Aspectos de Interesse sobre Rochas Ornamentais e de Revestimento by ABIROCHAS Associação Brasileira da Industria de Rochas Ornamentais

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DE ROCHAS ORNAMENTAIS

ABIROCHAS

A AS SP PE EC CT TO OS SD DE E IIN NT TE ER RE ES SS SE ES SO OB BR RE E R OR RN NA AM ME EN NT TA AIIS SE ED DE E RO OC CH HA AS SO R RE EV VE ES ST TIIM ME EN NT TO O:: IId peecciiffiiccaaççãão nttiiffiiccaaççãão o,, E o ee U o Essp Uttiilliizzaaççãão deen Elaborado pelo Geólogo Cid Chiodi Filho Consultor da ABIROCHAS KISTEMANN & CHIODI Assessoria e Projetos Ltda.

Dezembro de 2002

ASPECTOS DE INTERESSE SOBRE ROCHAS ORNAMENTAIS E DE REVESTIMENTO

SUMÁRIO 1 – CONCEITOS E DEFINIÇÕES ......................................................................................... 06 2 – TIPOLOGIA DAS ROCHAS ORNAMENTAIS E DE REVESTIMENTO ............................ 2.1 Rochas Silicáticas - Granitos .......................................................................... 2.2 Rochas Carbonáticas – Mármores e Calcários .......................................... 2.3 Rochas Silicosas - Quartzitos .......................................................................... 2.4 Rochas Síltico-Argilosas - Ardósias ................................................................ 2.5 Rochas Ultramáficas - Serpentinitos, Pedra Sabão e Pedra Talco .........

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3 – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS ......................................................................... 3.1 Petrografia Microscópica ............................................................................... 3.2 Índices Físicos .................................................................................................... 3.3 Desgaste Amsler ............................................................................................... 3.4 Compressão Uniaxial ....................................................................................... 3.5 Resistência à Tração na Flexão ..................................................................... 3.6 Coeficiente de Dilatação Térmica Linear ................................................... 3.7 Outros Ensaios e Aspectos Importantes .......................................................

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4 – NOÇÕES GERAIS DO BENEFICIAMENTO ................................................................. 4.1 Serragem em Teares ........................................................................................ 4.2 Serragem em Talha-Blocos ............................................................................ 4.3 Acabamento de Superfícies ..........................................................................

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5 – PROPRIEDADES DESTACADAS PARA MÁRMORES E GRANITOS .......................... 21 6 – FATORES DE DEGRADAÇÃO DAS ROCHAS ........................................................... 22 7 – PRINCIPAIS AGENTES DE ALTERAÇÃO EM REVESTIMENTOS .................................. 24 8 – CRITÉRIOS DE ESPECIFICAÇÃO / USOS RECOMENDADOS ................................... 8.1 Rochas Carbonáticas e Silicáticas ............................................................... 8.2 Ardósias .............................................................................................................. 8.3 Quartzitos ........................................................................................................... 8.4 Serpentinitos ......................................................................................................

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9 – PRINCIPAIS FONTES DE CONSULTA .......................................................................... 30

Capítulo 1 CONCEITOS E DEFINIÇÕES As rochas ornamentais e de revestimento, também designadas pedras naturais, rochas lapídeas, rochas dimensionais e materiais de cantaria, abrangem os tipos litológicos que podem ser extraídos em blocos ou placas, cortados em formas variadas e beneficiados através de esquadrejamento, polimento, lustro, etc. Seus principais campos de aplicação incluem tanto peças isoladas, como esculturas, tampos e pés de mesa, balcões, lápides e arte funerária em geral, quanto edificações, destacando-se, nesse caso, os revestimentos internos e externos de paredes, pisos, pilares, colunas, soleiras, etc. Estima-se movimentação de US$ 18 bilhões/ano nos mercados internos dos países produtores, de US$ 12 bilhões/ano com a comercialização de materiais brutos e beneficiados, no mercado internacional, bem como de US$ 10 bilhões/ano para negócios com máquinas, equipamentos, insumos, materiais de consumo e prestação de serviços. A alavancagem de atividades pode ser examinada ao referir-se que a produção mundial de rochas ornamentais e de revestimento evoluiu de 1,5 milhões de t/ano, na década de 20, para um patamar atual de 65 milhões de t/ano. Tal incremento foi determinado tanto por novos tipos de utilização das rochas ornamentais nas paisagens urbanas, principalmente no que se refere a obras de revestimento, quanto por novas tecnologias de extração, manuseio, transporte e beneficiamento de blocos. Os avanços tecnológicos permitiram o aproveitamento e difusão de diversas rochas anteriormente não comercializadas, enquanto as novas utilizações viabilizaram soluções estéticas e funcionais muito interessantes e confiáveis na construção civil. Cerca de 80% da produção mundial é atualmente transformada em chapas e ladrilhos para revestimentos, 15% desdobrada em peças para arte funerária e 5% para outros campos de aplicação. Aproximadamente 60% dos revestimentos referem-se a pisos, 16% a fachadas externas, 14% a interiores e 10% a trabalhos especiais de acabamento. Os mármores representam, na atualidade, cerca de 45% da produção mundial, com 40% atribuídos aos granitos, 5% aos quartzitos e similares, e 5% às ardósias. A participação dos granitos elevou-se de um patamar de 15% no princípio da década de 50, para 22%, na de 70, 38% em meados da década de 80, até os atuais 40%, incrementando a demanda global sem restringir a utilização dos mármores. Os blocos extraídos nas pedreiras têm volume variável entre 5 m3 e 8 m3, podendo atingir, excepcionalmente, 12 m3. Materiais especiais, com alto valor comercial, permitem, no entanto, o aproveitamento de blocos a partir de 1m3. As dimensõespadrão especificadas variam de 2,4 x 1,2 x 0,6 m (1,73 m3) a 3,3 x 1,8 x 1,5m (8,91 m3). Rochas com planos preferenciais de partição paralelos, como quartzitos e ardósias, são lavradas pela extração direta de placas no maciço.

Os mármores mais categorizados são os de massa fina, tanto brancos quanto desenhados coloridos, muito apreciados para arte estatuária e outras peças isoladas de acabamento e mobiliário. Entre os granitos, verifica-se, atualmente, melhor aceitação para os amarelos movimentados (tipo Juparaná), brancos (tipo Bianco Cardinalle, Cotton, Cashmere) e movimentados multicores (tipo Sul de Minas e Bahia), além, é claro, dos azuis (Azul Bahia e Azul Macaúbas).

Capítulo 2 TIPOLOGIA DAS ROCHAS ORNAMENTAIS E DE REVESTIMENTO Do ponto de vista comercial, as rochas ornamentais e de revestimento são basicamente subdivididas em granitos e mármores. Como granitos, enquadram-se, genericamente, as rochas silicáticas, enquanto os mármores englobam, lato sensu, as rochas carbonáticas. Alguns outros tipos litológicos, incluídos no campo das rochas ornamentais, são os quartzitos, serpentinitos, travertinos e ardósias, também muito importantes setorialmente. Para a distinção entre um granito (rocha silicática) e um mármore (rocha carbonática), dois procedimentos simples são recomendados: os granitos não são riscados por canivetes e chaves; os mármores, inclusive travertinos, são riscados por canivetes/chaves e reagem ao ataque de ácido clorídrico a 10% em volume, efervescendo tanto mais intensamente quanto maior o caráter calcítico (na falta de ácido clorídrico, pode-se pingar limão). Serpentinitos e ardósias não efervescem ou efervescem muito discretamente, e podem ser riscados por canivetes. Os quartzitos, muitas vezes assemelhados aos mármores, não são riscados por canivetes/chaves e nem efervescem com ácido clorídrico ou limão. Rochas isótropas, sem orientação preferencial dos constituintes mineralógicos, são designadas homogêneas e mais utilizadas em obras de revestimento. Rochas anisótropas, com desenhos e orientação mineralógica, são chamadas movimentadas e mais utilizadas em peças isoladas, pois sua aplicação em revestimentos demanda apuro estético e caracteriza uma nova tendência de design, ainda não totalmente assimilada pela maioria dos consumidores tradicionais. O padrão cromático é o principal atributo considerado para qualificação comercial de uma rocha. Em função das características cromáticas, os materiais são enquadrados como clássicos, comuns ou excepcionais. Os materiais clássicos não sofrem influência de modismos, incluindo mármores vermelhos, brancos, amarelos e negros, bem como granitos negros e vermelhos. Os materiais comuns ou de "batalha", de largo emprego em obras de revestimento, incluem mármores bege e acinzentados, além de granitos acinzentados, rosados e amarronzados. Os materiais excepcionais são normalmente utilizados para peças isoladas e pequenos revestimentos, abrangendo mármores azuis, violeta e verdes, além de granitos azuis, amarelos, multicores e brancos. As designações comerciais aplicadas são muitas vezes exóticas e enganosas, não espelhando os parâmetros de cor e procedência dos materiais. As formas tradicionais de nomenclatura refletem tais parâmetros (p. ex.: Verde Candeias, Vermelho Capão Bonito, Rosa Sardo, etc.), devendo ser adotadas como base para identificação de novos materiais comercialmente tipificados. Os produtos comerciais obtidos a partir da extração de blocos e serragem de chapas, que sofrem algum tipo de tratamento de superfície (sobretudo polimento e lustro), são designados como rochas processadas especiais. Tal é o caso dos 5

materiais que no geral aceitam polimento e recebem calibração, abrangendo os mármores, granitos, quartzitos maciços e serpentinitos. Os produtos comerciais normalmente utilizados com superfícies naturais em peças não calibradas, extraídos diretamente por delaminação mecânica de chapas na pedreira, são por sua vez designados como rochas processadas simples. Para ilustração refere-se que, no Brasil, tal é o caso dos quartzitos foliados (tipo pedra São Tomé, pedra mineira, pedra goiana, etc.), da pedra Cariri, dos basaltos gaúchos, da pedra Miracema, da pedra Macapá, da pedra Morisca, entre outras, referindo-se que apenas a pedra Cariri tem “origem carbonática”. As ardósias recebem designação específica, sendo os nomes comerciais diferenciados pela cor da rocha. Os serpentinitos tem seus produtos comercializados sob a designação de mármores verdes. 2.1 Rochas Silicáticas – Granitos Para o setor de rochas ornamentais e de revestimento, o termo granito designa um amplo conjunto de rochas silicáticas, abrangendo monzonitos, granodioritos, charnockitos, sienitos, dioritos, diabásios/basaltos e os próprios granitos. A composição mineralógica dos “granitos” é assim definida por associações muito variáveis de quartzo, feldspato, micas (biotita e muscovita), anfibólios (sobretudo hornblenda), piroxênios (aegirina, augita e hiperstênio) e olivina. Alguns desses constituintes podem estar ausentes em determinadas associações mineralógicas, anotando-se diversos outros minerais acessórios em proporções bem mais reduzidas. Quartzo, feldspatos, micas e anfibólios são os minerais dominantes nas rochas graníticas e granitóides. Macroscopicamente, o quartzo é reconhecido como o mineral incolor ou fumê, geralmente translúcido, muito comum nos granitos, podendo-se também encontrálo na cor azulada em rochas específicas. Os feldspatos (microclínio, ortoclásio e plagioclásios), são os principais balizadores do padrão cromático das rochas silicáticas, conferindo as colorações avermelhada, rosada e creme-acinzentada nos granitos homogêneos (isótropos) e orientados/movimentados (anisótropos). A cor negra variavelmente impregnada na matriz das rochas silicáticas, é conferida pelos minerais máficos (silicatos ferro-magnesianos), sobretudo anfibólio (hornblenda) e mica (biotita), chamados vulgarmente de “carvão”. Nos granitos mais leucocráticos (claros), portanto com menor quantidade de minerais ferro-magnesianos, o quartzo e o feldspato compõem normalmente entre 85% e 95% da rocha. A textura das rochas silicáticas é determinada pela granulometria e hábito dos cristais, sendo a estrutura definida pela distribuição desses cristais. Composição, textura e estrutura representam assim parâmetros de muito interesse para caracterização de granitos e sua distinção dos mármores.

2.2 Rochas Carbonáticas – Mármores e Calcários As principais rochas carbonáticas abrangem calcários e dolomitos, sendo os mármores os seus correspondentes metamórficos. Os calcários são rochas sedimentares compostas principalmente de calcita (CaCO3), enquanto dolomitos são rochas também sedimentares formadas sobretudo por dolomita (CaCO3.MgCO3). Alguns outros minerais carbonáticos, notadamente a siderita (FeCO3), ankerita (Ca,MgFe(CO3)4) e a magnesita MgCO3, estão freqüentemente associados com calcários e dolomitos, mas geralmente em pequenas proporções. Os mármores são caracterizados pela presença de minerais carbonáticos com graus variados de recristalização metamórfica. Argilo-minerais (caulinita, illita, clorita, smectita, etc.) e seus produtos metamórficos (sericita, muscovita, flogopita, biotita, tremolita, actinolita, diopsídio, etc.), constituem impurezas comuns tanto disseminadas quanto laminadas nas rochas carbonáticas. Quartzo e sulfetos são acessórios freqüentes, como cristais isolados ou em disseminações na matriz. Matéria orgânica pode estar também finamente disseminada, conferindo cores marrons escuras e negras às rochas portadoras. A maior parte das rochas carbonáticas têm origem biológica ou mais propriamente biodetrítica, formando-se em ambientes marinhos pela deposição de conchas e esqueletos de outros organismos (corais, briozoários, etc.). Essas conchas e esqueletos são preservados como fósseis mais e menos fragmentados, perfeitamente reconhecíveis nas rochas pouco ou não metamorfizadas. Processos deposicionais conduzidos por precipitação química e bioquímica direta de carbonatos em ambientes de água doce, determinam a formação de rochas não fossilíferas e bastante heterogêneas do tipo travertino e marga. Rochas carbonáticas representam assim materiais sedimentares e metassedimentares, constituídos por 50% ou mais dos minerais calcita e dolomita. Calcários, epicalcários e mármores calcíticos contêm calcita predominante, enquanto dolomitos, metadolomitos e mármores dolomíticos são rochas similares com predominância de dolomita. Impurezas comuns incluem argilas, quartzo, micas, anfibólios, matéria orgânica/grafitosa e sulfetos, caracterizando-se uma ampla variedade de cores, texturas, desenhos, cristalinidade e conteúdo fóssil. No setor de rochas ornamentais e de revestimento, o termo mármore é utilizado para designar todas as rochas carbonáticas, metamórficas ou não, capazes de receber polimento e lustro. O crescimento recente da participação relativa dos granitos foi, pelo menos em parte, determinado por sua maior durabilidade e resistência frente aos mármores, além dos padrões estéticos não tradicionais e possibilidades de paginação em pisos e fachadas. 2.3 Rochas Silicosas – Quartzitos Quartzitos podem ser definidos como rochas metamórficas com textura sacaróide, derivadas de sedimentos arenosos, formadas por grãos de quartzo recristalizados e 7

envolvidos ou não por cimento silicoso. Tanto quanto nos mármores, a recristalização mineralógica ocorre por efeito de pressão e temperatura atuantes sobre os sedimentos arenosos originais, tornando os quartzitos normalmente mais coesos e menos friáveis que os arenitos. Os minerais acessórios mais comuns são as micas (filossilicatos), zircão, magnetita/ ilmenita e hidróxidos de ferro e de manganês. As feições estéticas dos quartzitos, sobretudo o padrão cromático, são determinadas pelos minerais acessórios. Quartzitos com pequena participação de filossilicatos (normalmente mica branca), não desenvolvem foliação metamórfica e planos preferenciais de partição. Estes quartzitos são portanto caracterizados como rochas maciças de textura sacaróide granoblástica, extraídos como blocos nas pedreiras e posteriormente serrados em chapas. Por exemplo, os quartzitos lavrados na Bahia, enquadram-se dentre as variedades maciças existentes no Brasil. Quando é maior a presença de micas, os quartzitos desenvolvem textura sacaróide granolepidoblástica, com planos preferenciais de partição/delaminação aproveitados para extração direta de placas no maciço rochoso lavrado. O maior grau de absorção d’água (0,20-0,80%) proporcionado pela textura sacaróide, evita o empoçamento de água e facilita a drenagem de pisos externos, sobretudo da borda de piscinas. Além disso, a inexistência de minerais reativos torna os quartzitos inertes a agentes de alteração, como produtos de limpeza e soluções ácidas em geral. Não existe disciplinamento para as designações comerciais aplicadas aos quartzitos, com tendência de se chamar como São Tomé, materiais de diversas procedências. As variedades comercializadas incluem rochas de coloração esbranquiçada, amarelada (champagne), esverdeada, rosada e acinzentada, apresentadas sobretudo como lajotas não calibradas, cacos (cavacos) e filetes. 2.4 Rochas Síltico-Argilosas – Ardósias Ardósias são rochas metassedimentares, de baixo grau metamórfico, formadas a partir de seqüências argilosas e síltico-argilosas. A definição científica de ardósia baseia-se, entretanto, na presença de planos preferenciais de partição paralelos, que proporcionam a “clivagem ardosiana”. Os planos de clivagem são formados pela isorientação de minerais placóides e prismáticos, compondo uma estrutura xistosa comum a boa parte das rochas metamórficas. A distinção das ardósias, entre as demais rochas com planos preferenciais de clivagem, é determinada pela sua granulação muito fina e pela maior capacidade de partição em superfícies paralelas. Seus principais constituintes mineralógicos incluem mica branca fina (sericita), quartzo, clorita e grafita. Quantidades variáveis, em geral acessórias, de carbonato, turmalina, titanita, rutilo, feldspato, óxidos de ferro e pirita, podem ocorrer. Sendo essencialmente constituídas por minerais estáveis como o quartzo e filossilicatos (mica e clorita), as ardósias são resistentes à meteorização e por isso altamente duráveis. Algumas impurezas, sobretudo as carbonáticas, contribuem 8

para a diminuição de durabilidade, pois são atacadas por soluções ácidas e corroem as ardósias. Em Minas Gerais, as áreas de extração e beneficiamento de ardósias abrangem uma região de 7.000 km2, que responde por 90% da produção brasileira. As variedades extraídas são comercialmente tipificadas pela cor, anotando-se ardósias cinzas, verdes, roxas (vinho), preta e grafite. As variedades cinzas, pretas e grafite podem dar origem à ardósia “ferrugem”, como resultado da oxidação de finas lamelas de pirita com estrutura fibrorradial, interestratificadas. Onde são mais espaçados os planos de desplacamento definidos pela clivagem ardosiana, formam-se as ardósias do tipo “matacão”. O principal produto comercial das ardósias de Minas Gerais, ao qual se remete pelo menos 70% dos 15 milhões de m2 de chapas elaboradas anualmente, são as lajotas para revestimento de pisos. O restante da produção é destinado a divisórias, tampos de mesa, pia e bilhares, mobiliário, telhas, lousas (quadros-negros), artesanato, etc.

2.5 Rochas Ultramáficas – Serpentinitos, Pedra Sabão e Pedra Talco Serpentinito, pedra sabão e pedra talco são designações técnicas e comerciais, aplicadas para variedades metamórficas de rochas ultramáficas. A constituição mineralógica dessas variedades é basicamente definida por serpentina, tremolita/ actinolita, clorita, talco e carbonato, em diversas associações. No setor de rochas ornamentais e de revestimento, os serpentinitos, são comumente tratados como mármores (por exemplo, Verde Alpi e Verde Guatemala). Os serpentinitos têm cor verde-escura, mostram maior resistência à abrasão e aceitam polimento, sendo assim utilizados para revestimentos. O maior problema da lavra desses serpentinitos, refere-se ao elevado grau de fraturamento dos maciços rochosos, o que traduz taxas de recuperação muito reduzidas e apenas para blocos de pequena dimensão. A pedra sabão é um pouco mais mole que os serpentinitos, tem coloração cinzaescura e destina-se sobretudo à elaboração de fornos domésticos, lareiras, pequenos revestimentos, panelas, caçarolas, chapas e grelhas para alimentos, além de outros usos decorativos. Sua principal característica, é que aceita altas temperaturas (até 1500oC) e retém calor, permanecendo aquecida por longos períodos. A denominada pedra talco é riscada pela unha e untuosa ao tato, exibindo aspecto mosqueado e cores marrons a esverdeadas. Sua principal utilização são os objetos decorativos de artesanato, destacando-se arte estatuária. Fragmentos de pedra talco podem ser utilizados em trabalhos manuais, visando desenvolvimento da coordenação motora fina de crianças na pré-escola.

Capítulo 3 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Além das feições estéticas desejáveis para as rochas ornamentais e de revestimento, a seleção e uso dos materiais deve levar em conta suas características tecnológicas. As características tecnológicas refletem basicamente o comportamento físico-mecânico das rochas nas condições normais de utilização, permitindo diagnosticar problemas estéticos decorrentes da seleção e aplicação inadequadas dos materiais. Para a definição desses e de outros parâmetros igualmente importantes, recomenda-se que todos os materiais rochosos de ornamentação e revestimento sejam submetidos a ensaios de caracterização tecnológica. Os ensaios objetivam balizar os campos de aplicação dos materiais e o seu comportamento frente às solicitações, sendo já exigíveis pelos consumidores e constando como itens obrigatórios em catálogos fotográficos promocionais dos grandes fornecedores. Os procedimentos e padrões de avaliação dos resultados de ensaios tecnológicos são determinados por normas técnicas. Os principais conjuntos de normas, nem sempre equivalentes em suas especificações, são definidos pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), ASTM (American Society for Testing and Materials), DIN (Deutsch Institut für Normung), AFNOR (Association Française de Normalization), AENOR (Asociación Española de Normalización), BS (British Standart) etc. Para a comunidade européia, o Comitê Europeu de Normatização – CEN criou o grupo técnico CEN-TC-246 Natural Stone, que está estabelecendo normas para especificação de materiais, ensaios e produtos. Mais amplamente, as especificações firmadas pela CEN-TC-246 são adaptadas para a ISO-TC-196 Natural Stone, que regula a utilização de pedras naturais em âmbito mundial. Os seis ensaios mais importantes, designados como “índices de qualidade”, são a seguir apresentados. 3.1 Petrografia Microscópica É realizada a partir do exame por microscopia óptica de luz transmitida, em fatias de rocha (lâminas delgadas) expostas em áreas de aproximadamente 4,0 x 2,5 cm, com espessuras da ordem de 0,03 mm. A petrografia de seções delgadas é utilizada para identificação e análise dos denominados minerais transparentes (transmitem a luz), principalmente silicatos e carbonatos. A análise petrográfica constitui o único método de investigação laboratorial que possibilita a visualização detalhada dos constituintes da rocha, permitindo avaliar as implicações de suas propriedades no comportamento posterior dos produtos aplicados.

Complementarmente, para rochas contendo minerais opacos (não transparentes), caso por exemplo de sulfetos (pirita, calcopirita, etc.) e óxidos (magnetita, ilmenita, etc.), o exame microscópico é realizado sob luz refletida em seções polidas. Esses exames permitem determinar a composição mineralógica e natureza da rocha, definindo as relações texturais e estado microfissural dos cristais, bem como identificando alterações metassomáticas, processos hidrotermais e outras feições que possam comprometer o lustro, durabilidade e desempenho dos diferentes materiais rochosos. 3.2 Índices Físicos No setor de rochas ornamentais, os índices físicos considerados abrangem a massa específica aparente, absorção d’água e porosidade aparente. Estes índices definem relações básicas entre a massa e o volume das amostras de um determinado tipo de rocha. O termo “aparente”, utilizado para a massa específica (densidade) e porosidade, indica que o volume medido para as determinações é relativo ao volume total das amostras analisadas, ou seja, o volume de sólidos mais o volume de poros (espaços vazios). A massa específica aparente é expressa em g/cm3, kg/m3 ou t/m3. A porosidade aparente e absorção d’água são expressas em porcentagem, indicando respectivamente a porcentagem total de espaços vazios em um volume de rocha e a porcentagem de espaços vazios intercomunicantes nesse mesmo volume. O índice de absorção d’água nunca é, portanto, superior ao índice de porosidade aparente, destacando-se que uma rocha com alta porosidade não tem necessariamente alta absorção d’água, pois seus poros e cavidades podem não ser comunicantes. A massa específica aparente e a porosidade aparente fornecem indicações sobre a resistência físico-mecânica da rocha, mediante esforços compressivos e de flexão. O índice de absorção d’água, por sua vez, indica a capacidade da rocha ser encharcada por líquidos. Pode-se assim deduzir que os valores dos índices físicos são interrelacionados. Por exemplo, quanto menor a densidade aferida para granitos de uma mesma linhagem, tanto maior se pode estimar o volume de espaços vazios existentes na rocha. Sendo maior o volume de espaços vazios, maior será a porosidade aparente e, possivelmente, a porosidade efetiva. Com maior porosidade efetiva, que traduz a existência de poros e/ou cavidades intercomunicantes, maior será a absorção d’água esperada para a rocha e provavelmente menor a sua resistência físicomecânica. Em resumo, a porosidade aparente mostra relação direta com a resistência físicomecânica das rochas; a absorção d’água, com a possibilidade de infiltração de líquidos; e, a massa específica aparente, com os aspectos de resistência físicomecânica, além de permitir calcular o peso individual das placas especificadas no projeto arquitetônico de uma edificação.

3.3 Desgaste Amsler O teste Amsler mede a resistência dos materiais frente à solicitação abrasiva, sendo efetuado com dois corpos de prova friccionados em areia quartzosa granulometricamente selecionada. A medida de desgaste, expressa em milímetros, é aferida após 500 e 1.000 giros da roda de fixação dos corpos de prova no equipamento de ensaio. A resistência ao desgaste é normalmente proporcional à dureza, na escala de Mohs, dos minerais constituintes da rocha. Rochas silicatadas (graníticas) são mais resistentes que as carbonatadas (mármores e travertinos). Entre os granitos, será tanto maior a resistência quanto maior a quantidade de quartzo. Entre os mármores, será tanto maior a resistência quanto maior o caráter dolomítico (magnesiano). Observa-se assim que, como função da dureza dos minerais, os granitos mostram maior resistência ao risco (arranhões) e ao desgaste abrasivo, sendo por isto idealmente especificados para pisos, sobretudo nos casos onde espera-se grande tráfego de pedestres. A textura das rochas constitui no entanto um elemento também muito significativo, pois o seus desgaste pode ocorrer tanto por abrasão, quanto por arranque (escarificação) dos constituintes mineralógicos. As texturas metamórficas do tipo sacaróide, comuns nos quartzitos, e do tipo granoblástica, comuns nos migmatitos (granitos movimentados fantasia, do ponto de vista comercial), conduzem ao processo de escarificação. Exemplos conhecidos de migmatitos, com 30-35% de quartzo, mostraram índice de desgaste superior ao de granitos com 5-10%. Cristais grosseiros de granada, mineral quebradiço e freqüente nas rochas metamórficas, também são submetidos a arranque e provocam cavidades na superfície das placas polidas. Tais aspectos reafirmam o alcance dos estudos petrográficos por microscopia óptica, que permitem tanto a definição dos constituintes mineralógicos, quanto a caracterização da textura da rocha, como elementos auxiliares para a previsão de desgaste dos materiais aplicados. 3.4 Compressão Uniaxial A tensão de ruptura por compressão uniaxial, é indicativa da resistência das rochas ao cisalhamento quando submetidas à pressão de carga, o que normalmente ocorre em funções estruturais. O ensaio de compressão uniaxial é exigível para todas as utilizações possíveis de uma rocha ornamental (revestimentos verticais, pisos, degraus e tampos). O ensaio de avaliação é realizado em cinco corpos de prova com formato retangular no estado seco, segundo diretrizes da norma ASTM-C170, sendo os resultados expressos em kgf/cm2 ou MPa. Rochas anisótropas e principalmente as movimentadas, com estruturas definidas por minerais placóides (micas), tendem a apresentar valores distintos da tensão de ruptura, de acordo com o posicionamento do eixo do corpo de prova em relação a essas estruturas. Rochas isótropas, de granulação fina a média, são por sua vez normalmente mais resistentes à ruptura por compressão uniaxial. 13

Com as técnicas mais modernas de fixação em revestimentos verticais, através de inserts metálicos, não ocorre acumulação de carga entre as placas. Em termos mais gerais e independentemente da técnica de assentamento, não existe uma relação matemática direta entre a tensão de ruptura dos materiais e as dimensões recomendadas para as placas nos revestimentos. O que de fato existe é a indicação da sanidade e robustez das rochas, com valores mínimos sugeridos pela ASTM para os principais grupos litológicos aproveitados em ornamentação e revestimento. Pode-se, no caso, destacar como inconveniente o posicionamento paralelo ou transversal dos planos de bandeamento/foliação das rochas anisótropas, em relação ao alinhamento do eixo de compressão a que ela será submetida na obra especificada. 3.5 Resistência à Tração na Flexão A avaliação da resistência das placas rochosas à ruptura por flexão é cada vez mais importante frente às modernas técnicas de revestimento em pisos e fachadas. Estas técnicas envolvem fixação do revestimento através de anteparos metálicos, sem contato direto das chapas com a base do piso ou com a estrutura das fachadas. Nas duas situações verifica-se esforço de carga perpendicular à maior superfície da placa, pela pressão do vento nas fachadas e peso dos objetos colocados sobre os pisos. Também nas bancadas, a resistência à ruptura por flexão é fator muito importante para qualificação das rochas. Tanto as fraturas das rochas em geral, quanto as estruturas das rochas anisótropas, principalmente de gnaissificação e isorientação das micas, constituem zonas de fraqueza físico-mecânica e determinam variações significativas nos resultados dos testes. As placas com fraturas e/ou estruturas perpendiculares e transversais à sua maior superfície são menos resistentes que as portadoras de planos estruturais paralelos a essas superfícies. As rochas com tendência natural de desplacamento plano-paralelo, aproveitado até para o desmonte na lavra, caso por exemplo das ardósias e de alguns quartzitos, são mais flexíveis e portanto resistentes à ruptura por tração que os demais tipos litológicos. Os ensaios de flexão podem ser executados de acordo com dois procedimentos: o da norma ASTM-C99 (ABNT-NBR 12763), efetuado com três cutelos e designado “tração na flexão”; e, o da norma ASTM-C880, efetuado com quatro cutelos (dois de ação e dois de reação), designado “resistência à flexão”. São distintas as dimensões dos corpos de prova utilizados para cada um dos procedimentos e as especificações de seus resultados. Existem softwares específicos para dimensionamento das chapas em fachadas, que parametrizam as variáveis envolvidas no projeto arquitetônico da obra e principalmente a componente de flexão das rochas selecionadas. Pode-se assim cotejar a dimensão tolerada das chapas, com a espessura mínima delas exigível para a confiabilidade da obra.

3.6 Coeficiente de Dilatação Térmica Linear Como materiais naturais sólidos, as rochas se dilatam respectivamente pelo aumento e diminuição da temperatura.

comprimem

Em climas tropicais e subtropicais, como o do Brasil, as temperaturas mínimas raramente atingem o ponto de congelamento da água, não havendo portanto maiores problemas com perda de resistência físico-mecânica, decorrente da tensão de vazios, provocada pelo gelo nos interstícios das rochas. Sendo no entanto elevadas as temperaturas máximas, verifica-se um processo sensível de dilatação das rochas, aplicadas sobretudo em revestimentos de pisos e fachadas sujeitos à insolação. O coeficiente de dilatação térmica, aferido para os diferentes tipos litológicos, permite definir o espaçamento mínimo recomendável entre as chapas de um revestimento, de forma a se evitar o seu contato, compressão lateral e embricamento. Em revestimentos verticais fixados com inserts metálicos, sem argamassa, o espaço entre as placas é vazio e permite acomodar a dilatação. Em revestimentos de pisos e fachadas fixados com argamassas, o rejuntamento das placas com materiais ligantes ocupa esses espaços vazios que acomodariam a dilatação; nesta condição, o problema é ainda agravado pelo coeficiente de dilatação diferencial da rocha, da argamassa e do material de rejuntamento, que pode acarretar o descolamento das chapas e sua queda de fachadas. No Brasil, os ensaios de caracterização do coeficiente de dilatação térmica linear são executados com dois corpos de prova de formato cilíndrico, aquecidos em água de 0° a 50°C e novamente resfriados até 0°C, de acordo com a norma ABNTNBR 12756. Os resultados desses ensaios são expressos em (mm/m x °C) x 10-3. Destaca-se que os materiais escuros absorvem mais intensamente os raios solares, dissipando menos calor, atingindo maior grau térmico e desenvolvendo assim índices mais elevados de dilatação. Esses materiais escuros são portanto aconselháveis para revestimento de edificações em climas temperados e frios, pois nas regiões de clima quente haverá tanto o problema técnico referido, quanto um maior gasto de energia para refrigeração dos ambientes. 3.7 Outros Ensaios e Aspectos Importantes Outros ensaios tecnológicos, também muito importantes, são exigidos sobretudo para a qualificação das rochas destinadas ao mercado externo. Tais ensaios avaliam a resistência ao impacto (impacto de corpo duro), a alterabilidade por imersão em líquidos reativos e o módulo de deformabilidade estático, determinando-se ainda a resistência à ruptura por compressão após vários ciclos de congelamento e degelo das rochas, bem como a existência de descontinuidades através da velocidade de propagação de ondas ultrassônicas.

Destaca-se que as estruturas das edificações sempre se deformam (“trabalham”) ao longo do tempo, havendo movimentação diferencial em relação ao revestimento e portanto solicitações compressivas, distensivas e de flexão. A resistência físico-mecânica à ruptura, quer por compressão ou flexão, bem como a capacidade de deformação elástica (dúctil) por esforço ou variação de temperatura, são, no conjunto, importantes para todas as situações de uso das rochas na construção civil. A observação das propriedades intrínsecas dessas rochas e suas reações, aliadas a técnicas adequadas de assentamento, aumentam a confiabilidade e durabilidade dos revestimentos contra o risco de alterações estéticas, ruptura, descolamento e queda das placas. Com base em ensaios tecnológicos realizados pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPT, nos principais tipos litológicos brasileiros aproveitados para fins ornamentais e de revestimento, são apresentadas na Tabela 3.1 as faixas de variação ou valores médios obtidos para diferentes grupos de rochas. Em função do uso pretendido, pode-se discriminar os ensaios e análises de interesse para a qualificação das rochas, de acordo com a Tabela 3.2. A Tabela 3.3 discrimina os diferentes ensaios, as normas técnicas que os especificam e os resultados exigíveis para alguns deles. Um dos novos ensaios, atualmente bastante exigido para placas de revestimento de pisos, é o “grau de escorregabilidade” (degree of slipperiness), que permite avaliar o risco de quedas dos transeuntes.

Tabela 3.1 – Valores medios obtenidos para los principales tipos litológicos, según ensayos tecnológicos hechos por el IPT ENSAYOS

ROCAS

kg/m

(%)

(mm)

(cm)

(MPa)

(MPa x 1000)

(MPa)

mm/m x C

Granitos

2630

0,3-0,4

0,5-0,6

40-60

150-200

40-50

15-20

9,7-9,9

Monzonitos

2750

0,2-0,3

0,7-0,8

40-60

130-150

40-45

20-25

9,8-9,9

Charnockitos

2950

0,4-0,5

1,0-1,2

50-60

90-100

40-45

15-20

8,8-11,6

Sianitos

2700

0,3-0,4

1,0-1,2

90-100

45-50

12-15

Diabásios/ Basaltos

2900 3100

0,1-0,3

0,6-0,8

40-50

200-300

50-70

25-35

9,4-10,1

2700-2900

0,1-0,6

1,4--3,3

60-170

20-70

10-15

3,1-11,9

Mármores

Convenciones; ME: Masa específica aparente; AB: Absorción de agua; DE: Desgaste Amsler; IM: impacto de cuerpo duro; CO: Compresión uniaxial; MD: modulo de deformidad estática; R: Resistencia a la tracción de flexión; CD: coeficiente de dilatación térmica linear. Tabela 3.2 – Ensayos y analices recomendables de acuerdo con la utilización pretendida del material USOS / ENSAYOS

ALT

RevestimIentos Externos

RevestimIentos Internos

Pisos Externos

Pisos Internos

Escalón

Tapón

Convenciones; AP: petrografía; IF: índices físicos; DE: desgaste Amsler; IM: impacto de cuerpo; CO: compresión uniaxial; MD: modulo de deformabilidad; FL: flexión; DT: dilatación térmica; ALT: alterabilidad A: necessario

B: desable

C: recomendable en casos especiales

Tabela 3.3 – Normas de Especificación Tecnológica de Rocas de Revestimiento ENSAYO Densidad Aparente Seca

UNIDAD kg/m

NORMA

RESULTADO EXIGIBLE

ASTM-C97 ABNT-NBR 12766

 2560 kg/m (granitos)  0,40% (granitos)  0,75% (mármores)

Absorcion de Água

ASTM-C97 ABNT-NBR 12766

Porosidad Aparente

ASTM-C97 ABNT-NBR 12766

ABNT-NBR 12042

ABNT-NBR 12764

MPa

ASTM-C170 ABNT-NBR 12767

Desgaste Amsler Resistencia al Impacto Compressión Uniaxial Simples em el Estado Natural Dilatación Térmica Linear

mm/mºC x 10

-3

 131 MPa (granitos)  52 MPa (mármores)

ASTM-E228 ABNT-NBR 12765

Resistencia a Tracfción em la Flexión

MPa

ASTM-C99 ABNT-NBR 12763

 10,34 MPa (granitos)  7 MPa (mármores)

Resistencia a Flexión

MPa

ASTM-C880

 8,27 MPa

Modulo de Deformabilidad Estático

GPa

ASTM-D3148

Velocidad de Propagación de Ondas Ultrasónicas

m/s

ASTM-D2845

ABNT-NBR 9446

Alterabilidad

Capítulo 4 NOÇÕES GERAIS DO BENEFICIAMENTO O beneficiamento de rochas ornamentais refere-se ao desdobramento de materiais brutos, extraídos nas pedreiras em forma de blocos ou, em alguns casos (quartzitos e ardósias). como placas. Os blocos, com dimensões normalmente variáveis de 5 m3 a 10 m3, são beneficiados sobretudo através da serragem (processo de corte) em chapas, por teares e talha-blocos, para posterior acabamento e esquadrejamento até sua dimensão final. Os teares são melhor utilizáveis para os blocos maiores, na produção de chapas com 2 cm e 3 cm de espessura. Os talha-blocos são indicados para blocos menores ou informes, antieconômicos nos teares, na produção de chapas e tiras com 1 cm de espessura ou peças com mais de 3 cm (espessores). A serragem nos teares é executada através de um quadro com fixação de lâminas de aço paralelas, que desenvolvem movimentos retilíneos, pendulares ou curvoretilíneo-curvo sobre a carga. Nos talha-blocos a serragem é efetuada por discos diamantados, com diâmetros variados e capacidade convencional para cortes de até 1,20 m. 4.1 Serragem em Teares O processo de serragem nos teares é auxiliado por uma polpa de água, cal e granalha, despejada continuamente sobre a carga, para otimização do corte e resfriamento das lâminas. A carga pode ser composta ou por bloco único ou por blocos casados, chamandose de “rolha” o bloco de pequena largura acoplado ao bloco maior e utilizado como complemento de carga em algumas serradas. Os blocos podem ter até 2 m de altura, correspondente à largura máxima admitida para as chapas nas politrizes, e até 4 m de comprimento. Idealmente não se pode serrar, na mesma carga, blocos com alturas diferentes, materiais com diferentes durezas e chapas com diferentes espessuras, pois provocase assim, desgaste diferencial das lâminas, vibração do equipamento má planicidade das chapas e até fragmentação do material. Ainda nas pedreiras, o afeiçoamento ou esquadrejamento preliminar dos blocos, através de equipamentos monolâmina ou com fios, otimiza a serrada posterior nos teares, possibilitando uma padronização nas dimensões dos blocos, melhor acoplamento ou rejuntamento (chumbamento) dos blocos na carga, maior produtividade por m3 e menor produção de rejeitos (cascões) derivados da serragem. As lâminas de aço dos teares são tensionadas manualmente, através de cunhas, ou automaticamente, por tensores hidráulicos. O tensionamento fraco implica ondulações longitudinais das lâminas, provocando má planicidade das chapas e 18

menor velocidade de corte. O tensionamento excessivo produz encurvamento transversal das lâminas, acarretando sulcos nas chapas. Os teares mais modernos dispõem de equipamentos que controlam automaticamente a alimentação e mistura da polpa abrasiva, pois a alimentação deve ser constante, e a viscosidade não pode ser excessiva. Desdobram-se em média 32 m2 de chapas com 2 cm de espessura ou 49 m2 com 1 cm de espessura, por m3 de rocha serrada nos teares. Dependendo do melhor esquadrejamento do bloco ou blocos, pode-se chegar a 35 m2 de chapa com 2 cm de espessura, e 55 m2 de chapa com 1 cm de espessura. A velocidade de avanço do corte em teares com lâminas de aço, situa-se ao redor de 20-30 cm/h para mármores e 2 cm/h para granitos. A velocidade de avanço do corte em teares com lâminas diamantadas pode chegar a 50-60 cm/h nos mármores e 4 cm/h em granitos. Teares mais modernos, inclusive nacionais, com grande capacidade de carga e alta velocidade de movimentação do quadro de lâminas, produzem até 5.0006.000 m2/mês em granitos e de até 8.000 m2/mês em mármores. 4.2 Serragem em Talha-Blocos Talha-blocos são equipamentos de serragem com discos diamantados, capacitados para cortes de grande profundidade, cuja maior utilização é voltada para produtos padronizados (lajotas). Os equipamentos com discos diamantados, capacitados para cortes mais rasos são chamados talha-chapas e muito utilizados nas marmorarias. Existem basicamente três tipos de talha-blocos:  monodisco, para cortes de grande diâmetro;  monoeixo/multidiscos, para discos de mesmo diâmetro ou dois diâmetros diferentes; e  multieixo/multidiscos, com discos de diâmetro crescente posicionados em linha. Os talha-blocos mais modernos, tanto italianos (monoeixo) quanto alemães (multieixo), apresentam produtividade média em termos de m2/m3, 10% superior a dos teares. A produtividade mensal em m2 é também superior a dos teares (50% a 100% maior), permitindo aproveitamento de materiais de primeira qualidade em blocos menores, que não seriam exportáveis, no caso do Brasil, pelo custo do frete marítimo, e que seriam ainda não econômicos nos teares. Outra vantagem dos talha-blocos é que os equipamentos admitem movimentação de eixo em ângulos variados (vertical até horizontal), permitindo, portanto, diferentes formas de desdobramento dos materiais. O custo médio de produção em talha-blocos é no entanto ligeiramente superior ao dos teares, tanto pelo preço dos equipamentos, quanto sobretudo pelo preço dos discos diamantados. Além disso, 19

os talha-blocos não permitem a serragem de chapas grandes, do tipo cut to size, especialmente em alguns projetos. 4.3 Acabamento de Superfícies Após a serragem, o passo seguinte do beneficiamento é o acabamento final das chapas e outras peças, através de levigamento, polimento e lustro, ou apicoamento e flameamento. O levigamento ou desbaste representa o desengrossamento das chapas, com a criação de superfícies planares e paralelas. O polimento produz o desbaste fino da chapa e o fechamento dos grãos minerais, criando uma superfície lisa, opaca e mais impermeável que a de uma face natural da mesma rocha. O lustro é aplicado no sentido de se imprimir brilho à superfície da chapa, produzido pelo espelhamento das faces dos cristais constituintes da rocha. O levigamento, polimento e lustro são efetuados por rebolos abrasivos, à base de carbureto de silício e diamante, em diferentes granulometrias (mais grossos para o levigamento e cada vez mais finos para o polimento e lustro final). Os rebolos, fixados em cabeçotes rotativos, circulam sobre a superfície da chapa, utilizando-se um fluxo constante de água para eliminação de resíduos e refrigeração da face tratada. Os resultados do polimento e lustro são definidos pelo brilho, fechamento e espelhamento das chapas, podendo-se aferir o brilho através da acuidade visual ou com uso de aparelhos (glossmeter). Os medidores de brilho foram desenvolvidos para superfícies metálicas homogêneas, sendo no entanto também muito utilizados no setor de rochas ornamentais. O índice de brilho exigível pelos consumidores, deve ser igual ou superior a 70 pontos medidos na escala dos aparelhos. Quanto maior a heterogeneidade das feições estéticas (movimentos) de uma rocha, maior o número de medidas necessário para uma média representativa. Concentrações de minerais máficos (sobretudo biotita grosseira) e sulfetos, geram problemas de polimento nas chapas e alterabilidade mais acentuada nos produtos aplicados. Nódulos (mulas), pequenos diques e veios (barbantes), sobretudo em rochas homogêneas, ocasionam problemas de padrão estético e perdas no esquadrejamento de chapas. Tais feições são esperáveis em materiais rochosos naturais, devendo ser observadas quando sua intensidade provoca tanto um efeito estético indesejável quanto eventuais problemas físico-mecânicos. Os equipamentos mais utilizados para polimento de rochas são as politrizes manuais (1 cabeçote), politrizes de ponte (1 a 2 cabeçotes) e politrizes multicabeçotes (5 a 20 cabeçotes). As politrizes manuais (cabritas) são ultrapassadas, determinando baixo rendimento e grande variação na qualidade dos produtos obtidos. Nas politrizes de ponte o movimento dos cabeçotes é menos aleatório, permitindo maior produtividade e qualidade de acabamento. As linhas de politrizes mais modernas e eficazes são multicabeças e totalmente automáticas, possibilitando o processamento de chapas de até 10-15 cm de espessura e 2 m de largura, bem como dispensando operações anteriores (levigamento) e posteriores (lustro) em outras máquinas. Equipamentos específicos e via de regra automáticos/semi-automáticos são utilizados para apicoamento, flameamento, jateamento de areia, fresagem, esquadrejamento, boleamento, bisotamento, cortes curvilíneos, perfurações, etc. 20

Tais equipamentos prestam-se à obtenção de peças isoladas, não necessariamente padronizadas, normalmente solicitadas às marmorarias. As técnicas de apicoamento e flameamento produzem em alguns materiais, conforme já referido, um efeito estético mais interessante que o do polimento. O flameamento não é recomendável em chapas com menos de 3 cm de espessura, a não ser que a aplicação de água seja efetuada na face oposta à da chama de acetileno. A crepitação dos minerais no flameamento e o impacto das pontas metálicas no apicoamento, provocam microfraturas que facilitam a infiltração de poluentes e aceleram o ataque físico-químico na superfície da placa. A tendência geral de evolução tecnológica para beneficiamento e acabamento das rochas ornamentais, é traduzida pela automação de toda a linha de equipamentos (teares, talha-blocos, corta chapas, politrizes, etc.) e pela melhor especificação dos materiais de consumo (lâminas, granalha, abrasivos, etc.), voltadas para a redução do tempo e custo das operações, bem como para a melhoria de qualidade dos produtos.

Capítulo 5 PROPRIEDADES DESTACADAS PARA MÁRMORES E GRANITOS As propriedades físico-mecânicas de maior interesse para avaliação comparativa de mármores e granitos, que representam os dois principais grupos de rochas de ornamentação e revestimento, envolvem resistência ao desgaste abrasivo, resistência ao cisalhamento por compressão uniaxial, resistência à ruptura por tração na flexão e absorção d’água. A resistência ao desgaste abrasivo é normalmente proporcional à dureza na “escala de Mohs”, dos minerais constituintes das rochas. A calcita e dolomita, principais constituintes dos mármores, têm dureza 3 e 3,5-4, respectivamente. A dureza dos principais componentes dos granitos é sensivelmente superior, mencionando-se o quartzo (dureza 7), os feldspatos (6) e os minerais ferromagnesianos (4 a 6). Observa-se assim que, como função da dureza dos minerais, os granitos são mais resistentes ao desgaste abrasivo e também a riscos (arranhões). Entre os granitos será tanto maior a resistência quanto maior a quantidade de quartzo; entre os mármores, tanto maior a resistência quanto maior o caráter dolomítico. O desgaste das rochas pode ser também provocado por escarificação (arranque) dos grãos minerais, o que parece estar condicionado não à composição mas à textura dos cristais. A textura metamórfica dos mármores de massa grossa é sobretudo granoblástica do tipo sacaróide, menos resistente à escarificação que aquelas comuns nos granitos. É possível que as diferenças texturais e portanto o tipo de embricamento dos cristais, justifique inclusive os valores médios mais elevados das rochas silicáticas na resistência à compressão e flexão, novamente realçando sua superioridade físicomecânica frente aos mármores. Em função das modernas técnicas de fixação de chapas em pisos e fachadas, com anteparos metálicos, destaca-se particularmente o diferencial representado pela flexão. Com respeito à absorção d’água, que traduz a porcentagem de espaços vazios intercomunicantes, ou seja, a porosidade efetiva dos materiais, os valores observados para as rochas silicáticas e silicosas são geralmente maiores que os das rochas carbonáticas. Os granitos e quartzitos, mesmo polidos e lustrados, estão assim mais sujeitos que os mármores ao manchamento por infiltração de líqüidos. As diferenças físico-mecânicas observadas entre mármores e granitos recomenda a discriminação de usos e ambientes de aplicação, não implicando contudo em técnicas ou procedimentos distintos de fixação em revestimentos.

Capítulo 6 FATORES DE DEGRADAÇÃO DAS ROCHAS As rochas utilizadas para fins ornamentais e de revestimento sofrem solicitações naturais e artificiais, que provocam desgaste, perda de resistência mecânica, fissuração, manchamento, formação de crostas (eflorescência de sais) e mudança de coloração. As solicitações naturais estão relacionadas ao intemperismo geológico, deformação (tectônica e atectônica) e erosão. As solicitações artificiais estão ligadas à lavra, beneficiamento, manuseio e uso/aplicações. Em revestimentos, os processos de degradação dos materiais aplicados são decorrentes da ação de agentes físicos, químicos e biológicos, conforme ilustrado pelo IPT na Tabela 6.1.

Tabela 6.1 – Alteração em Revestimentos AGENTES

FENÔMENOS

AÇÃO

CONSEQÜÊNCIAS

Cristalização de sais

Tensão de vazios

Fissuração

Variação de temperatura

Dilatação / Contração

Fissuração + Descolamento

Absorção d’água

Formação de manchas

Modificação características estéticas

Saturação / Secagem

Lixiviação

Desagregação / Corrosão

FÍSICOS

QUÍMICOS

BIOLÓGICOS

Reação a

ácidos

Dissolução CO3 / Recristalização

álcalis

Dissolução SiO2 / Recristalização

produtos domésticos

Dissolução / Absorção

Corrosão + Fissuração + Manchas

Fixação de vegetais inferiores

Tensão de vazios

Fissuração

Metabolismo

Dissolução CO3 e SiO2

Corrosão e manchas

As alterações mais importantes ocorrem pelo ataque físico-químico dos minerais constituintes das rochas, podendo-se destacar alguns parâmetros conhecidos:  Os álcalis, por exemplo na forma de soda cáustica, atacam os minerais silicatados, presentes nas rochas graníticas e granitóides em geral;  Calcita e dolomita, que são carbonatos e principais constituintes dos mármores, sofrem ataque de todas as soluções aciduladas;  O oligoclásio, mineral silicatado da família dos feldspatos cálcio-alcalinos, e a nefelina, também um mineral silicatado do tipo feldspatóide, são sensíveis ao ácido clorídrico;  Os minerais máficos (escuros) são mais alteráveis por oxidação que os minerais félsicos (claros), salientando-se que o hiperstênio, mineral máfico da família dos 23

piroxênios e constituinte dos charnockitos (granitos verdes tipo Ubatuba), degrada-se por insolação e modifica o padrão cromático da rocha;  Os sulfetos, minerais metálicos que ocorrem como acessórios tanto em mármores quanto em granitos, serpentinitos e quartzitos, oxidam-se mais ou menos rapidamente quando expostos às condições atmosféricas, constituindo assim um dos principais problemas das rochas de revestimento. Testes de simulação de alterabilidade dos materiais, para uma análise previsional de desempenho nas condições normais de uso, podem ser executados. Os fundamentos desses ensaios são apresentados na Tabela 6.2.

Tabela 6.2 – Testes de Alterabilidade SIMULAÇÃO

EFEITO

ACOMPANHAMENTO

Congelamento/Degelo

Tensão/Tração

Fissuração

Cristalização de sais

Tensão/Tração

Perda de massa

Saturação de H2O/Secagem

Dilatação/ Contração

Aumento da absorção

Lixiviação

Remoção iônica

Perda de resistência

Saturação com produtos de limpeza (com ou sem secagem)

Reação química/ absorção

Mudança de coloração Perda de brilho

A restauração das rochas aplicadas deve ser efetuada mediante análise específica do problema observado. Os procedimentos mais comuns para remoção de manchas e outras alterações, incluem repolimento, aplicação de ácido oxálico (solução de 10% em volume), aplicação de água oxigenada (20 volumes), jateamento de areia (para superfícies não reflectantes) e aplicação de água quente e/ou valor d’água sob pressão. Para trincas e cavidades, costuma-se efetuar preenchimento com massa plástica, cimento branco ou gesso, misturado ao pó da rocha afetada. Especificamente para travertinos (por exemplo Bege Bahia), existem estuques próprios bastante utilizados em cavidades. Os melhores produtos para limpeza regular das rochas, principalmente em pisos, são os detergentes de pH neutro e os sabões puros. Os métodos mais comuns para essa limpeza sistemática, envolvem a própria lavagem, varrição, aspiração (superfícies não polidas) e uso de esfregão úmido. Também para os pisos é importante que se efetue o trabalho de limpeza com a maior regularidade possível, pois além de abrasiva a sujeira acaba se impregnando nas superfícies pela pressão do tráfego de pedestres. A prevenção de problemas relacionados à absorção de líquidos e oleosidade, pode ser viabilizada através de impermeabilizantes subsuperficiais hidro e óleo repelentes. A utilização desses selantes só pode ser efetuada mediante testes específicos, pois os produtos disponíveis no mercado não têm composição adequadamente grafada e suas recomendações de uso são muito genéricas. A melhor medida preventiva quanto a esses e outros problemas observados, é no entanto a correta especificação das rochas para os usos pretendidos. A partir de novos códigos de defesa do consumidor e certificações ISO de qualidade, serão de

fato cada vez mais exigidos o conhecimento e interpretação das características tecnológicas das rochas comercializadas.

Capítulo 7 PRINCIPAIS AGENTES DE ALTERAÇÃO EM REVESTIMENTOS Os principais agentes de alteração em revestimentos, referem-se a substâncias aciduladas convencionalmente manuseadas nos ambientes domésticos, mas sobretudo a chuvas ácidas atuantes nos revestimentos externos. Dentre as substâncias domésticas potencialmente nocivas para as rochas, quanto ao ataque químico e manchamento, pode-se referir frutas cítricas (sobretudo limão), vinagre, produtos de limpeza (ácidos e alcalinos), refrigerantes gasosos, bebidas isotônicas, gasolina, querosene, bebidas alcoólicas coradas (destaque para vinho tinto), líquidos com oleosidade, óleos e graxas em geral. O termo chuva ácida designa, em sentido restrito, a precipitação úmida de constituintes ácidos. Esses constituintes, derivados de atividades antropogênicas e biológicas, são dispersos como gases e compostos particulados, dissolvendo-se nas nuvens e gotas de chuva para formar soluções aciduladas. Mais amplamente, ocorre tanto deposição úmida (chuva ácida), quanto deposição seca de poluentes ácidos gasosos e particulados. Pode-se no caso utilizar a expressão “deposição ácida”, como a somatória dos processos de deposição úmida e seca de compostos ácidos. Para efeito prático de abordagem, ressalta-se que ambos os processos são considerados importantes na acidificação do meio físico. Levantamentos efetuados pela CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental e CETEC – Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais, evidenciaram a ocorrência de chuvas ácidas na região sudeste do Brasil. Os estudos do CETEC, em Belo Horizonte, Betim e Contagem, demonstraram inclusive que a acidez aumenta ao longo do período chuvoso, pelo esgotamento do cálcio e outras partículas alcalinas disponíveis na atmosfera para a neutralização. Os impactos negativos das chuvas ácidas manifestam-se nos ambientes aquáticos, no solo e na vegetação, provocando corrosão em estruturas metálicas e superfícies pintadas, bem como deteriorando materiais de construção, papel, couro, tecidos e as já referidas rochas carbonáticas. Entre os gases reativos e com natureza ácida presentes na atmosfera, destaca-se o gás carbônico (CO2), que dissolvido em água forma o ácido carbônico (H2CO3). Nas concentrações e pressões normais de CO2 na atmosfera (340 ppm e 1 atm), o pH da água da chuva atinge 5,65, valor abaixo do qual define-se portanto a chuva ácida. Chuvas com pH inferior a 5,65, são assim devidas ou a concentrações maiores de H2CO3 ou à contaminação pelos ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (HNO3). Os ácidos sulfúrico e nítrico são gerados sobretudo por fontes antropogênicas, através da dissolução aquosa de SO2 e NO2 na atmosfera. O ácido clorídrico (HCl), também discriminado como agente de degradação ambiental, incide sobretudo em áreas costeiras pela dispersão atmosférica de NaCl (sal marinho), atuando tanto através de chuvas ácidas quanto pelo aerossol marinho.

Capítulo 8 CRITÉRIOS DE ESPECIFICAÇÃO/ USOS RECOMENDADOS Conforme já destacado, substâncias químicas agressivas, sobretudo aciduladas, estão cada vez mais presentes em nosso meio físico. Sua incidência deriva principalmente de ações antropogênicas, envolvendo manuseio de produtos domésticos e industriais, e das chuvas ácidas pela queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo, etc.). Áreas não poluídas por fontes antropogênicas, como pântanos, manguezais e de vulcanismo, também podem gerar compostos ácidos devidos a emissões naturais de enxofre (SO2). Em regiões tropicais, da mesma forma, chuvas ácidas podem ser geradas pela contaminação atmosférica de ácidos orgânicos (carboxílicos), pois a vegetação é uma importante fonte natural de emissão de hidrocarbonetos. A partir dessas referências e de elementos de análise colhidos em trabalhos de simulação de alterabilidade, reforça-se a necessidade da conciliação técnica e estética para especificação e adequação das rochas ornamentais e de revestimento. Em primeiro lugar é necessário distinguir as rochas carbonáticas, designadas genericamente como mármores e travertinos, das rochas silicáticas e silicosas, que recebem a denominação de granitos e quartzitos. 8.1 Rochas Carbonáticas e Silicáticas Rochas carbonáticas são menos resistentes ao desgaste abrasivo e quimicamente mais reativas que as rochas silicáticas, exigindo assim pressupostos rígidos de manutenção se especificadas em fachadas, pisos e áreas de serviço. Rochas silicáticas são mais resistentes ao desgaste abrasivo e quimicamente menos reativas que as rochas carbonáticas, exigindo cuidados quanto ao manchamento produzido por infiltrações de líquidos, sobretudo de argamassas de fixação e rejuntes. Conforme já referido, a resistência ao desgaste abrasivo é normalmente proporcional à dureza na “escala de Mohs”, dos minerais constituintes das rochas. A calcita e dolomita, principais constituintes dos mármores, têm dureza 3 e 3,5-4, respectivamente. A dureza dos principais componentes dos granitos é sensivelmente superior, mencionando-se o quartzo (dureza 7), os feldspatos (6) e os minerais ferro-magnesianos (4 a 6). Assim, entre os granitos, será tanto maior a resistência abrasiva quanto maior a quantidade de quartzo. Entre os mármores, será tanto maior a resistência abrasiva e química quanto maior o caráter dolomítico (magnesiano). Do ponto de vista físico-mecânico, as rochas silicáticas mostram-se superiores às carbonáticas para revestimentos externos, pisos em geral e áreas de serviço. Sob o mesmo prisma, as rochas carbonáticas seriam por sua vez idealmente especificáveis para interiores, com restrições aos pisos de alto tráfego, às áreas de serviço e notadamente às pias de cozinha. Em cidades litorâneas, reforça-se a inadequação das rochas carbonáticas para 27

fachadas e pisos, pelo ataque do aerosol marinho, que contém ácido clorídrico, e pela abrasividade das areias de praia. Os acabamentos apicoados e flameados, menos escorregadios, são preferíveis aos lustrados para pisos externos com tráfego de pedestres. Porém, o apicoamento e flameamento aumentam a superfície específica da face tratada e produzem microfissurações, ampliando assim a absorção de líquidos e impregnação de sujeira; nestes casos, mediante testes específicos, recomenda-se a utilização de selantes (impermeabilizantes hidro-óleo-repelentes), ou por outro lado, não se recomenda o apicoamento e flameamento de rochas naturalmente absorventes. Duas recomendações são assim importantes: é inadequada a utilização de duas rochas com resistências distintas à abrasão, por exemplo mármore e granito, para um mesmo piso em local com alto tráfego de pedestres, pois seguramente ocorrerá desgaste diferencial ao longo do tempo; e, deve-se evitar a utilização de mármores em degraus de escadas com grande volume de tráfego, pois nesta condição haverá desgaste maior e embaciamento no centro dos degraus. Estudos técnicos sobre acabamento de superfícies, selantes, argamassas, rejuntes, vernizes, ceras, detergentes e antiderrapantes, visando estabelecer normas e padrões de aplicação, adequação, conservação, limpeza e restauração, são recomendados para a melhor especificação das pedras naturais em revestimentos.

8.2 Ardósias Ardósias são rochas síltico-argilosas de derivação sedimentar, que desenvolvem planos preferenciais de delaminação (clivagem ardosiana) aproveitados para a obtenção de chapas. A quase totalidade das ardósias comercializadas no Brasil são extraídas em Minas Gerais, apresentando-se nas cores cinza, verde, vinho, grafite, negra e ferrugem (multicolor). As ardósias destacam-se em revestimentos internos pela grande afinidade estética com madeiras, metais e tapeçaria, além da facilidade de manutenção e preços acessíveis. Assim como outros materiais com superfícies lisas, suas faces naturais e polidas são escorregadias quando molhadas, não se justificando contudo o preconceito face aos demais tipos de rochas e produtos cerâmicos. Pode-se distinguir a ardósia de outros materiais naturais, pelos padrões cromáticos homogêneos que lhes são característicos. Quando em contato com ácidos ou limão, as ardósias não efervescem ou o fazem muito discretamente, observando-se que as variedades grafite e negras são quimicamente mais sensíveis que as cinzas e estas mais sensíveis que as verdes e vinho.

8.3 Quartzitos Quartzitos são rochas silicosas de derivação sedimentar, maciças ou foliadas, formadas essencialmente por quartzo. Suas características físico-mecânicas são assemelhadas às das rochas silicáticas (granitos), enquanto as feições estéticas são mais próximas das rochas carbonáticas (mármores). Entre os quartzitos maciços destaca-se como referência o Azul Macaúbas e o Azul Imperial, provenientes da Bahia e caracterizados pelo variado desenho de seus veios. Entre os quartzitos foliados, são destacados os de coloração ocre avermelhada, verde claro,

esbranquiçada, rosada, amarelada e creme acinzentada, provenientes sobretudo de Minas Gerais. As superfícies naturais das placas de quartzitos foliados são antiderrapantes e suas cores claras refletem a luz solar, funcionando como refratário térmico em ambientes não abrigados. Os quartzitos foliados mais qualificados, apresentam-se como rochas coesas não friáveis e bastante resistentes à abrasão. Os índices de absorção d’água (0,2% a 0,6%) permitem função drenante, ideal para áreas do entorno de piscinas, salientando-se que a inexistência de minerais reativos torna os quartzitos inertes a agentes de alteração química. A exemplo dos granitos, deve-se observar a correta formulação e utilização de argamassas de fixação e rejuntes, no sentido de evitar infiltrações e manchamento das placas. Como critério de identificação refere-se que, ao contrário dos mármores, os quartzitos não são riscados por canivete e não efervescem com ácido clorídrico ou limão.

8.4 Serpentinitos Serpentinito é a designação técnica de um grupo de rochas metamórficas, que inclui a pedra sabão e a pedra talco entre as suas variedades. No setor de rochas ornamentais e de revestimento, os serpentinitos são tratados como mármores verdes (por exemplo Verde Alpi, Verde Guatemala etc.), apesar do conteúdo subordinado de minerais carbonáticos. Em relação à pedra sabão e à pedra talco, os serpentinitos mostram maior resistência à abrasão e aceitam polimento, apresentando-se em cores verdes escuras com veios verdes claros ou com massas avermelhadas (por exemplo Rosso Sacramento). A pedra sabão é cinza escura e não incorpora brilho, destinando-se sobretudo à elaboração de peças para fornos domésticos, lareiras, pequenos revestimentos, além de panelas, caçarolas, chapas e grelhas para cozimento. A denominada pedra talco é riscada pela unha e untuosa ao tato, exibindo aspecto mosqueado e cores marrons a esverdeadas, destacando-se sua utilização para arte estatuária e outras peças decorativas.

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