentido de medição do Coeficiente de Atrito Dinâmico, enquanto que a linha tracejada indica a direção das estrias de rugosidade. Equipamento pertencente ao Parque de Alta Tecnologia de São Carlos Parqtec (RIBEIRO, 2005). Tabela 5.1 Classificação do Coeficiente de Atrito Dinâmico de acordo com a norma ABNT NBR Anexo N (ABNT, 1997c). Coeficiente de atrito Uso µ < 0,4 Satisfatório para instalações normais µ 0,4 Recomendado para uso onde se requer resistência ao escorregamento 5.5 CRITÉRIOS PARA AVALIAR A QUALIDADE DAS ROCHAS PARA USO EM REVESTIMENTO A avaliação da qualidade dos materiais rochosos destinados revestimentos pode ser efetuada com base nos valores limites, máximos e mínimos, especificados para as propriedades por entidades normalizadoras e pela avaliação de desempenho após um conveniente tempo destes materiais em serviço. 60

61 A primeira conduta mencionada pode ser facilmente seguida por meio de consulta às especificações existentes, para uma avaliação preliminar. A segunda depende da participação de profissionais que tenham acumulado suficiente experiência no acompanhamento de desempenho destes materiais em obras, para a qual incide o conhecimento das propriedades das rochas, das particularidades das obras e da interação destes com características macro e microambientais inerentes à obra e ao meio envolvente. Nestes casos, estão abrangidas as condições químicas e físicas intrínsecas aos revestimentos de edificações. Embora a segunda conduta seja importante, esta depende, além da participação do profissional, da existência de registros de acompanhamento confiáveis. Desta forma, as especificações emitidas pelas entidades normalizadoras, ou aquelas divulgadas por entidades científicas e profissionais competentes, têm grande serventia para auxiliar a escolha dos materiais rochosos para os diferentes tipos de uso em revestimentos. 61

62 6 PROCESSOS DE EXTRAÇÃO DAS PEDRAS A obtenção de placas de rocha pode ser feita de duas maneiras: pela extração direta do maciço ou pela serragem de blocos. A obtenção de placas diretamente do maciço é feita de modo mais artesanal, aproveitando-se planos de fraqueza naturais de rochas estratificadas, xistosas e foliadas como, por exemplo, arenitos, quartzitos e ardósias. Na maioria dos casos este processo é executado de forma manual, com auxílio de talhadeiras e marretas, que são usadas para induzir as fraturas por meio de golpes nas linhas que definem planos de fraqueza da rocha, provocando o destacamento das placas (Figura 6.1). Figura Obtenção de placas ao longo de planos de fraqueza de arenitos Na região de São Carlos SP, as condições topográficas (escarpas) são fatores favoráveis à este tipo de extração em arenitos silicificados da Formação Botucatu, aproveitando-se os planos de fraqueza existentes entre os estratos (Figura 6.2). Este arenito, de excelente qualidade, foi muito explotado na forma de placas e blocos/paralelepípedos. Parte dos rejeitos de extração pode ser utilizada como calçamento, na forma de pequenos blocos ou então em gabiões (Figura 6.3). 62

63 (A) (B) Figura 6.2 Arenito Botucatu: Extração (A) e rejeitos produzidos (B) em pedreira na região de São Carlos-SP. (A) (B) Figura 6.3 (A) Aplicação de bloquinhos, conhecidos como pedra portuguesa : material escuro (basalto) e claro (Arenito Botucatu). Catedral de São Carlos-SP; (B) Utilização de rejeito da explotação de arenito (gabiões). São Carlos - SP. A produção de placas de quartzito (conhecido como Pedra Mineira ou Pedra São Tomé) e de ardósia concentra-se notadamente em Minas Gerais, como, por exemplo, nos municípios de Diamantina, Ouro Preto, São Tomé das Letras, entre outros. Extrações de ardósias também se concentram neste Estado, nos municípios de Papagaios, Paraopeba e Pompeu, entre outros. 63

64 A extração destas rochas geralmente resulta em expressiva quantidade de resíduos, chegando algumas vezes a valores superiores a 90% do volume extraído. Este baixo aproveitamento é causado pelos seguintes fatores: técnicas inadequadas de desmontes, a grande incidência de fraturamento no maciço rochoso e a intercalação de níveis puramente quartzosos que não possuem delaminação. Este volume expressivo de rejeitos, principalmente no caso do quartzito, transforma-se em um grande problema para os empreendedores, decorrente dos impactos ambientais negativos que são produzidos. Tal cenário vem motivando a realização de vários estudos visando o aproveitamento destes resíduos na construção civil ou obras de engenharia, como material de base de pavimentação e como agregado graúdo para produção de concretos convencionais, entre outras finalidades. Francklin Júnior et al. (2016) estudou a viabilidade de aproveitamento de rejeitos de mineração de quartzitos do município de Capitólio (MG) como agregado para produção de concretos de cimento Portland. Na verificação do potencial de reatividade álcali-agregado (RAA) pelo método acelerado conforme norma C1260 (ASTM, 2014) foi ensaiado traços de argamassa com dois tipos de cimento: cimento CP II-Z (com adição de pozolana) e CP V-ARI (com teor alcalino em geral maior do que os outros tipos de cimento comercializados). Aos 16 e 30 dias as barras de argamassa de quartzitos produzidas com cimento CP II-Z indicaram um comportamento inócuo, com expansões abaixo de 0,10%. Em linhas gerais, os resultados de RAA empregando cimentos com menor teor de álcalis (cimento pozolânico) mostraram-se satisfatórios. Destacando que o eventual aproveitamento dos rejeitos como agregado em concreto pode contribuir com a minimização dos impactos ambientais negativos produzidos nas minerações de quartzito. A outra forma de obtenção de placas de rocha é por meio da extração de grandes blocos do maciço rochoso (geralmente em torno de 2 x 3 x 2 metros). Do corte destes blocos obtêm-se as placas que podem ser submetidas às operações de polimento e de lustro. Os blocos podem ser extraídos de Matacões ou de Maciços Rochosos. 64

65 6.1 MATACÕES Os matacões constituem porções específicas de um maciço rochoso, individualizados a partir da atuação de agentes intempéricos nas fraturas e destacados por erosão (Figura 6.4). Sua forma, normalmente arredondada, é devida à esfoliação esferoidal concêntrica (acebolamento), estando por isto, muitas vezes deslocados, através de rolamento, da sua posição original. Estes devem ter dimensões apropriadas e quantidade suficiente para desdobrar um número razoável de blocos. Os cortes para isolar o volume de rocha podem ser obtidos basicamente por meio de perfurações, onde são executados furos justapostos de modo a se obter um plano de ruptura, ou com explosivos que são baseadas na colocação destes em furos um próximo ao outro. A carga aplicada é suficiente para romper somente o espaço entre eles definindo o plano de corte desejado. A obtenção de blocos a partir de matacões é realizada manualmente, tem menor custo de produção, no entanto, implica em danos consideráveis ao meio ambiente. Figura Extração em matacões, Bragança Paulista SP (NEVES, 2010). 6.2 MACIÇO ROCHOSO A operação de lavra nos maciços rochosos é mecanizada, sendo que seus componentes funcionais incluem degraus, praças, pistas, rampas e as frentes de desmonte. 65

66 Os degraus representam a figura elementar da exploração, definida pela altura e topo de bancada que sofrerá desmonte. A praça principal é o espaço onde efetua o esquadrejamento final dos blocos e as operações necessárias para seu transporte, localizando-se normalmente na base da pedreira. As pistas e as rampas constituem as vias de ligação entre as praças. Das frentes de desmonte são retirados os blocos nas dimensões pré-estabelecidas. O exemplo apresentado na Figura 6.5 refere-se à extração pela técnica com fio diamantado, que atualmente é a mais utilizada e produtiva. Na lavra de maciços rochosos o custo de produção é superior ao dos matacões, mas sua prática proporciona melhor controle de qualidade e melhores taxas de recuperação dos materiais, garantindo o suprimento do mercado em volumes consideráveis de rochas de um mesmo padrão estético para a comercialização e causando menor degradação ambiental. Figura 6.5 Pedreira em maciço rochoso: extração do granito Verde Butterfly, Estado do Espírito Santo (Fonte: A técnica da extração de blocos com fio diamantado foi introduzida no setor extrativo de rochas na década de 80, na Itália, desenvolvida com base na metodologia de corte do fio helicoidal, que por muito tempo foi a responsável pela extração de grandes quantidades de blocos para a Indústria da Pedra. O fio helicoidal é constituído de um cabo de aço com arames torcidos que conduzem areia com água contra a rocha produzindo sulcos e cortando o maciço. 66

67 Algumas informações e ilustrações foram transcritas da dissertação de mestrado da Eng. Isaura C.M.C. Regadas apresentada em 2006 na Área de Geotecnia da EESC/USP e do artigo Lavras de Granitos com Fio Diamantado no Estado do Espírito Santo, Brasil publicado na revista Geotecnia (Lisboa), V.117, p , O corte com fio diamantado consiste na utilização de cabos de aço galvanizado de 5 mm de diâmetro, que funciona como suporte para as pérolas diamantadas, as quais são separadas, ao longo do cabo por molas metálicas quando utilizados na extração de blocos de mármore, ou por material plástico ou borracha, quando utilizados para rochas silicáticas (Figura 6.6A). Geralmente o comprimento total do fio diamantado, usado em lavra de granito, varia de 50 metros a 70 metros. As pérolas são constituídas por um anel metálico (aço) que suporta um conjunto de segmentos diamantados formados por uma pasta diamantada, a qual é composta por uma liga metálica e grãos de diamante. O diâmetro externo da pérola varia de 10,0 mm até 11,5 mm e tem comprimento de 6 mm, de acordo com o fabricante e o tipo de pérolas (Figura 6.6B). Durante o corte, este diâmetro diminui, até atingir o anel metálico, ficando sem a pasta diamantada e, portanto, com função prejudicada. Este anel possui diâmetro que pode atingir até 7,0 mm, também de acordo com o fabricante e o tipo de pérola. Geralmente, o número de pérolas dos fios diamantados varia de 32 a 40 por metro. Figura 6.6 (A) Disposição dos principais componentes de um fio diamantado vulcanizado; (B) Dimensões padrão de uma pérola diamantada. 67

68 As máquinas de fio diamantado, utilizadas atualmente em lavra de granitos ornamentais, são basicamente movidas a eletricidade e apresentam grande robustez, com ótima estabilidade e desempenho, mesmo nos cortes de grandes dimensões. A Figura 6.7 representa de forma esquemática as principais etapas na extração de blocos. Inicialamente são realizados furos coplanares 1, 2 e 3 (A) que permitem a passagem do fio diamantado tanto para cortes verticais (laterais) como para cortes horizontais ou de levante (B). O corte da face posterior da massa rochosa por vezes é feito com uso de explosivo, mas já predominando também nesta operação o uso do fio diamantado (C). Esse volume desmontado é desdobrado em volumes secundários (filões/pranchas) (D) que serão tombados e esquadrejados em blocos (E). Um detalhe do maciço sendo cortado pelo fio diamantado é mostrado em (F). (A) (B) (C) (D) (E) (F) Figura 6.7 Etapas de corte com fio diamantado. Modificado de Coelho e Vidal (2003). 68

69 Uma breve descrição das máquinas de fio diamantado é apresentada a seguir: Consistem de uma plataforma utilizada para abrigar a motorização e o deslocamento da máquina é realizado por meio de um sistema cremalheirapinhão, ou por patins solidários ao chassi, que deslizam sobre trilhos (Figura 6.8); O seu acionamento é feito à distância, por meio de um painel de comando. De modo geral, o volante principal possui diâmetro que varia de 500 mm a mm e é posicionado na máquina lateralmente aos trilhos, possibilitando ser rotacionado 360º, o que permite a execução de cortes verticais paralelos e de levante (corte horizontal) e O volante é responsável pelo movimento de translação (circular) do fio, cujo tensionamento é feito de maneira controlada, por meio do deslocamento para trás da unidade tracionadora. As polias, que servem como guia para o fio diamantado, tem um diâmetro de aproximadamente 350 mm). (A) (B) Figura 6.9 (A) Esquema de um corte com fio diamantado, onde α é angulo de abertura; (B) Frente de extração de granito: a linha tracejada indica as feições deixadas pelo fio diamantado. São várias as vantagens do fio diamantado na extração de blocos de granito, em relação às técnicas tradicionais, destacando o aumento de produtividade, a diminuição da intensidade de ruído e de vibrações, a diminuição de resíduos finos (pó de rocha) e a significativa melhora do produto final. Outra técnica que deve ser mencionada é o corte com argamassa expansiva. Trata-se de um produto em pó com composição química definida em função da 69

70 temperatura ambiente e que, misturado com água, é aplicada ao longo de furos alinhados e devidamente espaçados. Esta argamassa irá expandir-se liberando espetaculares quantidades de energia, de modo progressivo e gradual, promovendo a ruptura da rocha ao longo da linha de furos. 70

71 7 PROCESSOS DE BENEFICIAMENTO DAS PEDRAS Os processos de beneficiamento das pedras, denominados industrialização, têm como objetivo transformá-las em produtos acabados destinados a vários tipos de aplicações. A fase de industrialização compreende o corte dos blocos extraídos do maciço rochoso em chapas (desdobramento), a regularização da superfície das placas e o seu recorte nas dimensões comerciais. O desdobramento se faz pela serragem e a regularização por etapas que compreendem desbaste, polimento e lustração das chapas. Depois elas são submetidas a processos de corte, mediante o uso de equipamentos específicos e transformadas em produtos finais como, por exemplo, ladrilhos padronizados, mesas, bancadas, etc. Finalmente vem a aplicação, com destaque para o nosso estudo, o emprego das placas em pisos e revestimento de edificações. Nos países com tradição no setor, a industrialização encontra-se em estádio avançado, enquanto que no Brasil o desenvolvimento mais acentuado se deu a partir da década de 80. No entanto, de maneira geral, o avanço tecnológico verificado nos equipamentos e abrasivos não foi acompanhado de estudos específicos sobre as propriedades intrínsecas das rochas, em especial das rochas graníticas. A seguir serão apresentadas as etapas de industrialização e alguns conceitos pertinentes, resultantes de pesquisas realizadas pelo Grupo de Tecnologia de Rochas do Departamento de Geotecnia da Escola de Engenharia de São Carlos. 7.1 DESDOBRAMENTO DE BLOCOS Os blocos extraídos nas pedreiras têm volume variável entre 8m³ e 15m³. Todavia, materiais especiais com alto valor comercial permitem o aproveitamento de blocos a partir de 1m³. O desdobramento dos blocos é feito em máquinas denominadas teares em unidades chamadas de serrarias. Este processo é realizado por tear convencional ou tear com multifios diamantados. Utilizam-se ainda o tear monofio e o talha blocos, o 71

72 primeiro para a produção de peças especiais ou acabamento das bordas do bloco e o outro para a produção de ladrilhos padronizados Tear convencional É um engenho de múltiplas lâminas de aço que, auxiliadas por abrasivos, corta os blocos num movimento de vai-e-vem. Lâminas de aço com abrasivos (granalha) são utilizadas para cortar granitos, enquanto que para cortar mármores são mais utilizadas as lâminas diamantadas. A Figura 7.1 ilustra tear tipicamente utilizado no corte de blocos de granitos. (A) (B) Figura (A) Blocos de rocha submetidos à serragem em tear multilâminas e (B) Exemplo de chapas obtidas na serragem de dois blocos de granito. O bloco é transportado para o tear com auxílio de carrinho movido por um guincho e após sua colocação, ele é cimentado na sua base para evitar a queda das chapas. Em geral as chapas são serradas com espessuras de 2cm e 3cm. A produtividade (velocidade de corte) depende do tipo da rocha, do abrasivo e das condições operacionais. O avanço médio de corte de uma chapa de 1 cm está, em geral, em torno de 16 cm/24 h, sendo que para rochas duras o avanço é de 10 cm/24 h e as brandas de 20 cm/24 h. Se a espessura da chapa for de 3 cm, o avanço médio estará em torno de 20 cm/24 h. 72

73 O abrasivo mais comumente usado é granalha de aço, que é lançado de tempos em tempos sobre o bloco, numa mistura de água e cal virgem, que evitam a oxidação da granalha e também lubrificam as lâminas (Figura 7.2). (A) (B) (C) (D) Figura Detalhes de um tear: (A) Quadro porta-lâminas; (B) Reservatório de cal; (C) Misturador de lama (água, cal e granalha) e (D) Granalha de aço. Não devem ser colocados na mesma serrada, blocos com alturas diferentes e materiais de durezas distintas, pois podem provocar desgastes diferenciais das lâminas, vibração do equipamento, má planicidade das chapas e até fragmentação do material. Os teares mais modernos e robustos possuem capacidade de obtenção de até 200 chapas por vez e substituíram gradativamente os com capacidade média de 60 chapas, gerando assim uma redução do consumo de energia, tempo e, conseqüentemente, custos para o desdobramento dos blocos. 73

74 Este tipo de operação é de grande complexidade, sendo processada em um tempo mínimo de cerca de três dias ininterruptos e envolve controles minuciosos da lama abrasiva e da velocidade de descida das lâminas. Trata-se de um processo que não tem padronização, podendo ser equacionado dentro de um sistema de desgaste a três corpos (rocha, granalha, lâmina) que se atritam no corte de blocos para a produção de chapas. O tipo de rocha constitui, obviamente, um dos principais parâmetros que influenciam a serragem. Mesmo assim, são poucos os trabalhos que vinculam adequadamente suas propriedades intrínsecas com o processo de serragem. Isto motivou o desenvolvimento do mestrado do Geólogo Clébio Goulart Coimbra Filho e dos doutorado e pós-doutorado do Geólogo Rogério Pinto Ribeiro, concluídos entre 2005 e 2006 na Área de Geotecnia da EESC/USP e que serviram de base para outros estudos que serão a seguir resumidamente apresentados. É conhecido que o corte de blocos induz uma rugosidade nas superfícies das placas, a qual varia em função das características da rocha, dos insumos utilizados e das condições operacionais. Essa rugosidade determina o volume de material a ser removido na face a ser polida e na outra face exerce papel importante na aderência quando fixadas com as argamassas de assentamento, sendo este assunto de grande importância no revestimento de edificações e que será abordado no Capítulo 8. Sendo assim, a maneira eficaz de controlar a qualidade da serragem feita com teares convencionais é a medida direta da rugosidade nas superfícies das chapas, porque é este o parâmetro mais importante e vai determinar o tempo e os insumos gastos nas operações de polimento. No dia-a-dia das serrarias, esta qualidade é estimada empiricamente por meio de inspeção tátil e visual. Neste contexto, para medir a rugosidade das chapas nas condições adversas da indústria (poeira, vibrações, umidade, etc.) e prever mais acuradamente o custo da etapa de polimento, desenvolvemos um equipamento portátil e de fácil manuseio, denominado Avaliador de Rugosidade de Chapas ARC (Figura 7.3). 74

75 Figura 7.3 Principais componentes do ARC devidamente posicionado sobre uma chapa bruta de granito: (1) corpo de aço; (2) apoios (parafusos) ajustáveis; (3) carro de medição; (4) cilindro graduado; (5) cabo de conexão; (6) interface e (7) registro e armazenamento dos dados. Observar no detalhe, a medição das estrias (depressões e saliências) superficiais da chapa produzidas pelo processo de serragem (RIBEIRO et al., 2006). Este equipamento foi utilizado em estudos com o objetivo de relacionar a serrabilidade e a qualidade superficial (rugosidade) das chapas. Como exemplo, foram escolhidas duas rochas (granitos) comercialmente conhecidas como Champagne Realengo e Vermelho Capão Bonito e que apresentam mesma composição mineralógica, mas com diferenças texturais. Para melhor visualização seletiva dos felsdpatos, foi utilizada a metodologia de Moraes & Rodrigues (1978). Verificou-se que estas diferenças texturais, como ilustradas na Figura 7.4, foram responsáveis pela discrepância no tempo de serragem de blocos do granito Vermelho Capão Bonito em até 62% resultando em chapas com superfícies três vezes mais rugosas no plano de corte, decorrente da maior coesão da rocha e da influência do arranjo textural do quartzo. O ARC além de medir a rugosidade pode ser usado para outras finalidades, como a verificação do empenamento de chapas, medidas do desgaste de pisos em edificações. Além disso, a quantificação da rugosidade possibilita às empresas 75

76 adquirentes de chapas brutas de um mesmo tipo de granito, escolher o produto que apresente o menor custo final para o polimento. (A) (B) Figura Detalhes texturais em ladrilhos das rochas estudadas: (A) Feldspatos e quartzo espalhados e sem entrelaçamento no monzogranito Champagne Realengo e (B) Envolvimento e entrelaçamento dos feldspatos com quartzo no sienogranito Vermelho Capão Bonito. Modificado de Ribeiro et al. (2007). O ARC além de medir a rugosidade pode ser usado para outras finalidades, como a verificação do empenamento de chapas, medidas do desgaste de pisos em edificações. Além disso, a quantificação da rugosidade possibilita às empresas adquirentes de chapas brutas de um mesmo tipo de granito, escolher o produto que apresente o menor custo final para o polimento. A outra forma de determinar a rugosidade das chapas é por meio do Coeficiente de Atrito Dinâmico Superficial (CAD). Ele pode ser definido como a relação entre a força tangencial e a força vertical que agem sobre o elemento derrapante (ladrilho), podendo ser medido com um equipamento denominado scivolosímetro. Este equipamento dispõe de um deslizador motorizado tipo Tortus que se movimenta com velocidade constante sobre a superfície ensaiada. A Figura 7.5 apresenta os detalhes de um scivolosimetro disponibilizado pelo Parque de Alta Tecnologia de São Carlos (Parqtec) para a realização de estudos comparativos entre a rugosidade e o coeficiente de atrito dinâmico superficiais de chapas brutas de três tipos de rochas de revestimento. 76

77 Figura 7.5 Comandos do Scilovosímetro SM disponibilizado pelo Parque de Alta Tecnologia de São Carlos (Parqtec): (1) interruptor de energia; (2) interruptor do motor; (3) entrada para cabo de registro de dados; (4) fusíveis; (5) sistema de medição do coeficiente de atrito dinâmico, (6) Tecla para seleção do tempo de integração dos dados (1, 2, 5, 10 ou 15 segundos); (7) Tecla Início-Fim ; (8) Teclas de calibração do sistema e (9) visor (RIBEIRO et al., 2007). De acordo com as diretrizes do Anexo N da norma NBR (ABNT, 1997c), desenvolvida para materiais cerâmicos, foram feitas determinações em uma pista de 200 cm de comprimento por 40 cm de largura montada com 5 ladrilhos, como mostrado na Figura 7.6. Figura 7.6 Disposição dos ladrilhos do migmatito Preto Indiano para determinação do coeficiente de atrito dinâmico com scivolosímetro. Modificado de Ribeiro et al. (2005). As informações obtidas no acompanhamento da serragem dos granitos comercializados como Preto Indiano, Vermelho Brasília e Verde Labrador, bem como as determinações da rugosidade das chapas por meio de medições diretas com o ARC e indiretamente pelo coeficiente de atrito dinâmico mostraram uma tendência 77

78 do aumento deste coeficiente com aumento da rugosidade, sendo diretamente proporcionais. O estudo comparativo destes resultados indicou que a rugosidade das chapas pode também ser determinada com um scilovosímetro. Sua maior vantagem é poder ser operado por pessoal não especializado em qualquer marmoraria, sendo útil na seleção de chapas oriundas de diferentes serradas para polimento e mesmo para medir o coeficiente de atrito dinâmico de placas polidas Tear com multifios diamantados Estes teares representam uma evolução tecnológica idealizada a partir do sucesso do uso do fio diamantado na lavra de rochas ornamentais. Eles são constituídos de uma estrutura (armação) metálica, com suportes cilíndricos que se movimentam em sentido vertical, sobre os quais se dispõem, de forma equidistante e tensionados, até 72 fios diamantados, que realizam um movimento rotatório em torno dos suportes. O processo de corte desse equipamento se dá pela ação abrasiva das pérolas diamantadas que estão dispostas ao longo de um fio, semelhante à técnica já descrita na extração de blocos (Capítulo 6). Durante a etapa de corte é adicionado um fluxo constante de água para manter a refrigeração das pérolas, evitando assim, que as mesmas percam o poder de corte, conforme ilustrado na Figura 7.7. É de conhecimento que a rugosidade final das placas obtidas nos teares multifios é bem menor que a dos teares multilâminas. Em princípio é positivo para a regularização da superfície das placas, uma vez que permite suprimir as três primeiras etapas processadas com abrasivos mais grossos (24, 36 e 60 mesh), gerando cerca de 30% de economia no polimento e menor quantidade de resíduos industriais. Esta evolução foi benéfica no tocante à etapa de polimento de placas, mas acarretou um problema na fixação das placas com as argamassas. Como já mencionado, o assunto será tratado com detalhe no Capítulo 8, principalmente em rochas graníticas, onde a porosidade é baixa (< 3%) e não permite a aderência por 78

79 penetração da argamassa (ancoragem), ficando restrita às ligações físico-químicas entre a argamassa e os minerais constituintes da rocha. (A) (B) Figura 7.7 (A) Tear multifios diamantados (B) Detalhe mostrando na parte superior os fios diamantados e abaixo as chapas obtidas pelo corte do bloco. Fontes: Chiodi Filho (2017) comenta que em 2011 registrou-se o início de uma profunda mudança tecnológica no parque brasileiro de beneficiamento de chapas, pela substituição dos teares multilâminas de aço por teares multifio diamantados. 79

80 Como referência o ano de 2015, a capacidade instalada do parque brasileiro de beneficiamento em termos de serragem e polimento de chapas foi de cerca de 93 milhões m², a partir de rochas extraídas em blocos e caracterizadas por gerarem a maior parte dos denominados produtos de processamento especial. Conforme explicitado por Chiodi Filho (2017) o corte de blocos envolve os já referidos teares multilâminas convencionais, os teares multilâminas diamantados (para beneficiamento de mármores) e uma participação já dominante de teares multifios diamantados, com aproximadamente 320 unidades em operação (100 dos teares de fabricação nacional). Esta pujança coloca o Brasil como maior e melhor produtor mundial de chapas, além de possuir o maior parque mundial de teares multifios diamantados. Chiodi Filho (2017) comenta ainda a previsão de que até 2020, visando as demandas internas e do mercado internacional, a capacidade brasileira de serragem poderá superar 120 milhões m²/ano, com cerca de 80% dessa capacidade representada por teares multifios diamantados. O referido autor registra ainda que os estimados 800 teares multilâminas de aço operantes no Brasil em 2015, possam ser substituídos por não mais de 200 tares multifios diamantados, considerando-se os modelos de até 80 fios já ofertados no mercado, além de 50 teares multilâminas diamantados e outros 50 talha-blocos POLIMENTO DE CHAPAS O polimento das rochas é realizado por meio da ação de ferramentas abrasivas que eliminam as superfícies rugosas das chapas, herdadas na etapa antecessora (serragem), para se atingir o brilho desejado. É realizado por equipamentos denominados politrizes (Figura 7.8), que dispõe de cabeçotes (satélites) rotativos onde são fixados os rebolos abrasivos e aplicados sob pressão e em movimentos circulares sobre a superfície da chapa. Quando feito em rochas comuns é uma etapa subseqüente à serragem. No entanto em se tratando de rochas frágeis, como os materiais exóticos (pegmatitos, quartzitos, etc.), há necessidade de receber reforço antes de serem polidas devido à sua fragilidade mecânica. 80

81 7.2.1 Polimento de Rochas Comuns Esse processo industrial é realizado em três etapas consecutivas: desbaste, polimento e lustro. Na primeira etapa são utilizados abrasivos de granulometria mais grossa (24, 36 e 60 mesh), depois vem o polimento propriamente dito utilizando uma seqüência de abrasivos mais finos (120 ao mesh) e, finalmente, a lustragem da chapa. Para refrigeração do processo e limpeza da chapa ao longo do polimento, utiliza-se um fluxo constante de água. Figura Politriz automática em operação. Observar no canto direto/inferior a saída das chapas que já passaram pelo processo de polimento. Fonte: Rochas de Qualidade (2016d). Em resumo, o beneficiamento de rochas ornamentais é feito basicamente com o uso de abrasivos e, neste aspecto, a resistência ao desgaste pode ser considerada parte de um sistema tribológico, sendo influenciada por vários parâmetros, dentre eles o tipo de abrasivo, as propriedades da rocha e as variáveis operacionais do equipamento de desgaste. Esta premissa motivou o Grupo de Tecnologia de Rochas (GTR) da Área de Pósgraduação em Geotecnia da EESC/USP em buscar uma aplicação pioneira das bases conceituais da Tribologia (ramo do conhecimento amplamente difundido nas Engenharias Mecânicas e de Materiais) no polimento de granitos ornamentais. Foram concluídas uma tese de doutorado pelo Geólogo Leonardo Silveira (2007) e três dissertações de mestrado pelas arquitetas Damares Carvalho (2010) e Márcia 81

82 Neves (2010) e pelo tecnólogo Phillipe Fernandes de Almeida (2014), que serviram de base para vários trabalhos publicados e apresentados em congressos. A pesquisa mais recente acima referida tratou de um estudo comparativo de simulações entre o polimento de granitos utilizando abrasivos magnesianos e resinóides. Para atender ao objetivo de verificar as variáveis que influem no polimento, sob a ótica de um tribossistema composto pela rocha, abrasivos e condições operacionais, foi desenvolvido por Silveira (2007) um equipamento que possibilitou a simulação laboratorial do polimento de forma mais próxima da real, tendo como base os fundamentos do ensaio de abrasão pin-on-disk, regido pela norma ASTM G 99-04, o qual é usado para medir a resistência ao desgaste abrasivo de ligas metálicas. Diferentemente do ensaio pin-on-disk, no equipamento denominado Simulador de Polimento de Rochas SPR há uma inversão de papéis na qual a amostra de rocha é colocada no prato giratório e o abrasivo na forma de um pino é pressionado sobre a amostra, produzindo um sulco de polimento como ilustrado na Figura 7.9. Figura Corpo-de-prova de granito submetido ao ensaio no SPR (modificado de Almeida & Ribeiro, 2013). As pesquisas pioneiras utilizando o SPR (Figura 7.10) foram realizadas durante o doutorado de Silveira (2007) por meio de simulações de polimento de rochas graníticas submetidas à combinações de carga, velocidade e tempo de exposição em 10 etapas de beneficiamento utilizando abrasivos magnesianos. Utilizando essas variáveis, este autor concluiu que situações operacionais distintas influem de forma 82

83 diferente em cada tipo de rocha. A princípio, o maior consumo de abrasivo redunda em uma melhor qualidade do produto obtido, visto que sugere uma melhor (ideal) interação entre o abrasivo e a rocha. A relação entre as perdas de massa da rocha e do abrasivo mostrou a situação mais adequada em termos de variáveis do processo, no qual se obtém a melhor qualidade e ao mesmo tempo o menor custo. (B) (5) (6) (4) (C) (7) (A) (8) (E) (D) (3) (1) (2) Figura 7.10 Descrição geral do SPR : (1) Chave Geral; (2) Dispositivo para saída de água; (3) Reostato; (4) Marcador de tempo; (5) Amperímetro; (6) Tacômetro; (7) Mangueira d água; (8) Prato giratório. (A) Torre; (B) Haste; (C) Pesos; (D) Amostra de Rocha e (E) Dispositivo para colocação do abrasivo. Fonte: Silveira et al. (2004). Nas análises do comportamento das diferentes rochas submetidas a solicitações idênticas de desgaste foram definidos dois tipos principais de rugosidade: a de menor amplitude (rugosidade mineral- RM) e a de maior amplitude, que reflete contatos entre minerais (rugosidade de contato- RC), conforme ilustrado na Figura Figura 7.11 Exemplo dos dois tipos de superfícies possíveis de visualização nos perfis de rugosidade das rochas estudadas (Silveira, 2007). 83

84 Os resultados mostram que diferentes rochas respondem de modo específico, em função de suas características intrínsecas, às solicitações impostas pelo conjunto abrasivo-politriz. Ao longo de todas as etapas de polimento para as três rochas estudadas, RM foi a rugosidade que realmente apresentou diminuição, tendo RC apresentado pouca variação. O grau de heterogeneidade da rocha em muito condiciona RC. Na prática, a operação de polimento visando a diminuição destes tipos de irregularidades é um passo importante para a melhoria da previsão dos custos e da qualidade do polimento industrial. No decorrer dos experimentos laboratoriais, alguns problemas no manuseio do SPR como vibrações, deslizamento dos corpos de prova no prato giratório, má fixação do rebolo abrasivo, controle de velocidade da politriz entre outros, foram resolvidos com modificações que resultaram em maior precisão e praticidade aos ensaios. Estas modificações foram executadas durante o desenvolvimento dos Mestrados de Carvalho (2010) e de Neves (2010) e possibilitaram melhores condições no estudo de polimento ainda utilizando abrasivos magnesianos, em função das diferenças petrográficas (estruturas, texturas e composição mineral) e das propriedades físico mecânicas dos granitos. Tipos diferentes de rochas responderam de formas distintas ao processo de polimento. É indispensável, portanto, o conhecimento da petrografia e das características tecnológicas dentro do sistema tribológico (rocha, abrasivo e as condições operacionais) para diminuir o empirismo que se verifica na Indústria da Pedra. Nos ensaios realizados, as análises das diferentes respostas das rochas em nove combinações de polimento relacionaram carga sobre o abrasivo, velocidade de rotação e tempo gasto em cada etapa abrasiva. Com o monitoramento do ganho de brilho e da perda de massa nas várias etapas do processo foi possível estabelecer as condições ideais, tanto operacionais quanto econômicas para o polimento das rochas estudadas. Já as adaptações efetuadas no SPR equipamento possibilitaram, como já mencionado, maior precisão e praticidades nas medidas do polimento para alcançar o brilho acima de 70% que é o exigido para a comercialização de placas polidas de rochas. 84

85 A pesquisa de mestrado de Almeida (2014) tratou do estudo comparativo entre polimento de granitos efetuado com dois tipos de abrasivos: o tradicional magnesiano e o resinóide, de uso mais recente. Alguns resultados sobre estes abrasivos foram publicados no 4º Congresso Brasileiro de Rochas Ornamentais (2012) e no 14º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental (2013). Neste último trabalho foram realizados ensaios laboratoriais em duas rochas graníticas no SPR, visando entender a interação entre rocha e estes abrasivos no processo de polimento. Em princípio, a simulação com abrasivos resinóides promoveram uma melhor qualidade na superfície polida (Figura 7.12), uma vez que trata-se de um abrasivo que tem um maior poder de abrasão, consequência de sua composição com diamantes sintéticos. (A) (B) Figura 7.12 Detalhe de faixa de polimento para a sequência de abrasivos magnesianos (A) e resinóides (B); Almeida & Ribeiro (2013). Considerando as simulações com a rocha que apresentava granulação grossa, textura inequigranular, com megacristais de feldspatos com até mais de 50 mm irregularmente distribuídos e envoltos por matriz quartzo-feldspática e pouca mica indicaram uma certa limitação do ponto de vista de representatividade do equipamento SPR no desgaste abrasivo, onde a área de contato do pino abrasivo sobre a rocha é muito menor que a do rebolo abrasivo, não representando necessariamente a realidade do polimento industrial de granitos com mineralogia e textura similares. A experiência adquirida nestes ensaios e a consequente interpretação dos resultados possibilitaram o aprimoramento de técnicos e de alunos de pós-graduação 85

86 no que se refere a estudos do desbaste e do polimento de materiais pétreos, porém com limitações ao uso do SPR em rochas graníticas de textura grossa. De uma maneira geral, o polimento na Indústria da Pedra inclui ainda um processo designado resinagem que é aplicado sobre a superfície das chapas em determinados tipos de materiais por razões técnicas e/ou estéticas. As rochas submetidas a este processo são aquelas que apresentam uma quantidade elevada de microfissuras, como os materiais exóticos (pegmatitos, quartzitos, etc.) e outros materiais não tão frágeis. Como a resinagem também destaca a cor da rocha, alguns materiais que não apresentam descontinuidades físicas, mas possuem boa comercialização também são submetidos ao processo para obter valorização estética. A resinagem consiste na aplicação de um sistema epóxi sobre a superfície da chapa a ser polida que, quando curado, proporciona o aumento da resistência mecânica e química (contra agressões intempéricas) da rocha através do preenchimento de seus poros e microdescontinuidades. Como consequência da redução da porosidade, a chapa resinada também terá seu padrão cromático realçado e poderá exibir o máximo de brilho possível após passar pelo processo de polimento completo. De forma resumida, a resinagem se dá em três etapas: secagem das chapas polidas, aplicação do sistema epoxídico e cura. O processo pode ser manual ou completamente automatizado (comum apenas nas grandes indústrias). No sistema manual, as chapas podem ser desumidificadas em forno automático ou com maçaricos de gás GLP. Nos fornos automáticos, além da maior produtividade, há a vantagem da garantia quanto à retirada de umidade das chapas, fundamental para a adesão do sistema epóxi. A temperatura de secagem nos fornos é de 70º C. Após secas, as chapas são movimentadas e dispostas horizontalmente em bancadas onde irão receber o sistema epóxi na superfície polida. Este sistema é constituído pela mistura de uma resina epoxídica e um endurecedor em proporções de peso que variam de acordo com o tipo de material e as indicações do fabricante. As partes de resina e catalisador devem ser pesadas em balança eletrônica e bem 86

87 homogeneizadas, sendo que o consumo da mistura pode variar de 80 a 150 g/m² em função do material (quanto mais fissurado, maior a quantidade da mistura). Em seguida a mistura é espalhada com um rolo ou desempenadeira de aço por toda superfície da chapa ainda quente (Figura 7.13). Depois de espalhado o sistema epoxídico, normalmente espera-se um tempo médio de 3 horas até que a chapa possa ser colocada em cavaletes (pré-secagem), dando-se a cura total em 72 horas, quando a chapa poderá retornar para a finalização do polimento (lustro). Figura 7.13 Chapas de granito submetidas ao processo de resinagem. Fonte: Polimento de Rochas Frágeis O processo de telagem (reforço) é realizado nas chapas dos materiais denominados comercialmente exóticos, como os pegmatitos, em função de sua fragilidade mecânica principalmente quanto aos esforços fletores. Esse procedimento é necessário para evitar quebras ou trincas durante o processo de acabamento ou no transporte. Apesar de mecanicamente frágeis, os materiais exóticos possuem grande apelo estético, de forma que o reforço viabiliza sua comercialização, inserindo-os no mercado com alto valor agregado. 87

88 A telagem consiste basicamente da aplicação do sistema epóxi e uma tela de fibra de vidro no tardoz da chapa (superfície contrária à que receberá o acabamento). Nesse caso, além de preencher as microfissuras, o sistema epóxi também atua como agente colante da tela, dentro do conjunto de reforço. O processo ocorre de forma semelhante à resinagem, com a desumidificação das chapas em fornos, previamente ao tratamento. O sistema epóxi (resina/catalisador) é então dosado e misturado de acordo com as características do material a ser telado. Em seguida, a mistura é espalhada no tardoz da chapa e é aplicada a tela de fibra de vidro, conforme ilustra a Figura O processo de cura do sistema epóxi leva 24 horas, quando a chapa poderá seguir para o polimento. Figura 7.14 Processo de telagem de chapas de rochas em uma grande indústria de Cachoeiro de Itapemirim ES. Fonte: A análise do processo de telagem de chapas de materiais exóticos é tratada na pesquisa de doutorado da tecnológa Abiliane de Andrade Pazeto que se encontra em conclusão na Área de Pós-Graduação em Geotecnia da EESC-USP. O estudo tem como escopo quantificar o aumento de resistência efetivo proporcionado por essa técnica, bem como propor outras técnicas de reforço. 88

89 Pazeto & Paraguassú (2012, 2014) relataram que corpos de prova reforçados com tela de fibra de vidro apresentaram um aumento de resistência de apenas 15%, já os reforçados com sistema de canaletas preenchidas com compósito de sisal apresentaram um ganho de mais de 25% quando comparados à rocha sem reforço. Outra vantagem da técnica proposta é a substituição da fibra de vidro pela vegetal, que além de apresentar excelente interação com a resina epóxi, é inofensiva à saúde dos operadores da indústria. Ressalta-se que os reforços dessa natureza servem não só para possibilitar a comercialização de materiais exóticos, mas também para outros tipos de rocha que necessitam de maior resistência à flexão, como no caso dos trabalhos de Moreiras e Paraguassú (2012) e Moreiras et al. (2012; 2013a,b; 2015) e que estudam a viabilidade do emprego de placas de rocha que ao mesmo tempo tem as funções estrutural e para revestimento. Após o acabamento superficial as placas são cortadas com discos diamantados nas dimensões comerciais, para usos em diversas aplicações tais como pisos, revestimentos de paredes, tampos de mesas, balcões, entre outros. A título de informação complementar sobre corte de placas de rochas, encontra-se em conclusão pesquisa de doutorado Corte de jato com jato d água abrasivo uma abordagem baseada em energia desenvolvida pela geóloga Paula Bruno Arab no Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da EESC/USP. O jato d água abrasivo consiste em uma técnica de corte versátil que tem sido efetivamente aplicada ao corte de rochas desde meados da década de A capacidade de corte de materiais resistentes decorre da velocidade adquirida pelo jato, velocidade esta que em sistemas industriais convencionais pode alcançar 1000 m/s. Para isso, a água é mantida altamente pressurizada no interior da máquina, percorrendo uma tubulação até atravessar um orifício de pequeno diâmetro (<0,5 mm) responsável por transformar a energia potencial da água pressurizada em energia cinética, produzindo um jato d água de alta velocidade. A Figura 7.15 apresenta um fluxograma básico do funcionamento do jato d água abrasivo. 89

90 Figura 7.15 Composição esquemática de operação da máquina de corte com jato d água abrasivo (modificado de KULEKCI, 2002). O mecanismo envolvido no corte jato d água abrasivo compreende dois circuitos principais: o circuito d água e o circuito de óleo. Após a etapa de filtração d água, uma bomba de reforço mantém a água sob baixa pressão para que seja garantido um fluxo contínuo através do intensificador, um tipo de bomba hidráulica responsável pela amplificação da pressão d água (geralmente até 500 MPa). O óleo também é mantido sob baixa pressão para garantir a alimentação constante do sistema e é responsável pela movimentação do pistão do intensificador. Após a amplificação da pressão, a água atravessa o atenuador, que é uma válvula cuja finalidade é a redução das flutuações de pressão no interior da máquina, garantindo, assim, um fluxo consistente e estável através da tubulação da máquina. A água pressurizada então chega à cabeça de corte, cuja função é gerar o jato d água através de um orifício de pequeno diâmetro, além de inserir o abrasivo no sistema. Logo que o jato d água é formado, sua alta velocidade provoca a sucção do material abrasivo, que se encontra em um reservatório conectado ao sistema. Em seguida, há a homogeneização do jato d água e do abrasivo no interior do bocal, gerando o jato d água abrasivo que, após cortar a rocha, é absorvido por um tanque d água a fim de se evitar o dano de outras superfícies abaixo do alvo. A Figura 7.16 apresenta detalhadamente os principais componentes do cabeçote de corte. 90

91 Figura Y Cabeçote de corte e seus principais componentes (FLOW, 2012). O impacto do jato d água abrasivo na superfície da rocha leva à geração e propagação localizada de fissuras, mecanismo principal responsável pelo corte. Um processo erosivo também contribui para a desagregação da rocha em locais onde o jato perde energia, ou seja, com o aumento da profundidade de corte e nos limites laterais do corte. Como principais vantagens da técnica, pode-se citar: o ótimo acabamento das peças devido à não-propagação (ou propagação mínima) de fissuras além dos limites cortados; a baixa temperatura de corte em comparação ao corte mecânico, evitando-se danos termais; a possibilidade de corte em diversos formatos, já que o bocal é guiado por software CAD/CAM; a espessura do corte é muito pequena (ao redor de 2 mm), portanto somente um pequeno volume de material é perdido. Em contrapartida, a principal desvantagem encontra-se no fato de que o corte de peças muito espessas deixa de ser preciso, pois o jato dissipa boa parte de sua energia com a profundidade, gerando uma superfície ondulada que possui acabamento de qualidade inferior (MOMBER& KOVACEVIC, 1998). 91

92 8 SISTEMAS ADERENTES DE COLOCAÇÃO DAS PEDRAS O processo mais tradicional de assentamento de pedras emprega argamassa no dorso das placas, sendo conhecido também como sistemas aderentes. Apesar das excelentes características estéticas e de durabilidade, as rochas quando aplicadas em pisos e em revestimentos de paredes internas e externas requerem cuidados especiais quanto aos procedimentos de execução e ao tipo de argamassa utilizada. Pode ocorrer o descolamento de placas por má aderência às argamassas ou por manifestações patológicas rocha/argamassa. Na maioria das vezes, o assentamento (fixação) é processado de maneira empírica e sem o conhecimento do tipo de rocha, pois inexistem especificações metodológicas para as argamassas utilizadas na fixação. Até pouco tempo o uso das rochas era restrito às construções luxuosas, ultimamente está mais difundido e registra um acréscimo no consumo residencial de rochas para pisos e revestimentos não só pelas suas qualidades e efeito estético, mas também pelo preço acessível. Isto resultou no aumento do uso de argamassa para a fixação e implica, portanto, na necessidade de estudos mais detalhados sobre as composições das argamassas para atender a grande variedade de tipos de rochas existentes nos mercados interno e externo (hoje mais de tipos comercializados). Estas constatações motivaram o desenvolvimento de pesquisas sobre a fixação de placas de rochas com argamassas colantes em pisos e paredes pelo Grupo de Tecnologia de Rochas (GTR) da Área de Pós-Graduação em Geotecnia da EESC/USP, que resultaram em dois programas de mestrado, um da engenheira Lizandra Nogami (2007) e outro da arquiteta Karen Grillo (2010), além de um doutorado (2013) da referida engenheira, servindo de base para outros estudos que se encontram em trabalhos publicados e apresentados em congressos. 8.1 ARGAMASSAS COLANTES Nos revestimentos de edificações podem ser utilizados vários materiais, dentre eles, placas cerâmicas e de rochas. Existem várias pesquisas, normas e 92

93 especificações para a fixação de material cerâmico, o que não ocorre quando se trata de placas de rocha. As placas cerâmicas ou de rochas podem ser fixadas com argamassas comuns, compostas de cimento, areia e cal, feitas em canteiros de obras ou com argamassas colantes, que atualmente são as mais usadas por oferecem maior qualidade, rapidez e homogeneidade no processo de fixação, razões pelas quais torna-se importante o seu estudo. As argamassas colantes são produtos industrializados e comercializados na forma de pó, constituídos de cimento Portland, agregados minerais e aditivos químicos. Quando misturados com água, formam a massa viscosa, plástica e aderente que é empregada no assentamento de placas para revestimento. As composições das argamassas colantes variam conforme o fabricante e a finalidade que se destina. Elas podem ser classificadas de acordo com seu desempenho nos ensaios de tempo em aberto (NBR Parte 3; 2012a), deslizamento sobre o cordão (NBR Parte 5; 2012b) e arrancamento (NBR Parte 4; 2012c). São representadas, segundo a norma NBR Parte1(2012d), pelas seguintes siglas: ACI Interior: Argamassa com características de resistência às solicitações mecânicas e térmicas/higrométricas típicas de revestimentos internos, com exceção daqueles aplicados em saunas, churrasqueiras, estufas e outros revestimentos especiais. O tempo em aberto deve ser no mínimo de 15 minutos; ACII Exterior: Argamassas com características de adesividade que permitem absorver os esforços existentes em revestimentos de pisos e paredes externas, decorrentes de ciclos de flutuação térmica e higrométrica, da ação de chuva e/ou vento, da ação de cargas como as decorrentes do movimento de pedestres, em áreas públicas, e de máquinas ou equipamentos leves sobre rodízios não metálicos. O tempo em aberto deve ser no mínimo de 20 minutos; ACIII Alta Resistência: Argamassa que apresenta propriedades de modo a resistir a altas tensões de cisalhamento nas interfaces substrato/adesivo e placas cerâmicas/adesivo, juntamente com uma aderência superior entre as interfaces em relação às argamassas dos tipos I e II. São especialmente indicadas para usos em saunas, piscinas, estufas, entre outros ambientes. O tempo em aberto deve ser no mínimo de 20 minutos; 93

94 ACIIIE Especial: Semelhantes ao tipo III, porém com o tempo em aberto estendido. O tempo em aberto deve ser no mínimo de 30 minutos. Como já ressaltado, quando se estuda a fixação de placas de rocha com argamassas há escassez de informações, sobretudo no que se refere ao uso de argamassas colantes. Ainda que esta seja uma técnica muito utilizada, faltam normas e especificações que orientem uma boa aplicação. Dessa maneira, o que se faz na prática é adotar a NBR Parte 4 (ABNT, 2012c), desenvolvida para cerâmicas. 8.2 RESISTÊNCIA À ADERÊNCIA DE ARGAMASSAS COLANTES Alguns dos resultados mais relevantes de estudos desenvolvidos pelo Grupo de Pesquisa em Tecnologia de Rochas da Área de Pós-Graduação em Geotecnia da EESC/USP tratando da fixação de placas de rochas com argamassas colantes que foram publicados como artigos completos em anais de congressos e revistas indexadas serão a seguir apresentados. A principal exigência de uma argamassa no estado endurecido é a aderência ao substrato e/ou rocha. Por essa razão, foi determinada a resistência das aderências à tração, correlacionando às forças de arrancamento com diversas rugosidades e composições mineralógicas de vários tipos de rochas. NOGAMI et al. (2008, 2009) obtiveram importantes resultados sobre a aderência de alguns granitos com argamassa colante, comparando o valor da aderência de diferentes rochas fixadas com três tipos de argamassas: argamassa de canteiro, argamassa comercial (a mais utilizada) e uma argamassa colante para porcelanatos desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Arquitetura e Urbanismo, USP São Carlos (ALMEIDA & SICHIERE, 2006). Esta última foi utilizada para rocha, por ter uma característica muito importante, ou seja, a boa aderência para material de baixa porosidade (porcelanato). Foram realizados ensaios de aderência por tração nas superfícies rugosa e polida de corpos de prova de três tipos de granitos (rochas de baixa porosidade) de grande aceitação comercial e os resultados mostraram a excelente qualidade da argamassa colante desenvolvida em laboratório e que sua aderência está relacionada à rugosidade da superfície expressa pelo parâmetro Rt (mm) e à mineralogia destas rochas (Figura 8.1). 94

95 Figura 8.1 Relação entre resistência de aderência à tração da argamassa colante desenvolvida em laboratório e a rugosidade Rt (mm) da superfície dos corpos de prova dos granitos ensaiados (Nogami et al.,2008). Outro aspecto que deve ser considerado na aderência é o conteúdo mineralógico da rocha. Nogami et al. (2009) realizaram ensaios de aderência com os principais minerais constituintes dos granitos, o quartzo e o feldspato. As amostras destes minerais foram preparadas por secções de macro cristais conforme ilustrado na Figura 8.2. Observou-se que a aderência do quartzo é aproximadamente 50% menor que a aderência do feldspato, informação importante para relacionar a influência da mineralogia e dos componentes da argamassa na fixação de alguns tipos de granitos. (A) (B) Figura 8.2 Preparação de amostras dos cristais para ensaios de arrancamento (Nogami et al., 2009): (A) quartzo e (B) microclínio (feldspato). Dando continuidade aos estudos, NOGAMI et al. (2012a) realizaram comparações das aderências entre cinco tipos argamassas colantes. Uma industrializada e específica para granitos e mármores, as outras preparadas em laboratório partindo da composição da já referida argamassa para porcelanato. Os ensaios de aderência foram feitos em oito tipos diferentes de rochas de grande aceitação comercial. Todos os valores de aderência das argamassas colantes experimentais foram superiores aos obtidos para a industrializada (por empresa líder no setor) específica para granitos e mármores. Também foram investigados os 95

96 comportamentos da microestrutura dos conjuntos substrato-padrão, argamassa e rocha. Foram feitas também estudos em microscópio óptico e observaram-se contatos nítidos entre a superfície dos corpos de prova e as argamassas, não havendo borda de reação e nem penetração das argamassas na rocha. A aderência apenas se processou no contato substrato padrão/argamassa (Figura 8.3). (A) (B) Figura 8.3 (A) Contato nítido rocha/argamassa sem borda de reação e (B) Circunferência mostra o local onde se processou a ancoragem na interface substrato padrão/argamassa. Modificado de Nogami et al. (2015). Estes estudos comparativos ressaltaram que a aderência está relacionada às características mineralógicas e à rugosidade das placas, mostrando que em rochas de boa qualidade, principalmente as graníticas, a baixa porosidade (~0,3%) não permite que a aderência das argamassas se processe por ancoragem, ficando restrita às ligações eletroquímicas com os minerais presentes. Isto significa que em placas de um determinado tamanho do mesmo tipo de rocha os valores de aderência podem variar com a rugosidade da superfície tardoz que entra em contato com a argamassa. Consequentemente maior rugosidade maior superfície de contato com os minerais (maior número de ligações eletroquímicas), portanto maior aderência. Essa rugosidade que é decorrente do corte de blocos para obtenção das chapas, permanece na face não polida (tardoz) da placa que é assentada sobre a argamassa. NOGAMI et al. (2012b) apresentaram uma adaptação de ensaios (normas) de cerâmicas para serem usados na fixação de placas de rochas em revestimentos de pisos e paredes, considerando o fato de que inexistem normas que orientem a boa aplicação de argamassas no assentamento de placas de rocha. Para os 96

97 conjuntos substrato padrão/argamassa/rocha foram comparados os seguintes ensaios: tempo em aberto, flexibilidade e deslizamento, resistências de aderência à tração e ao congelamento/degelo. Destaca-se que para a determinação da resistência de aderência à tração foi realizada uma adaptação (aumento) do número de corpos de prova ensaiados para fins de representatividade estatística. Todas as argamassas estudadas apresentaram tempo em aberto dentro da norma, as argamassas preparadas em laboratório foram mais flexíveis em relação à argamassa industrializada e todas atenderam as especificações da norma para os ensaios de deslizamento e de aderência. No trabalho de NOGAMI et al. (2012b) encontram-se também resultados de ensaios de congelamento e degelo, que é uma simulação do grupo dos ensaios relativos à durabilidade de rochas. É um ensaio fundamental sempre que se pretenda utilizar uma rocha em aplicações exteriores de regiões com clima que inclua períodos regulares com temperaturas negativas. Trata-se de uma constatação importante para uso de revestimentos em países de clima frio e, neste caso, a argamassa colante que se mostrou mais adequada foi uma argamassa preparada em laboratório com cimento branco, que sofreu um decréscimo de 10% em sua resistência (Tabela 8.1). Importante contribuição sobre a utilização de argamassas colantes para fixação de placas é a pesquisa de Grillo et al. (2012), onde se encontram resultados de aderência com 3 tipos de argamassas, duas industrializadas e uma desenvolvida em laboratório, aplicadas em placas de mármore, quartzito e arenito. Os valores obtidos para todas as rochas foram maiores para a argamassa produzida em laboratório e bem superiores aos limites estabelecidos pela norma (Figura 8.4), sendo que em algumas amostras as rupturas nos ensaios de arrancamento por tração ocorreram na rocha, o que evidencia que as forças de atração geradas no contato foram superiores à resistência da rocha. A observação sob lupa da interface argamassa-rocha dos corpos de prova de arenito que foram assentados com a argamassa industrializada (Figura 8.5) evidenciou um processo de ancoragem (aderência mecânica) representada pela intrusão da argamassa nas reentrâncias do contato que juntamente com as saliências conferem a rugosidade desta rocha. 97

98 Tabela 8.1 Resultados dos ensaios de congelamento /degelo. Fonte: Nogami et al. (2012b). Argamassa RTA (MPa) Rocha CA AO VB PSG VL AF PI JR Antes 1,96 1,92 1,65 1,60 1,55 1,51 1,50 1,44 AI Depois 0,76 0,74 0,73 0,72 0,68 0,68 0,61 0,49 Variação (%) 61,2 61,5 55,8 55,0 56,1 55,0 59,3 66,0 Antes 3,08 2,95 2,85 2,66 2,65 2,52 2,51 2,14 AP Depois 1,53 1,49 1,41 1,32 1,26 1,25 1,25 1,10 Variação (%) 50,3 49,5 50,5 50,4 52,5 50,4 50,2 48,6 Antes 3,23 2,65 2,40 2,30 2,20 2,08 1,86 1,74 A1 Depois 1,94 1,60 1,46 1,40 1,30 1,25 1,11 1,05 Variação (%) 39,9 39,6 39,2 39,1 40,9 39,9 40,3 39,7 Antes 2,72 2,58 2,52 2,40 2,20 2,19 2,16 1,74 A2 Depois 2,43 2,31 2,23 2,12 1,99 1,98 1,93 1,59 Variação (%) 10,7 10,5 11,5 11,7 9,5 9,6 10,6 8,6 Antes 2,52 2,39 2,34 2,13 2,01 2,00 1,76 2,52 A3 Depois 1,78 1,69 1,63 1,48 1,43 1,40 1,26 1,78 Variação (%) 29,7 29,4 29,3 30,3 30,5 28,9 30,0 28,4 LEGENDA: AI- Argamassa industrializada; AP- Argamassa para porcelanato; A1/A2/A3 desenvolvidas em laboratório com base da composição de AP; RAT- Resistência de aderência à tração; Rochas estudadas: CA- Cinza Andorinha; AO- Amarelo Ornamental; VB- Vermelho Brasília; PSG- Preto São Gabriel; VL- Verde Labrador; AF- Azul Fantástico; PI- Preto Indiano; JR- Jacarandá Rosado). Figura 8.4 Valores médios das resistências da aderência à tração das rochas e argamassas estudadas e tipos de rupturas (Grillo et al., 2012). 98

99 Figura 8.5 Ancoragem mecânica da argamassa industrializada com o arenito (Grillo et al., 2012). Como já exposto no Capítulo 7, é conhecido que a rugosidade final das placas obtidas nos teares multifios é bem menor que a dos teares convencionais. Na prática, a melhor qualidade superficial (menor rugosidade) das placas implica em menores custos de polimento e de quantidade de resíduos do beneficiamento. Esta evolução positiva quanto ao polimento industrial de placas implica em problema quando da fixação das placas com argamassas colantes, principalmente em granitos e rochas de porosidade similar (<3%) onde não ocorre aderência por penetração da argamassa (ancoragem), ficando restrita às ligações físico-químicas entre a argamassa e os minerais constituintes da rocha. Este assunto ganha importância pela crescente e irreversível participação dos teares com multifios diamantados no parque industrial brasileiro de beneficiamento, aliado à variedade significativa de rochas disponíveis no mercado, bem como a inexistência de normas técnicas para assentamento de placas polidas de rochas para revestimento. Estas premissas motivaram a continuidade de estudos por pesquisadores da Área de Tecnologia de Rochas do Departamento de Geotecnia da EESC/USP, envolvendo inicialmente as relações entre a rugosidade de placas de rocha para revestimento e sua aderência com diferentes tipos de argamassas colantes. Na pesquisa piloto que se encontra em andamento a rocha selecionada foi uma rocha gnáissica conhecida como Jacarandá Rosado de grande aceitação comercial e também a disponibilidade de placas desta rocha com três faixas de rugosidades: uma muito rugosa (similar a das chapas serradas em teares 99

100 multilâminas convencionais, outrora os mais difundidos na indústria), uma média e outra mais lisa, similar à rugosidade superficial de chapas obtidas no corte com teares multifios diamantados. Com base em estudos prévios e no trabalho de Nogami et al. (2015), foram testados dois tipos de argamassas colantes (um comercial e outro produzido em laboratório). Resultados preliminares de 54 ensaios de resistência de aderência à tração (RAT) indicaram valores médios de 1,39 MPa e 1,16 MPa, respectivamente, para as rugosidades maior e menor dos corpos de prova assentados com a argamassa industrial, representando um decréscimo de aproximadamente 17 % na RAT. Também se confirmou esta tendência com a argamassa produzida em laboratório, mas com valores de aderência notadamente melhores, como exemplo a RAT de 1,93 MPa nos CPs com superfície de contato mais rugosa. Aspectos importantes verificados nos ensaios de aderência com argamassa laboratorial são apresentados nas Figuras 8.6 e 8.7. Figura 8.6 Aspecto do substrato padrão com corpos de prova medianamente rugosos, depois de realizados os ensaios de arrancamento. No detalhe, observar que a ruptura ocorreu na rocha. 100

101 Figura 8.7 Vista parcial do substrato padrão com corpos de prova rugosos, depois de realizados os ensaios de arrancamento. No detalhe, observar que a ruptura também ocorreu na rocha. 8.3 INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA ADERÊNCIA DE ARGAMASSAS COLANTES Sendo este um assunto ainda pouco conhecido, Ribeiro et al. (2015) estudaram o efeito da variação da temperatura na aderência de placas de granito assentadas com argamassas colantes em revestimentos externos de pisos e paredes. A rocha selecionada foi um sienogranito de grande aceitação comercial, conhecida como Vermelho Capão Bonito, com excelentes qualidades tecnológicas e alto valor estético. Os ensaios de resistência de aderência à tração por arrancamento foram realizados segundo as técnicas desenvolvidas para materiais cerâmicos, tendo em vista a falta de normas para rochas de revestimento. Corpos de prova com diâmetro de 3 cm foram assentados com dois tipos de argamassas (uma comercial fabricada por empresa líder no setor e outra desenvolvida em laboratório) em substratos padrões. Após a cura de 28 dias em temperatura ambiente (23 C) e na umidade relativa de 65% foram realizados os ensaios de aderência nas seguintes temperaturas: 23ºC, 30 C, 40 C, 50 C e 60 C (controladas por termopares colocados nas interfaces argamassa/rocha). Um esquema ilustrativo destes procedimentos é ilustrado na Figura

102 (A) (B) (C) (D) Figura 8.8 (A) Aspecto macroscópico do sienogranito Vermelho Capão Bonito ; (B) Posicionamento e (C) Fixação dos corpos de prova nos conjuntos argamassa / substrato padrão; (D) Detalhe mostrando a pastilha metálica P colada à rocha e conectada ao equipamento utilizado nos ensaios de aderência. Modificado de Ribeiro et al. (2015). Os resultados expressos na Figura 8.9 indicaram um decréscimo de 42 a 48% nos valores de aderência com o aumento da temperatura, variando de 1,92 a 1,12 MPa para a argamassa comercial e de 2,04 a 1,13 MPa para a desenvolvida em laboratório. Entretanto, os valores de aderência ainda foram superiores a 1 MPa, limite requerido pela norma para placas cerâmicas. Constatou-se que a variação de temperatura parece exercer importante influência na diminuição da aderência, abrindo perspectivas importantes de experimentos com outros tipos de granitos para estudar desplacamentos e patologias que ocorrem em revestimentos externos feitos com placas destes materiais. O fato dos resultados obtidos por Ribeiro et al. (2015) mostrarem comportamentos similares aos verificados em estudos prévios com materiais cerâmicos, motivou a continuidade de pesquisas relacionando a perda de aderência de placas de granitos com a temperatura medida na interface argamassa colante rocha. 102

103 (A) (B) Figura Gráficos dos resultados de resistência de aderência à tração (RAT) versus temperatura para argamassas colantes industrializada (A) e laboratorial (B). Modificado de Ribeiro et al.(2015). No momento, se encontram em fase de conclusão estudos que seguiram o mesmo roteiro experimental adotado por Ribeiro et al. (2015), mas estendendo os testes para outros três tipos de rochas comercialmente conhecidas como Branco Desireé, Vermelho Capão Bonito e Cinza Andorinha, as quais foram assentadas com três tipos de argamassas colantes, uma industrial e outras duas laboratoriais, estas de melhor desempenho conforme já destacado por Nogami et al. (2012a,b). Resultados preliminares de aproximadamente 250 ensaios com conjunto de amostras submetidas a diferentes temperaturas (23ºC, 30 C, 40 C, 50 C e 60 C) indicam, para todas as rochas e todas as argamassas colantes testadas um decréscimo da resistência de aderência à tração com o aumento da temperatura. Trata-se de informações importantes uma vez que é um fenômeno comum em argamassas cimentíceas quando submetidas a variações de temperatura, similares às condições naturais de insolação e de resfriamento em revestimentos externos de pisos e paredes com placas de rocha. Com a devida interpretação das informações obtidas no referido programa experimental espera-se um melhor entendimento da influência da temperatura em sistemas aderentes de placas de rochas com argamassas colantes, ampliando perspectivas importantes de pesquisas na área de assentamento de rochas. 103

104 9 SISTEMAS NÃO ADERENTES DE COLOCAÇÃO DAS PEDRAS Prof. Dr. Sérgio Trajano Franco Moreiras Os sistemas não aderentes de fixação com placas de rocha racionalizam a execução dos revestimentos, pois eliminam o uso da argamassa. A placa geralmente é fixa na região das arestas, o dorso fica livre e ela é submetida a esforços de tração na flexão na superfície contrária ao carregamento. Dentre os diversos sistemas não aderentes de fixação, três serão apresentados: as fachadas ventiladas fixadas com inserts metálicos tipo pino, os pisos elevados apoiados pelos quatro cantos em pedestais de polipropileno e as lajes estruturais simplesmente apoiadas pelas quatro extremidades. Os dois primeiros foram introduzidos no Brasil no final da década de 80 e são amplamente empregados em edifícios de alto padrão. O terceiro tipo, as lajes estruturais, ainda não é de emprego sistemático no Brasil. A principal vantagem das lajes estruturais com rochas é que elas exercem ao mesmo tempo função estrutural e de revestimento. É um sistema bem mais racional comparado aos métodos tradicionais que empregam blocos cerâmicos, vigas pré-moldadas de concreto, concreto, argamassa e materiais para o revestimento do piso. Outras utilizações de placas de rocha em sistemas não aderentes além das mencionadas são: as divisórias internas de edifícios comerciais e painéis para vedação exterior. Este último ainda de uso incipiente com placas de granitos, é amplamente empregado com placas cimentíceas pré-moldadas. Serão apresentados, resumidamente, os resultados obtidos da dissertação de mestrado (2005) e da tese de doutorado (2014) do engenheiro Sérgio Trajano Franco Moreiras, desenvolvidas na Área de Pós-Graduação em Geotecnia da EESC- USP, assim como dos trabalhos apresentados em congressos e publicados em revistas. 9.1 FACHADAS VENTILADAS O termo fachada ventilada refere-se às fachadas com fixação por componentes metálicos em que é permitida a circulação de ar no interior do 104

105 sistema. Quando esta circulação não é permitida a definição encontrada na literatura que melhor se enquadra é fachada cortina. Nos sistemas de fixação com inserts metálicos em fachadas a placa de rocha fica destacada da estrutura da edificação, formando no seu dorso uma camada de ar, que é responsável pelo efeito de isolamento térmico, principalmente quando é permitida a circulação de ar no interior do sistema (Figura 9.1). Outras vantagens são a estanqueidade à água e a proteção do edifício contra agentes agressivos intempéricos. b a d c Figura 9.1 Sistema de revestimento de fachadas com placas de rocha, onde: (a) estrutura da edificação; (b) insert; (c) placa de rocha e (d) colchão de ar. Fonte: Moreiras (2.005). Esse sistema permite ainda uma racionalização das atividades de construção, porque dispensa o uso de argamassas, tornando a obra mais limpa, com menor geração de resíduo e sem a morosidade inerente aos processos tradicionais de assentamento de placas Breve Histórico As termas de Caracalla, construídas entre os anos de 212 e 217 d. C., em homenagem ao Imperador romano da época Marcus Aurelius Antoninus, conhecido por Caracalla, são os primeiros registros históricos do uso de placas de rocha no revestimento externo de edifícios. Placas de mármore trazidas da região de Carrara eram aderidas à alvenaria composta de tijolos de barro e de pedaços de rocha usando um tipo de argamassa preparada com cinzas vulcânicas (pozolana) proveniente da região de Pozuoli. O resultado foi o mesmo aspecto imponente das obras construídas até então com blocos de rocha, porém de uma forma muito mais racional. 105

106 No início do século XX uma nova modalidade de revestimento de fachadas com rochas foi inaugurada com a construção do Kaiser Franz Josef Stadt Museum (1.902) e da Igreja de São Leopoldo (1.909) na cidade de Viena, Áustria. Nestes dois projetos do arquiteto austríaco Otto Wagner a fixação de placas delgadas de rocha nas estruturas foi feita por meio de componentes metálicos de cobre (SIQUEIRA JUNIOR, 2.003). Segundo Lewis (2.007) e Naggatz e Gerns (2.007) a indústria americana de beneficiamento de placas pétreas, graças ao desenvolvimento de novas ferramentas, materiais e insumos, produziu no início da segunda metade do século XX placas de rocha com espessura controlada. No Brasil a aplicação de placas de rocha em fachadas ventiladas começou na década de oitenta, principalmente em edifícios de alto padrão nos principais centros urbanos. A Figura 9.2 ilustra dois exemplos de fachadas de edifícios no município de São Paulo compostos por peles de vidro e de rocha, sem caixilhos aparentes. O efeito gerado por essa combinação é o responsável pela beleza e imponência das fachadas. (A) (B) Figura 9.2 (A) Vista da fachada do edifício Faria Lima Financial Center. Fonte: e (B) Vista da fachada do edifício Millennium Office Park. Fonte: Granitos Mármores e Metais GMM (2.013). O primeiro edifício, o Faria Lima Financial Center com 20 pavimentos, situado em avenida que leva o mesmo nome tem o design da fachada feito com pilares revestidos de placas de granito amarelo com acabamento apicoado, sendo o espaço entre eles preenchido por painéis de vidro (Figura 9.2A). O resultado é o 106

107 aspecto imponente da fachada, que faz referência aos edifícios de New York do início de século passado. No segundo edifício, o Millennium Office Park (Figura 9.2B) localizado na Vila Olímpia, a solução dos arquitetos foi revestir a região das vigas com granito claro polido e entre elas aplicar uma pele de vidro. As Figuras 9.3 e 9.4 mostram outros dois exemplos de edifícios no município de São Paulo, porém com linhas de design mais arrojadas: a Torre João Salem e o edifício e-tower. No Edifício João Salem (com 17 pavimentos) situado na Avenida Paulista Abussamra (2.009) incorpora tendências contemporâneas para a fachada, com a presença do conceito de desconstrução, sugerido pelo efeito da desconexão aparente entre a fachada e a estrutura do edifício e também pelos recortes na parte superior da fachada. Nesta obra (Figura 9.3) mais de m² do granito comercializado como Branco Ceará revestem as fachadas da torre. As placas têm as dimensões padronizadas em 1,25 m x 1,39 m; 1,25 m x 1,25 m e 1,25 m x 0,78 m, todas com espessura de 30 mm (Rochas de Qualidade, 2008). Figura Vistas principais da Torre João Salem. No e-tower (Figura 9.4), com 41 pavimentos e 161 metros de altura, situado na Rua Funchal, número 408, foi selecionado para o revestimento da fachada o granito Branco Ceará. Placas grandes com dimensões de 2,50 por 1,60 m e peso de 350 kg foram pré-montadas no solo em estruturas de alumínio e placas de dimensões menores foram fixadas com inserts metálicos. Herman (2.005) projetou 107

108 para o e-tower uma edificação composta por três volumes principais, cada um com formatos, dimensões e desenhos de fachadas distintos. Figura 9.4 Vista geral do edifício e-tower. Fonte: Arcoweb (2.010). No Brasil, dentre os tipos litológicos existentes, os granitos são as rochas com maior emprego no revestimento de fachadas devido a sua maior durabilidade nas nossas condições climáticas e devido também a alta resistência mecânica. Nas obras observa-se maior tendência na seleção de granitos com padrões estéticos homogêneos e acabamento polido. Os mármores, que já foram muito empregados no revestimento de fachadas no Brasil, hoje estão em desuso por sofrerem ataques, basicamente, de todos os tipos de ácidos. Assim também acontece com as rochas calcárias, que também não são comumente especificadas nas obras brasileiras. No entanto, em Portugal e em outros países da Europa ainda é comum o revestimento de fachadas com placas de rocha calcária (Figura 9.5). É corriqueiro o cuidado de aplicar vedantes na superfície das placas para evitar a migração de solução aquosa para o interior dos poros. 108

109 (A) (B) Figura (A) Fachada do aeroporto de Lisboa e (B) Fachada do Centro Cultural de Belém. Fonte: Ezimut (2.013). A Figura 9.6 ilustra uma obra no município de São Paulo com uso da brecha calcária, com nome comercial de Bege Bahia, que é um material não usual para fachadas, pois apresenta altos índices de absorção de água e de alterabilidade; e ainda baixa resistência mecânica. Considerando estes fatores, foram tomados cuidados especiais no projeto com o emprego de placas de tamanho reduzido e com a espessura adotada de 30 mm. (A) (B) Figura 9.6 (A) Detalhe do revestimento dos pilares da edificação com o Bege Bahia e (B) Detalhe da fixação das placas com inserts metálicos Sistemas não aderentes de fixação em fachadas Os dois sistemas mais empregados atualmente para a fixação de placas de rochas em fachadas ventiladas são o pontual e o glazing. No primeiro as placas são fixas em quatro pontos na estrutura da edificação por meio de inserts metálicos. No sistema glazing as placas são pré-montadas no solo em estruturas metálicas, geralmente de alumínio, e a seguir esse conjunto é fixado na estrutura da edificação (Figura 9.7). 109

110 Figura Pré montagem das placas de granito em estrutura de alumínio. As placas são fixadas nas estruturas portantes através de rasgos tipo kerf. A largura da aba dos perfis metálicos é ligeiramente inferior a largura do entalhe, para permitir o uso de material de enchimento que absorva as vibrações. Segundo Camposinhos (2.009) os sistemas pré-moldados com estruturas metálicas têm aplicação para placas com dimensões superiores a um metro e os sistemas pontuais são mais empregados para placas com dimensões menores. A Figura 9.8 mostra os dois principais sistemas de fixação pontuais, sendo (A) o americano onde o componente de fixação possui a forma de chapa ou perfil e (B) o alemão em que o dispositivo tem a forma de pino (FLAIN, 1995). O insert, na maioria dos projetos, é composto de três partes, conectadas entre si por parafusos, que permitem ajustes nas três direções durante o processo de montagem. (A) (B) Figura 9.8 Sistemas de fixação por inserts: (A) Sistema de fixação por chapas em rasgo circular e (B) Sistema de fixação tipo pino/furo. Fonte: Flain (1995). 110

111 9.1.3 Sistema pino/furo Por meio da revisão bibliográfica e em visitas à obras de revestimento de fachadas constatou-se que o sistema mais utilizado no Brasil é o pontual que emprega inserts metálicos com forma de pino que se aloja em furo na placa (sistema alemão). A norma DIN (2013) estabelece as configurações para este sistema: distância mínima entre o centro do furo e as bordas da placa em 2,5 vezes a espessura da placa, espessura mínima da placa de 30 mm, diâmetro mínimo do furo de 8 mm e do pino 5 mm. A folga mínima em toda a circunferência do furo deve ser de 1,5 mm (Figura 9.9). Esta folga deve ser preenchida com luva plástica para acomodar as deformações existentes no sistema. 8 1, 5 1, 5 F u r o P in o ,5e e 30 (A) (B) Figura 9.9 (A) Locação do furo na placa (mm), onde e é a espessura da placa e (B) dimensões mínimas (mm) no ponto de fixação entre a placa e o insert. Fonte: DIN (2013) modificado. Segundo Camposinhos (2.009) para os pinos metálicos os diâmetros mais usuais são os de 6 e 7 mm e o comprimento de 30 a 60 mm. O diâmetro dos furos deve ser de 2 mm maior que os pinos em toda a circunferência e o comprimento superior em 5 mm. Quanto aos aspectos construtivos do sistema pino/furo, deve ser ressaltada na construção de fachadas com placas de granito a importância da verificação na obra da estética e dimensões das placas, conforme projeto de paginação. 111

112 Também se deve garantir no material a inexistência de trincas, fraturas, fissuras e outras estruturas que possam prejudicar o desempenho estrutural. Na década passada os furos nas placas eram realizados nas marmorarias, mas atualmente graças aos equipamentos portáteis e para evitar erros nas furações, que eram bastante corriqueiros no Brasil, as furações são executadas na própria obra (Figura 9.10). Para se exemplificar a alta produtividade deste processo, acompanhamos em um canteiro de obras na cidade de São Paulo a execução de 156 furos em placas de granitos, que foram realizados em aproximadamente três horas. Figura 9.10 Execução de furo em placa de granito em canteiro de obras das instalações do Hospital Santa Joana, localizado no Bairro do Paraíso em São Paulo. A Figura 9.11(A) mostra o dispositivo da perfuratriz portátil com broca diamantada que permite calibrar a distância entre a superfície polida da placa e o centro do furo. A Figura 9.11(B) mostra o aspecto do furo após a execução. Por sua vez, a Figura 9.12 ilustra o processo de montagem de placas de granito para o revestimento da fachada do Higienópolis Medical Center, localizado próximo ao cemitério da Consolação. A placa é transportada com o auxílio de talha mecânica, é apoiada sobre os inserts metálicos e a seguir são instalados os inserts para fixar a parte superior da placa. 112

113 (A) (B) Figura 9.11 (A) Equipamento de perfuração acoplado a placa para inicio da execução do furo e (B) Aspecto do furo após execução. Fonte: Granito, Mármores e Metais GMM (2013). (A) (B) Figura 9.12 (A) Apoio da parte inferior da placa nos inserts e (B) Travamento da parte superior da placa. Observou-se em obras de fachadas, em edifícios com revestimentos já executados e em entrevistas a projetistas e montadores de fachadas com placas pétreas que havia nas obras brasileiras uma tendência de usar juntas seladas, com isso abre-se mão do efeito da ventilação no conforto térmico, porém garante-se maior estanqueidade do sistema. Segundo Dutra (2.010) nas fachadas ventiladas a entrada de água na alvenaria da edificação é muito pequena. 9.2 PISOS ELEVADOS As placas de granitos empregadas no revestimento de pisos elevados, geralmente, possuem dimensões de 500 x 500, 600 x 600 e 700 x 700 mm e espessura de 20 ou 30 mm. As placas são apoiadas pelos quatro cantos em pedestais e ficam 113

114 suspensas em relação ao solo. Segundo Bernardes (2009) os materiais mais empregados para a fabricação dos apoios, atualmente, são o polietileno, o polipropileno e o PVC. De acordo com a norma NBR (ABNT, 2015j) os apoios devem possuir área de base mínima de 300 cm² e área superior de 100 cm², correspondendo a um raio de 55 mm (Figura 9.13A). A Figura 9.13B mostra uma obra de revestimento de pisos elevados com placa de granito, que tem por principais vantagens a rapidez na execução, racionalização da construção e permite cabeamento pela parte inferior do sistema. Esta última vantagem faz com que os pisos elevados sejam muito empregados em escritórios de alto padrão, que exigem constantes mudanças no lay out. (A) (B) Figura 9.13 Pisos elevados: (A) Detalhe do apoio para fixação das placas e (B) Vista da execução de obra de revestimento de piso em sistema elevado. Fonte: Bernardes (2009). A Figura 9.14 mostra a construção do piso da área externa do edifício e- Tower situado na região da Vila Olímpia na cidade de São Paulo. A opção do emprego do piso elevado para área externa tem como principal vantagem a economia de um aterro de aproximadamente 50 cm que deveria ser feito em toda a área externa do edifício em uma região onde é critico o tráfego de veículos pesados e alto o custo de material de enchimento. Figura 9.14 Execução do piso elevado em placas com 30 mm de espessura para área externa do edifício e-tower. Fonte: Granitos Mármores e Metais GMM (2013). 114

115 9.3. LAJES ESTRUTURAIS Nesse sistema placas de grandes dimensões (200 cm de largura por 300 cm de comprimento) são apoiadas pelas quatro extremidades sobre vigas de concreto (Figura 9.15). Com isso, além de revestir o piso a placa de rocha passa exercer a função estrutural de laje da edificação. Destaca-se que este tipo de laje deve ser empregado juntamente com reforço estrutural, devido ao fato da rocha ser um material de natureza frágil quanto aos esforços fletores. Figura 9.15 Sistema não-aderente de lajes estruturais com placas de rocha. Fonte: Moreiras e Paraguassú (2012). Em relação aos sistemas tradicionais a velocidade de execução é de 8 vezes mais rápida, possui custo de mão de obra quatro vezes menor, é mais leve, permite uma sobrecarga duas vezes superior em relação ao sistema construtivo de lajes préfabricadas/pré-moldadas convencionais, além de ser mais racional e com menor quantidade de resíduo gerado. Nesse sistema de fixação é necessária a instalação de uma camada de neoprene entre as vigas e as placas. De acordo com a norma brasileira NBR 9062 (ABNT, 2006), para a situação em questão, deve ser especificado uma camada de neoprene com espessura mínima de 6 mm e dureza Shore A 70. Juntas de movimentação dão espaço para as dilatações térmicas e desvios dimensionais das placas que ocorrem durante a sua produção. No dimensionamento da dilatação térmica das juntas para os granitos Vermelho Capão Bonito, Preto São Gabriel e Branco Desiree, Moreiras & Paraguassú (2012) aplicaram as diretrizes da norma NBR Parte 3 (ABNT, 2015d) e como resultado foi obtido como valor máximo para os três tipos um milímetro (variação 115

116 térmica de 50 C). De acordo com a norma EN 1341 (BSI, 2012) a variação dimensional máxima permitida no comprimento e na largura de placas em estudo é de 1,5 mm para mais ou para menos. Portanto, para acomodar simultaneamente as variações dimensionais e térmicas especificou-se uma junta com 5 mm de largura. Lima & Paraguassú (2004) estudaram a dilatação térmica de rochas graníticas observando que ela aumenta com o tamanho dos grãos minerais e do conteúdo em quartzo e diminui com o aumento da porosidade aparente. Para proteger a placa de rocha contra a infiltração de água, deve ser aplicado nas juntas um selante do tipo elástico (absorve as deformações da pedra sem romper) que se apoia sobre um cordão flexível de polietileno (Figura 9.16). Figura 9.16 Detalhes do sistema de laje estrutural com placas pétreas: (A) selante elástico da junta; (B) apoio para selante de polietileno flexível com seção circular; (C) placa de granito; (D) manta de neoprene e (E) viga de concreto com seção retangular de 20 por 50 centímetros. A tolerância permitida pela norma EN 1341 (BSI, 2012) de mais ou menos 3 mm para a espessura das placas pode gerar desníveis e mal desempenho da laje estrutural com placa de granito. Portanto, o uso de teares diamantados multi-fios garante a produção de placas sem variação significativa na espessura. As placas dos granitos descritos (Vermelho Capão Bonito, Preto São Gabriel e Branco Desiree) na espessura de 20 mm pesam, respectivamente, 316,2 kg, 355,2 kg e 315,6 kg e na de 30 mm pesam, respectivamente, 474,3 kg, 532,8 kg e 473,4 kg. As placas quando recebidas na obra passam por controle de qualidade, de maneira que são rejeitadas placas com trincas, veios, nichos constituintes de outros minerais e outras características que possam prejudicar o desempenho estrutural da placa. 116

117 Quanto à equipe de montagem, esta deve possuir conhecimento em montagem de placas com talhas mecânicas, em instalação de manta de neoprene e em aplicação de selantes. Como já mencionado, placas polidas de granitos têm grande aceitação para revestimentos de edificações por apresentarem ampla variedade de cores e de padrões estéticos, aliados às excelentes propriedades tecnológicas apresentadas por estas rochas. Tais feições dependem das variáveis inerentes aos processos geológicos que ocorrem durante a gênese dos granitos, onde se incluem: os minerais presentes, como eles se interagem, as suas dimensões e os fluidos formados durante a cristalização. O que explica a grande diversidade dos resultados dos parâmetros físico-mecânicos obtidos nos ensaios de caracterização dessas rochas. Tal diversidade se traduz em incertezas que justificam os altos valores do coeficiente de segurança usado nos projetos e, os fatores de segurança prescritos nas normas não garantem a ausência de ruína. A metodologia para sistemas não aderentes tem usado os critérios de projeto de tensão admissível. Entretanto, nos últimos anos, vem aumentado o número de artigos que apontam a análise de confiabilidade como uma ferramenta importante para projetos de revestimentos com placas de rochas. Os métodos de confiabilidade e os riscos aceitáveis são definidos dependendo do material, do tipo de aplicação, dos níveis de carga, entre outros fatores. Estes riscos são traduzidos para a probabilidade de ruína e o índice de confiabilidade. Diante dessas constatações Moreiras et al. (2014) realizaram pesquisa aplicando os conceitos de confiabilidade para sistemas de revestimentos nãoaderentes com placas de granitos, considerando a variabilidade da resistência do material, bem como os efeitos das cargas. Na nova abordagem são determinados a probabilidade de ruína e o índice de confiabilidade. As propriedades estruturais avaliadas para complementar esses estudos foram: determinação do comportamento tensão versus deformação, da tensão de ruptura, dos deslocamentos verticais, do módulo de Young e do coeficiente de Poisson. Nesta pesquisa também é apresentado um exemplo de projeto de laje de granito sendo inicialmente determinada a espessura das placas usando os critérios de projeto de tensão admissível e, em seguida, realizada a análise de confiabilidade por simulação de Monte Carlo. Os resultados comparativos 117

118 mostraram que placas do granito com valor mais elevado de resistência à flexão, dependendo do nível de dispersão, podem apresentar menor confiabilidade. A ferramenta de simulação de Monte Carlo permitiu determinar com precisão a probabilidade de ruína para a situação em estudo, onde os efeitos de cargas internas são compostos de dois tipos diferentes de distribuição. A análise de confiabilidade, que considera a influência da variabilidade das propriedades físicomecânicas das rochas, cada vez mais tem mostrado ser importante para o dimensionamento das placas desses materiais. É possível estabelecer valores de referência para a probabilidade de ruína e o índice de confiabilidade para granitos e também reduzir os fatores de segurança usados, com menor probabilidade de ruína para os valores estabelecidos. Na prática brasileira para o dimensionamento dos sistemas não aderentes empregam-se basicamente as tensões de ruptura dos ensaios de tração na flexão, não sendo levados em conta outros parâmetros importantes. Para complementar esses estudos Moreiras et al. (2015) avaliaram as propriedades de placas de um diorito norítico de grande aceitação comercial, conhecido como granito Preto São Gabriel, para uso nas duas modalidades descritas de sistemas não-aderentes de edificações, o Piso Elevado e a Laje Estrutural. As propriedades estruturais avaliadas foram: determinação do comportamento tensão versus deformação, da tensão de ruptura, dos deslocamentos verticais, do módulo de Young e do coeficiente de Poisson. Os resultados mostraram boa correlação entre os cinco módulos de Young obtidos, portanto, qualquer um deles pode ser usado no projeto de sistemas de revestimentos não aderentes empregando placas deste tipo de granito. Nos projetos corriqueiros de revestimento de edificações com pedras naturais, em sistemas não aderentes a propriedade tensão de tração na flexão, é comumente usada, entretanto, outras propriedades importantes para avaliar o comportamento destes materiais não são consideradas, tais como: o diagrama de comportamento tensão-deformação, os módulos de Young e o coeficiente de Poisson e resistência última. Moreiras et al. (2016) determinaram todas essas propriedades para estudos de revestimentos com três rochas graníticas brasileiras de grande aceitação comercial. O diagrama de comportamento da tensão-deformação na flexão permitiu a determinação do fator de segurança três, como suficiente para que placas destas rochas com 30 mm de espessura trabalhar em regime elástico, 118

119 garantindo a segurança do revestimento. Os resultados mostraram forte correlação entre os cinco módulos de Yong que foram determinados, indicando que para os tipos de granitos estudados, qualquer um deles pode ser usado no dimensionamento dos sistemas não-aderentes de fixação de placas de rochas. 9.4 CONSIDERAÇÕES FINAIS A fixação de placas de rochas nas obras de engenharia pode ser feita utilizando-se sistemas aderentes e não aderentes. No sistema aderente, o dorso das placas entra em contato direto com as argamassas que as fixam à edificação. As pesquisas apresentadas neste capítulo mostraram a interdependência da composição mineralógica, da rugosidade do tardoz com a resistência de aderência à tração por arrancamento, uma vez que em rochas de qualidade, como os granitos (porosidade <3%), a aderência se processa por forças eletroquímicas, e não por ancoragem como no caso de rochas porosas, por exemplo, alguns tipos de arenitos e quartzitos. Quanto aos sistemas não aderentes de fixação, a placa de rocha geralmente é fixa na região das arestas, ficando o dorso livre e a placa submetida a esforços de tração na flexão na superfície contrária ao carregamento. É o que ocorre nas fachadas ventiladas e pisos suspensos e, como já discutido, são relevantes as características físico-mecânica e estrutural da rocha. 119

120 10. ALTERABILIDADE DE ROCHAS Trata-se de um assunto amplo, de grande complexidade, importante na escolha, durabilidade e manutenção do valor estético das rochas usadas em obras de engenharia. Envolve diversas áreas do conhecimento, razão pela qual será apresentado um breve comentário sobre o tema. Os mecanismos de alteração de uma rocha se manifestam pela desagregação (mecanismo físico) e pela decomposição (mecanismo físico-químico). A combinação destes dois mecanismos é, porém, freqüente e a predominância de um sobre o outro dependerá das condições ambientais que, associadas às solicitações em obras implicará em maior ou menor durabilidade do revestimento. Conforme já apresentado no item 5.4.8, a alteração é conceituada como qualquer tipo de modificações presente na rocha, seja por processos geológicos ou artificiais (adquiridos durante o uso) e alterabilidade como sendo a susceptibilidade da rocha em sofrer alterações. O processo de alteração da rocha pode começar antes da exploração da jazida do material rochoso que lhe deu origem, durante a sua exploração, beneficiamento e também depois de aplicada numa obra, por ações naturais e artificiais. As solicitações naturais estão ligadas às deformações decorrentes do intemperismo (físico e físico-químico) antes de sua explotação ou pelo alívio das tensões do material rochoso durante e após as atividades de extração. As solicitações artificiais estão relacionadas às ações mecânicas havidas no processo de lavra, no beneficiamento para produção de placas polidas ou não, na fixação das obras e durante o uso. O conhecimento das características petrográficas das rochas, bem como de suas propriedades físicas e físico-mecânicas, permite uma melhor previsão de seu comportamento como componente de um revestimento. 120

121 Sucessos sobre a utilização de rochas em revestimento podem ser garantidos se houver um bom conhecimento das propriedades destes materiais e uma melhor compreensão de seu comportamento ante as diferentes solicitações em obras. Por outro lado, alguns insucessos podem estar relacionados às seguintes condições: a) Deteriorações e a questão do uso e durabilidade de rochas ornamentais para revestimento (FLAIN et al., 1997; FRASCÁ et al., 1999; FRASCÁ, 2002, 2003; FLAIN et al., 2014); b) Ocorrência de alto desgaste quando da utilização de rochas de baixa dureza como revestimento de pisos e degraus de escadarias; às vezes, por isto, pode também ocorrer aparecimento de ondulações nestes, seja pela existência de veios silicosos, de maior dureza, em mármores, seja por justaposição de rochas com diferentes resistências ao desgaste em pisos de alto tráfego (FRAZÃO& CARUSO, 1989); c) Aparecimento de manchas, ou orifícios, em revestimento de exteriores devido ao uso de rochas com minerais secundários sulfetados, que se decompõem ante as ações intempéricas; d) Surgimento de manchas em revestimentos de exteriores e de interiores quando do uso de rochas com alto grau de absorção d água, principalmente quando a argamassa de assentamento das placas no piso ou na parede apresenta alta relação água/cimento (FLAIN, 1993; FLAIN & FRAZÃO, 1997). Na pesquisa de Frascá e Yamamoto (2014) são apresentados alguns ensaios de alteração acelerada para o estudo da deterioração de rochas graníticas em edificações e monumentos. Diversos outros exemplos poderiam ser citados para reforçar a importância do estudo das propriedades das rochas como material de construção, tanto para garantia de segurança, quanto para a economia numa obra. O comportamento que uma rocha apresentará já está retratado nas suas propriedades intrínsecas, relacionadas à composição mineralógica, textura e estrutura, as quais dimensionarão a resposta, satisfatória ou não, às solicitações químicas e físicomecânicas do meio ambiente, seja este na escala micro como macro ambiental. 121

122 Por outro lado, rochas de excelentes qualidades tecnológicas e estéticas podem ter o seu aspecto externo comprometido, por não atender rigorosamente as diretrizes e cuidados exigidos pelas técnicas de assentamento em sistemas aderentes (argamassas) e não aderentes (inserts). Insucessos na fixação de placas de granitos com argamassas podem ser observados na Figura (A) (a) (B) (b) Figura 10.1 Exemplos de fachadas danificadas por fixação inadequada de placas de granitos de boa qualidade com argamassas em revestimentos externos de duas edificações na cidade de São Carlos/SP, uma residencial (A e detalhe a) e outra comercial (B e detalhe b). 122