PEDRAS NATURAIS

As pedras têm grande resistência à compressão e baixa resistência à tracção (etambém à flexão). Têm múltiplas aplicações na construção: estruturais (estruturas dealvenaria), revestimentos, ornamentais, diversos.

Classificação das pedras:

· Rochas Ígneas- formam-se a altas temperaturas e pressão – são compactas, duras, homogéneas eisotrópicas;- quanto mais lento o arrefecimento, melhor se dá a cristalização;- a sílica é um elemento ácido predominante neste tipo de rochas, razão pela qualexiste uma classificação com base no teor de sílica: rocha ácida (SiO2>66%), rochaneutra ou básica (SiO2<52%);- granito (c/ quartzo) – boa aderência às argamassas, rocha clara;- basalto, diorito, sienito – rochas + escuras porque não têm quartzo;

· Rochas Sedimentares- resultam da degradação das rochas ígneas ou da decomposição de seres vivos; oumelhor: resultam, de uma forma geral, da precipitação do material em água.Apresentam-se estratificadas, isto é, dispostas em camadas mais ou menos regularessegundo os bancos da pedreira. Têm por isso direcções privilegiadas, sendoanisótropas.- calcários, margas, grés, arenitos, brechas, gesso;- calcários margosos servem para produzir ligante;- os calcários são rochas de precipitação química, essencialmente constituídas porcalcite (CaCO3) e com teor de impurezas reduzido; podem ter porosidades muitovariadas.- Calcário com baixa porosidade -> Lióz (2%)

· Rochas Metamórficas- originam-se por alteração dos outros dois tipos de rochas, por acção de temperaturaselevadas e/ou pressões elevadas- geralmente mantêm a composição química. A composição mineralógica e estruturalnão- Recristalização (mármores), reorientação dos minerais (gnaisses)- Xisto -> Ardósia- Calcário -> Mármore

Rochas ornamentais em Portugal- Calcário – Porto de Mós, Alcobaça, Alentejo, Estremoz- Brecha – Arrábida- Granito – Braga, Porto, Viana do Castelo- Gabro – Redondo- Ardósia – Espinho

Extracção, Desmonte e Lavra

Extracção- Céu aberto – maioria dos casos em Portugal com excepção da ardósia-Subterrânea – apenas quando o valor da pedra compensa o acréscimo das despesas

Desmonte- Manual – primitivo, demorado. Aproveitam-se as juntas de estratificação e diáclases para aintrodução de cunhas, alavancas, etc.- Explosivos – mais rápido e mais fácil. Fragmentação excessiva da rocha e difícil controlo dasdimensões- Mecânicos – utilização de máquinas de corte, percussão e outros. Boa qualidade dos blocos erapidez. Máquina + utilizada: Serra de Fio Helicoidal – cabo sem fim formado pelo enrolamentonuma hélice de 3 arames de aço. O movimento do fio é accionado por um motor e o corte dobloco é executado pela fricção do fio sobre a rocha.

Lavra- Manual – vulgar em cantarias, ombreiras, peitorais- Mecânica- permite serrar, moldurar, polir, etc.

CARACTERÍSTICAS DAS PEDRAS

- Características Físicas

Textura – diz respeito às dimensões, forma e arranjo dos materiais constituintes e à existênciaou não de matéria vítrea (textura holocristalina ou vítrea). Os materiais que apresentemtextura vítrea não podem ser utilizados como inertes.

Estrutura – refere-se ao sistema mais ou menos organizado formado pelas diacláses e juntasdo maciço rochoso. É dada pela forma como o material surge na natureza. Tipos de estrutura:laminar, em bancos, estratificada, etc.

Fractura – refere-se ao aspecto que apresentam as superfícies de rotura (normalmenteobtidas por percussão). O exame destas superfícies permite reconhecer os constituintes dapedra e a sua forma de agregação, bem como da dificuldade da sua lavra.

Homogeneidade – as pedras devem ser homogéneas, não tendo: veios, nodos brandos,crostas, geodes (cavidades preenchidas com matéria cristalizada). Um teste muito simples paraavaliar a homogeneidade é bater com um martelo no material. O som indica se estamosperante um material homogéneo ou não.

Dureza – mede a resistência do material a compressões pontuais. Tem a vantagem de permitirseleccionar o modo mais económico de cortar a pedra, assim, quanto à dureza as pedrasclassificam-se em:- Brandas – lâmina de aço- Medianamente duras – lâmina de aço actuando com jacto de areia a água actuando na zonade contacto entre o material e a pedra (a rocha não vai ser cortada pelo aço, mas sim peloatrito que é criado pela areia)- Duras – lâmina de aço actuando com jacto de areia a água e esmeril- Duríssimas – carborundum ou serras diamantadas

Aderência aos ligantes – não é uma característica intrínseca do material, pois tambémdepende das características do ligante. A rugosidade da superfície é um dado importante, masnão é o único condicionante, pois surgem situações em que a aderência de uma pedra ébastante diferente consoante se trata de ligantes hidrófilos ou hidrófobos. Esta propriedadeapresenta especial interesse na utilização das pedras em fragmentos ou para a formação demateriais compósitos.

Porosidade – é a relação entre volume de vazios e volume total, no entanto não é este relaçãoque importa para o estudo das pedras (porosidade absoluta), mas sim a relação entre ovolume máximo possível de água absorvida e volume total (porosidade relativa ou aparente).

pa=v/V; pr=kv/V kv – volume de vazios acessível à agua (0<k<1)

Para determinar a porosidade de um corpo há que determinar a sua massa saturada, asua massa em hidrostática e a sua massa seca. (Ensaio de determinação de massa específica)

Há 5 métodos para a determinação da massa saturada de um corpo, o que faz com queexistam 5 métodos de determinação da porosidade ou da massa específica:

- imersão progressiva- imersão instantânea- imersão em ebulição (em água a ferver o corpo dilata, pelo que os seus poros ficarão

maiores facilitando-se assim a saída de ar dentro deles)- imersão com depressão de ar (usa-se um escicador, o qual vai causar uma depressão

no seu interior obrigando o ar a sair dos poros, o que faz que quando se coloca o corpo emimersão a água penetre nos poros muito mais facilmente -> método + eficaz)

- imersão em água sobre pressão (aumenta-se a pressão de forma a obrigar a água aentrar nos poros)

Permeabilidade – propriedade que os materiais têm de se deixar atravessar pela água ououtros fluidos segundo certas condições. Depende fundamentalmente da porosidade, dacomunicação entre os poros e do diâmetro destes.

Higroscopicidade – faculdade que os materiais têm de absorver e reter a água por sucçãocapilar. É a manifestação para a água de um fenómeno geral para os líquidos – capilaridade.Depende da tensão superficial do líquido e da possibilidade de molhagem das paredes domaterial pelo líquido. Acelera a alteração das rochas.

Gelividade – é a propriedade de uma pedra segundo a qual ela se fragmenta após, umabaixamento da temperatura, a água contida nos seus poros ter solidificado, aumentando devolume. Conclui-se assim que a pedra nestas condições será porosa, higroscópica e de fracaresistência, pois absorve água e não resiste ao acréscimo de volume devido à congelação.Ensaio de resistência -> submetem-se os provetes a 20 ciclos de 3 horas de gelo degelo.

Calcários – fragmentam-se em lamelasGrés – esboroam-se

- Características Mecânicas

Resistência à compressão - as pedras, devido à sua boa resistência à compressão, poderãotrabalhar bem com tensões de serviço relativamente altas (túneis, pontes, viadutos, etc). Emedifícios as tensões de serviço são mais baixas, no entanto importa ser conhecida estaresistência para uma correcta utilização e porque é um índice de qualidade e durabilidade.

Determina-se através de um ensaio que comprime um provete de material (cubo,prisma ou cilindro de dimensão normalizada) até à rotura.

Resistência à tracção, flexão e corte – esta é uma característica bastante diminuta nas pedras,daí que apenas muito raramente elas sejam usadas elementos trabalhando exclusivamente emesforços axiais de tracção.Resistência à tracção – 1/30 da resistência à compressãoResistência à flexão – 1/10 da resistência à compressão (vergas, lintéis, etc.)Resistência ao corte – 1/3 da resistência à tracção

Resistência ao desgaste – tem especial importância para as pedras aplicadas em locais decirculação intensa (pavimentos). Quanto mais densa for a pedra menor é o desgaste. Há váriostipos de ensaios, refira-se, por exemplo, o ensaio de Amsler (usa a máquina de Amsler):- usa provetes com 7,1x7,1x2,5- são ensaiados 2 provetes de cada vez- por cima dos provetes é colocado um peso de 15 Kg- os provetes são fixos e por baixo deles roda um disco de metal duro a uma velocidade de 30voltas/min e a uma pressão de 0,3 Kgf/cm2, em cima do qual é depositada areia calibrada.- depois do disco ter percorrido 1000m mede-se a espessura final com um comparador oudeflectómetro.

Resistência ao choque – usa-se em pedras ornamentais que são usadas no pavimento. Existemvários ensaios possíveis, refira-se um a título de exemplo.

1- Esfera de aço de 1 Kg2- Leito de areia com 10 cm de espessura3- Provete que vai ser comprimido para haver um bom ajustamento entre ele e a areia

Inicialmente a esfera é deixada cair de uma altura de 10cm, depois aumenta-se essa altura de1 em 1 cm até o provete partir.

- Características Químicas

Alteração das pedras calcáriasPor agentes químicos da atmosfera:- CO2 – Chove -> a rocha absorve a água e dissolve o carbonato de cálcio (CaCO3) dos calcáriosformando-se bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2 – instável) -> a água evapora e o bicarbonatodeposita-se novamente sob a forma de carbonato formando manchas à superfície -> rocha fica+ porosa – perde compacidade -> Chove. Ao fim de alguns ciclos forma-se uma camadasuperficial de pedra constituída por uma crosta exterior endurecida sob a qual se encontrauma camada de material desagregado e pulvurento .- SO2 – combina-se com a água das chuvas originando ácido sulfuroso. Quando chove o ácidosulfuroso combina-se com o carbonato de cálcio dos calcários formando sulfito de cálcio queao ser hidratado constitui o gesso, este cristaliza com acentuado aumento de volume,formando crostas escuras (absorção de poluição). Quando chove novamente dá-se adesintegração desta crosta.

Por agentes químicos dos materiais ou do soloOutras origens de agentes químicos capazes de deteriorar as pedras estão na sua

própria constituição (sulfatos), no solo (nitratos – seres vivos) em casos particulares deexposição em atmosfera salina (cloretos – perto do mar), ou na composição de produtosusados na limpeza ou conservação. São normalmente sais solúveis e higroscópicos, ou seja, emambientes húmidos absorvem muita água. Quando estes sais cristalizam, aumentam devolume. Ao serem arrastados pela água cristalizam quando ela se evapora constituindoeflorescências, se a evaporação é lenta, ocorrendo na superfície interior ou cripoflorescências,se a evaporação é rápida, ocorrendo no interior da pedra. A eflorescência não tem problemapois limpa-se facilmente, no entanto a criptoflorescência empurra a superfície para foraformando barrigas ou destacamento do revestimento. A água só dissolve os sais, os quais nãopertencem directamente à pedra, pelo que com criptoflorescência e eflorescência a pedra nãoperde compacidade.

Por agentes químico-biológicosSão caso das acções do próprio homem e dos animais traduzidos essencialmente pela

corrosão química provocada pela deposição de dejectos.

Alteração dos feldspatos (Granitos)Granito -> ataque da chuva aos feldspatos -> caulinite (dará origem às argilas)Feldspatos – associação de silicatosPor acção das chuvas, os silicatos anidros hidratam-se, separando-se. O silicato de alumíniohidratado constitui a caulinite e dará posteriormente origem às argilas.

Condições de utilização das pedrasOs factores mais usados na selecção dos materiais a utilizar em obra são:- Gelividade- Resistência ao choque- Resistência ao desgaste- Ornamentação - Possibilidade de acabamento- Durabilidade - Resistência dos agentes destruidores

A capacidade de polimento (desgastar a pedra até ela ter o aspecto desejado) édirectamente proporcional à resistência mecânica e à dureza.

Nível de polimento:- Liso – brunido, amaciado e polido (obtenção por abrasão)- Rugoso – geralmente é manual (obtenção por martelamento)

Granitos:- Rocha granular – é policristalino- Possibilidade de acabamento- Utiliza-se na formação de betões, no revestimento de pavimentos- No chão não deve pedir pedras polidas em ambientes húmidos- Acabamento é mais fácil de fazer no calcário que no granito

Basaltos:- Monocristalino – Vítreo- Calçadas de basalto – têm o defeito de não terem muita aderência

Calcários:- CaCO3 – na calçada a pedra deve ter entre 5 e 7 de dureza – Usa-se o vidraço

Brechas:- Constituída por aglutinação de outras pedras cimentadas por cimento natural- É muito heterogénea – não admite polimento

Xisto:- Admite polimento – pode ser usada no chão – pode ser usada como elemento

estrutural- Pouco rígida

Ardósia:- Resulta de xistos – tem plano de xistosidade – é muito compacto- Quadros, bancada de laboratórios, telhados- Praticamente imporosas