INVESTIGAçãO POR ENSAIOS DE ALTERAçãO ACELERADA

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    07-Jan-2017
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    deteriorao de rochas granticas em edificaes e monumentos investigao

    por ensaios de alterao aceleradaDETERIORATION OF GRANITIC STONES IN BUILDINGS AND

    MONUMENTS INVESTIGATION BY ACCELERATED WEATHERING TESTS

    MARIA HELOISA BARROS DE OLIVEIRA FRASCMHB Servios Geolgicos, So Paulo, SP, Brasil

    E-mail: [email protected]

    JORGE KAZUO YAMAMOTOInstituto de Geocincias da Universidade de So Paulo, So Paulo, SP, Brasil

    E-mail: [email protected]

    RESUMO

    Os materiais rochosos usados na construo civil ten-dem a se alterar, naturalmente, com o tempo; porm este processo pode ser acelerado quando expostos a condies climticas agressivas e ambientes poludos, ou pela utilizao de procedimentos construtivos ou de manuteno inadequados.Dado que os processos de deteriorao, ao se instala-rem, so praticamente irreversveis, de fundamental importncia o conhecimento antecipado das possveis degradaes em situaes de uso; para o que se recorre aos ensaios de alterao acelerada, tambm chamados de intemperismo artificial ou de envelhecimento.Os ensaios de alterao aqui apresentados foram ex-perimentalmente conduzidos em rochas granticas (material rochoso mais utilizado no Brasil), e buscaram simular algumas situaes em que frequentemente so observadas deterioraes nestas rochas quando expos-tas ao meio ambiente, quais sejam: a ao climtica (variaes trmicas, atmosferas martimas) e a ao de poluentes atmosfricos.Estes estudos visaram tanto ao estabelecimento de metodologia para ensaios laboratoriais que permitam antecipar as deterioraes do material rochoso em si-tuaes de uso; como procuraram agregar a questo da durabilidade aos critrios de escolha dessas rochas, quando utilizadas como revestimento de edificaes.

    ABSTRACT

    The stone materials used in civil construction tend to be altered, naturally, with the time. This process is usually sped up when they are exposed to aggressive climatic conditions and polluted environment, or by the use of inadequate constructive or maintenance procedures. The accelerated or artificial weathering tests, also knowing by ageing tests, are used for this purpose.Since these deterioration processes, once started, are practically irreversible, the anticipation of the possible degradations in use situations has great importance.The experimental tests here presented had been carried through by means of the simulation of climatic aggressiveness (thermal variations, marine environments) and the action of atmospheric pollutants, focusing on granitic rocks, widely used in Brazil.These studies aim at, on one hand, the establishment of methodology for laboratorial tests that would allow foreseeing deteriorations of the stone materials in use situations and, on the other hand, to add the question of the durability as additional criteria of choice of these rocks, when used as cladding or flooring of buildings.The ageing test experimentally accomplished in this study showed distinctive results depending on the weathering agent (saline fog, sulfur dioxide or thermal

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    Revista Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental

    Os ensaios de alterao acelerada experimentalmente conduzidos neste trabalho exibiram resultados diver-sificados conforme o agente utilizado (nvoa salina, dixido de enxofre ou variaes trmicas) e, principal-mente, conforme as caractersticas intrnsecas da rocha grantica ensaiada, o que demonstra que mesmo se tra-tando de um grupo de rochas com composio mine-ralgica e feies texturais e estruturais semelhantes, fatores como estado microfissural e alteraes minerais preexistentes tem importncia fundamental na sua al-terabilidade.

    Palavras-chave: rochas granticas; rochas para reves-timento; deteriorao de rochas; ensaios de alterao acelerada.

    variations) and, mainly, on the intrinsic characteristics of each granitic rock tested, demonstrating that even in a group of rocks exhibiting similar mineralogical composition and textural and structural features, factors such as microcracking degree and pre-existing mineral alterations play fundamental role in their alterability.

    Keywords. granites; dimension stone; stone deterioration; ageing tests.

    1 introduo

    As rochas foram os primeiros materiais de construo utilizados na Antiguidade: nos caste-los, palcios, aquedutos e vrios outros tipos de edificaes, bem como em monumentos e estatu-ria. E so utilizados at hoje, na construo civil, tanto na forma de agregados como nas rochas para revestimento.

    Este uso se deve pronta disponibilidade, aliada durabilidade da rocha, que geralmente mantm suas caractersticas de resistncia, espe-cialmente mecnica, por sculos.

    Se no passado as rochas eram predominan-temente empregadas na forma de alvenaria ou elementos estruturais (colunas e pilares), atual-mente so largamente usadas na forma de placas para o revestimento de paredes, pisos e fachadas de edificaes, bem como elementos ornamentais (arte funerria) e na confeco de pias, tampos de mesa e outras peas decorativas. No Brasil, as ro-chas granticas, devido abundante ocorrncia e enorme variedade de cores e padres texturais e estruturais, tm sido as mais utilizadas para essas finalidades.

    Os materiais usados na construo civil, en-tre eles as rochas para revestimento, tendem a se alterar, naturalmente, com o tempo; processo que pode ser acelerado em condies climticas agressivas, ambientes poludos ou pela utilizao de procedimentos construtivos ou de manuteno

    inadequados, promovendo a degradao ou dete-riorao1 de rochas.

    Como uma vez instalados, os processos de deteriorao so praticamente irreversveis, se torna de fundamental importncia o conheci-mento antecipado das possveis deterioraes em situaes de uso, seja para a seleo mais apro-priada do material rochoso a ser utilizado, como para estabelecimento das medidas de conserva-o adequadas. Para tanto, se recorre aos ensaios de alterao acelerada, tambm denominados de intemperismo artificial ou de envelhecimento.

    Neste trabalho so apresentados estudos ex-perimentais de alterao acelerada, realizados em rochas granticas, que buscaram simular algumas situaes em que frequentemente so observadas deterioraes nestas rochas quando expostas ao meio ambiente: a ao climtica (variaes trmi-cas, atmosferas martimas) e a ao de poluentes atmosfricos.

    Este estudo teve por objetivo tanto o estabe-lecimento de metodologia para ensaios labora-toriais que permitam antecipar as deterioraes do material rochoso em situaes de uso, como

    1 Segundo Houaiss; Villar (2009), degradao se refere a processo natural de desgaste ou decomposio; ao desgas-te das rochas causado por fatores climticos; eroso; e dete-riorao, ao estado alterado para pior; danificao, decom-posio, estrago; de forma que se optou, neste trabalho, pelo uso da palavra deteriorao ao se referir alterao da rocha nas obras e monumentos, modernos ou histri-cos, por aes climticas, de poluente e mesmo antrpicas.

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    Deteriorao de Rochas Granticas em Edificaes e Monumentos Investigao por Ensaios de Alterao Acelerada

    procuraram agregar a questo da durabilidade aos critrios de escolha dessas rochas, quando uti-lizadas como revestimento de edificaes.

    2 alterao e deteriorao de rochas

    A alterao das rochas se inicia, na natureza, quando entram em contato com as condies at-mosfricas reinantes na superfcie terrestre, pela atuao do intemperismo.

    Viles (1997) considera que a deteriorao dessas rochas, ao serem utilizadas na construo civil, ocorre por meio de mudanas nas proprieda-des desses materiais, em contato com o ambiente natural, no decorrer do tempo, e ressalta que im-portante reconhecer que a deteriorao tambm um fenmeno natural e, portanto, um problema no inteiramente induzido pela atividade huma-na e que possa ser inteiramente resolvido; ou seja, que mesmo em condies adequadas de uso e conservao, as rochas se alteram com o tempo.

    A deteriorao da rocha usada em constru-es e monumentos, modernos ou histricos, est empiricamente relacionada interao das caractersticas petrogrficas, fsicas e mecnicas com os agentes do meio ambiente e com os pro-cedimentos de fixao, limpeza e manuteno, ao longo do tempo.

    Agrupando todos estes fatores, Aires-Barros (1991) define alterabilidade de rochas como um conceito dinmico, que se refere aptido de uma rocha em se alterar, em funo do tempo, aqui considerado em escala humana, ou seja, os fen-menos ocorrem concomitantemente ao uso, es-cala do homem e das suas obras.

    ),,( teifM

    (1)

    onde: M = alterabilidade;i = fatores intrnsecos, dependentes do tipo de rocha (natureza do material, mineralogia, grau de fissura-mento ou porosidade, ou seja, da superfcie exposta alterao);e = fatores extrnsecos, funo do clima (temperatura e intensidade de chuvas, entre outros) e do meio em que se processa a alterao (temperatura, pH, Eh, quanti-dade de gua, poluentes, foras biticas e outros). t = tempo.

    A deteriorao inclui mudanas fsicas e qu-micas, que resultam na diminuio da resistn-cia da rocha e modificaes na aparncia esttica; desde alteraes cromticas at esfoliaes de ca-madas superficiais ou ainda a perda de resistn-cia mecnica.

    Modificaes fsicas das rochas para revesti-mento, atribudas s tcnicas empregadas na ex-trao e de beneficiamento, podem levar ao au-mento do fissuramento, porosidade e outros (Dib et al. 1999; Frasc, 2003), aspectos que iro contri-buir para a acentuao dos efeitos deletrios dos agentes intempricos ou da ao antrpica.

    Degradaes da face exposta da rocha, como inchamento, escamao, destacamento de frag-mentos minerais e outros, so muitas vezes decor-rentes da formao de subeflorescncias, a partir de sais provenientes de argamassas (Frasc 2003).

    3 causas e mecanismos da deteriorao rochosa

    O clima, em todos seus aspectos, uma das causas fundamentais da degradao das edifica-es