Caracterização Tecnológica de Rochas Ornamentais

Rochas ornamentais são formações rochosas, que assim como todas as outras, são formadas por minerais dos mais diferentes tipos. O que as difere das demais e as coloca como objetos de decoração e ornamentação, é a forma como os minerais são processados, a sua beleza e resistência. Um exemplo de rocha ornamental, muito usada e fácil de ser identificada é o granito, rocha formada, em sua grande maioria, por feldspatos, mica e quartzo.

Como essa categoria de rocha é bastante usada em revestimentos externos, expostas a agentes naturais e não naturais, se faz necessário o uso da caracterização tecnológica, através de ensaios físico-mecânicos e químicos, a fim de dimensionar a resistência que cada tipo de rocha.

Para isso, são analisados a rocha de forma microscópica, observando os minerais nela contidos, e também, de forma macroscópica. Através dessa caracterização, é possível determinar o melhor uso a cada tipo de rocha ornamental, seja o granito, o mármore ou a ardósia, por exemplo.

Os principais tipos de rochas ornamentais estão descritos neste texto do nosso blog. No texto de hoje, falaremos sobre a caracterização tecnológica aplicada as rochas ornamentais.

Principais Usos das Rochas Ornamentais

A rocha sempre esteve presente no cotidiano da sociedade tendo o seu uso destacado na construção civil, através do uso de agregados, elementos estruturais e, sobretudo, de rochas ornamentais.

As rochas ornamentais podem ser usadas expostas ou como matéria prima para algum tipo de peça de decoração. É muito comum ver mesas, em que o tampão é feito de granito ou mármore, pisos feitos de ardósia, granito, mármore, ou ainda panelas, vasilhas, objetos de decoração feitos de esteatito, popularmente conhecido como pedra sabão. Essas e outras rochas são usadas como ornamentos, por isso são denominadas de rochas ornamentais.

Assim, o que determina o tipo de rocha a ser usado em cada uma das aplicações, além da sua beleza, é claro, é a sua resistência físico-mecânica. É preciso saber sobre a porosidade, sobre a quantidade de carga que pode ser suportada, o nível de dilatação de uma rocha, para assim, direcionar o uso de cada uma delas.

A determinação das propriedades das rochas é realizada por meio da execução de ensaios e análises normalizados, em laboratórios especializados, que objetivam a obtenção dos parâmetros petrográficos, físicos e mecânicos característicos, cuja análise permitirá a recomendação do uso mais adequado. Dessa forma, todos esses testes e o resultado ideal para cada finalidade, é padronizado pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), em âmbito nacional, e pela ASTM (American Socitey for Testing and Materials) e CEN (European Committee for Standardization) em âmbito internacional.

Normas Reguladoras

A finalidade de normas reguladoras é padronizar os procedimentos realizados, obtendo-se parâmetros numéricos para diferentes propriedades das rochas, independente do laboratório que venha a realizar os ensaios. Desse modo, permite a comparação entre os diferentes materiais rochosos e a escolha do mais apropriado ao uso para a demanda em foco.

Assim, os procedimentos de ensaios procuram simular as diversas solicitações às quais a rocha é submetida, desde a extração, esquadrejamento, serragem dos blocos em chapas, processamento, polimento, recorte em ladrilhos, até seu emprego final. Dessa forma, inclui-se nos testes, as variadas formas de aplicação de cargas que poderá vir a suportar no uso especificado.

Para granitos e mármores, as rochas ornamentais mais utilizadas, as seguintes etapas precisam ser seguidas em termos de caracterização tecnológica:

• Amostragem;
• Caracterização petrográfica: cor, estrutura;
• Propriedades físicas: densidade, absorção de água, porosidade aparente, capilaridade, dilatação térmica, dureza, desgaste abrasivo;
• Propriedades mecânicas: compreensão, módulo de ruptura, flexão.

Existem ainda alguns outros ensaios, mas que não são considerados tão fundamentais, já que que são bastante específicos, como o ensaio de gelo e degelo, que não é muito aplicável no Brasil. E para cada um dos ensaios, existe especificações e requisitos dentro de um intervalo pré-determinado.

A mecânica das rochas aplicada as rochas ornamentais

A resistência mecânica das rochas está diretamente ligada a estrutura e a granulação das rochas. Tanto a ABNT quanto a ASTM sugerem que sejam feitos testes mecânicos a seco e em água, já que a água pode provocar redução da resistência mecânica. Os principais testes são os ensaios geomecânicos, como ensaios de compressão, módulo de ruptura e flexão.

Na caracterização tecnológica de rochas, área propriamente dita da mecânica de rochas, os ensaios definidos visam simular as condições aos quais o material pode ser submetido, como desgaste, impacto, ação de agentes intempéricos e ataques pela utilização de produtos de limpeza. Dessa forma, verifica-se a importância da caracterização desses materiais para o correto uso, garantindo estabilidade e segurança.

Para a caracterização tecnológica das rochas ornamentais, são utilizados diversos testes, como os já citados anteriormente. A seguir, falaremos um pouco mais detalhadamente dos testes mais importantes realizados nas rochas ornamentais.

 Análise petrográfica

A análise petrográfica de uma rocha permite descrever a rocha de forma macroscópica (estruturação, cor) e microscópica (mineralogia, textura, granulação), dando destaque aquelas características que influenciam o comportamento mecânico e a durabilidade da rocha sob as condições de uso a que será submetida, tais como deformação, alteração, padrão de microfissuramento e deteriorações.

Esse tipo de análise consiste em observar seções delgadas da rocha em microscópico óptico de luz transmitida, sendo orientada pela NBR 15845-1/2015.

A cor tem importância fundamental nas rochas ornamentais devido a sua finalidade de acabamento e decoração. Rochas ornamentais em cores raras, como é o caso do Granito Azul Bahia e o Granito Verde de Ubatuba, os valores de mercado são altos.

Índices Físicos

Nesse ensaio é possível avaliar a microdescontinuidade e o microfraturamento de uma rocha, o que permite avaliar o estado de alteração e coesão das rochas. Através desse ensaio, determina-se a Massa Específica, Absorção de Água e Porosidade, orientado pela NBR 15845-2/2015.

De uma forma geral, podemos dizer que a maiores massas específicas revelam maior resistência do material, sendo importante diagnóstico para prevenção de problemas técnicos. No que tange a porosidade, a granulação, textura e sanidade da rocha são fatores que controlam. A porosidade avalia o volume de “vazios” da rocha, que se relaciona diretamente com a permeabilidade, que avalia a intensidade do fluxo de fluidos através da rocha.  Já a absorção de água, avalia a capacidade de um líquido ocupar os espaços vazios da rocha.

Assim, a determinação da porosidade, permeabilidade e absorção de água nos permite avaliar, consequentemente, a resistência da rocha. Rochas porosas em ambientes úmidos permitem absorção de fluido que podem “manchar” a rocha, assim como a elevada absorção pode acarretar na baixa durabilidade da rocha e a progressiva perda de resistência com o tempo.

Resistência à Compressão Uniaxial

A resistência a compressão consiste na determinação da tensão que provoca ruptura da rocha quando submetida a esforços compressivos, dimensionando o quanto suporta de carga.

Dessa forma, os corpos de prova são submetidos, lentamente, em uma prensa hidráulica, até sua ruptura. A tensão de ruptura é calculada em MPa, e é utilizada para caracterizar a tensão máxima que o material consegue suportar. O ensaio é realizado baseado na norma NBR 15845-5/2015.

As rochas que apresentam elevada resistência a compressão, geralmente, apresentam valores adequados de outras características, como baixa porosidade e alta resistência a flexão. Essa resistência é influenciada pela textura (granulação) e estrutura da rocha (foliação, xistosidade, acamamento, entre outros).

Resistência a flexão

Através desse ensaio é possível determinar a tensão que provoca a ruptura da rocha, quando  submetida a esforços flexores. Pode-se, através desse teste, avaliar a rocha para o uso em revestimento ou elemento estrutural. Os ensaios de flexão podem ser por carregamento em 3 ou 4 pontos, sendo orientado, respectivamente, pela norma NBR 15845-6/2015 e NBR 15845-7/2015.

A resistência a flexão também é bastante dependente da estrutura e da textura da rocha. Geralmente, quanto menor a granulação, maior a resistência a flexão.

Resistência ao Desgaste Abrasivo

Nesse ensaio, verifica-se a redução, em mm, da altura da rocha após um percurso abrasivo. É importante para rochas de revestimentos de pisos, já que esse teste visa simular a abrasão devido ao tráfego de pessoas e veículos.

O teste é baseado na norma ABNT NBR 12042/2012, utilizando um equipamento denominado Máquina Amsler, que mede o valor médio da redução de altura dos corpos de prova, que são submetidos a desgaste pela ação de areia quartzosa.

Rochas ricas em quartzo como os granitos, apresentam menor desgaste abrasivo devido a dureza deste material, podendo serem utilizadas em locais de grande tráfego.  Já as rochas ricas em minerais de baixa dureza, como é o caso do mármore, rico em calcita, apresentam alto desgaste abrasivo, podendo ser utilizado apenas em lugares de baixo tráfego.

Resistência ao Impacto de Corpo Duro

Esse teste mede a resistência da rocha ao impacto, que se relaciona com a capacidade de suportar ação mecânica instantânea, também chamada de tenacidade. A resistência é medida, de acordo com a altura de queda de um corpo sólido, que provoca ruptura na rocha.

O ensaio é realizado com 5 corpos de prova retangulares submetidos ao impacto em alturas crescentes até o faturamento da placa, seguindo a norma NBR 15845-8/2015.

O valor da energia liberada pelo impacto de fratura é importante no dimensionamento caracterização de materiais utilizados em pisos, soleiras, degraus, entre outros usos.

Minas Jr na Caracterização Tecnológica de Rochas

Diante do que foi apresentado, podemos perceber o quão importante é caracterizar os materiais rochosos, em especial as rochas ornamentais, usadas, largamente, na construção civil. Quando as características tecnológicas das rochas não são conhecidas previamente, assim como o reconhecimento das condições ambientais às quais os revestimentos estarão sujeitos, podem surgir problemas de inadequação do material para o uso pretendido.

Para determinar de forma concreta qual o melhor tipo de rocha ornamental usar para cada ocasião, é imprescindível que se faça a caracterização tecnológica dessa rocha. A Minas Jr., junto com o Laboratório de Tecnologia de Rochas (LTR) do Departamento de Engenharia de Minas da Universidade Federal de Minas Gerais (DEMIN-UFMG), presta este serviço.

E aí, tem uma caracterização de rocha para ser feita? Vem falar com a gente!

Autora:  Maria Helenice

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