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MATEUS DE CARVALHO MARTINS
CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE MATERIAIS CONSTITUINTES EM
ALVENARIAS ANTIGAS
Tese submetida ao Programa de PósGraduação em Engenharia Civil, da
Universidade Federal Fluminense, como
requisito parcial para obtenção do Grau
de Doutor em Engenharia Civil. Área de
concentração: Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Vicente Custódio Moreira de Souza, PhD.
Niterói, RJ
2008
Livros Grátis
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Ficha Catalográfica elaborada pela Biblioteca da Escola de Engenharia e Instituto de Computação da
UFF
M386 Martins, Mateus de Carvalho.
Caracterização mecânica de materiais constituintes em
alvenarias antigas / Mateus de Carvalho Martins. – Niterói, RJ
: [s.n.], 2008.
281 f.
Orientador: Vicente Custódio Moreira de Souza.
Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade
Federal Fluminense, 2008.
1. Alvenaria. 2. Construção Civil. 3. Edifício histórico. 4.
Propriedade mecânica. 5. Rocha. 6. I. Título.
CDD 693.1
MATEUS DE CARVALHO MARTINS
CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE MATERIAIS CONSTITUINTES EM
ALVENARIAS ANTIGAS
Tese submetida ao Programa de PósGraduação em Engenharia Civil, da
Universidade Federal Fluminense, como
requisito parcial para obtenção do Grau
de Doutor em Engenharia Civil. Área de
concentração: Engenharia Civil.
Aprovada em julho de 2008
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________________
Prof. Vicente Custódio Moreira de Souza, PhD (orientador)
Universidade Federal Fluminense
____________________________________________________________
Prof. José Simões de Belmont Pessôa, D.Sc
Universidade Federal Fluminense
____________________________________________________________
Prof. Emílio Velloso Barroso, D.Sc
Universidade Federal do Rio de Janeiro
____________________________________________________________
Prof. Rubem Porto Jr, D.Sc
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
____________________________________________________________
Prof. Antônio Alberto Nepomuceno, PhD
Universidade de Brasília
Niterói, RJ
2008
Ao meu pai, José Martins,
e minha mãe, Frinea,
a quem eu devo tudo que sou
e para quem dedico esse trabalho.
Como não podia deixar de ser
AGRADECIMENTO
Este trabalho não ficaria completo sem o meu agradecimento a todos que
contribuíram para a realização do mesmo. Portanto, agradeço em especial:
Ao meu pai, José Martins, e à minha mãe, Frinea, que sempre me apoiaram
ao longo da minha vida e nas minhas decisões.
Aos meus irmãos Suely, Suzana, Sérgio, Jorge, Juninho, Consuelo, Ana
Cristina e Marcos e toda minha família pela amizade que marca nossos
relacionamentos.
Agradeço também aos meus sobrinhos Gabriel (in memorian), Juliana,
Maristela, Ana Gabriela, Jusmarzinho, Luíza, Mariana, Thiago, Gustavo e Ana Clara
pela alegria e esperança de uma vida mais harmoniosa e feliz.
Agradeço à Patrícia pelo carinho e companheirismo, e à sua família pela
amizade sincera.
Ao professor e orientador Vicente Custódio Moreira de Souza, pela
orientação, amizade e apoio ao longo do curso.
Aos professores do curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da
Universidade Federal Fluminense pelo conhecimento transmitido no período deste
trabalho.
Ao IPHAN – 6a SR, em especial à arquiteta Yanara Haas, pela autorização
das retiradas das amostras nas edificações.
À arquiteta Jeanne Marques, pela colaboração nas análises das argamassas
históricas.
Ao geólogo Antônio Donizeti, da UFRJ, pela amizade e intercâmbio com
diversos professores que ajudaram nesse trabalho.
Ao professor Joel Valença, da UFRJ, pelo seu tempo de dedicação, pelas
aulas de petrografia realizadas em sua sala e pela ajuda nas apreciações
petrográficas macroscópicas realizadas.
Ao professor Rubem Porto, da UFRRJ, pelas diversas vezes que me orientou
sobre a geologia da região, a pesquisa de campo sobre pedreiras e pela análise
petrográfica microscópica.
Ao geólogo André Esteves, pela ajuda na coleta de rochas na Pedreira
Tamoio S/A.
Ao professor Emílio Velloso, da UFRJ, pela colaboração nos ensaios de
compressão uniaxial e esmagamento.
Ao professor Julio Mendes, UFRJ, pela ajuda na análise química
Ao professor José Pessôa, da UFF, pela revisão do trabalho e sugestões
propostas.
Ao Engenheiro de Minas Eudes Muniz, da PUC-Rio, pela colaboração das
normas técnicas.
A todos os colegas do doutorado, pela amizade e ampliação de conhecimento
durante esse tempo de relacionamento.
Às funcionárias do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, pela
atenção e paciência na resolução dos problemas burocráticos do curso.
A
todos
os
funcionários
das
edificações
amostrais,
pela
ajuda
e
acompanhamento na retirada das amostras.
A todos os funcionários dos laboratórios em que foram realizados os ensaios.
À FAPERJ e à CAPES pelo apoio financeiro.
Ao Toninho e Apolo, violões que tenho em casa, nas horas de músicas e
descansos.
A todos os professores, pela aceitação, em participar da Banca Examinadora
e pelas sugestões realizadas para o texto final desta tese.
Em fim, a todas as pessoas que de alguma forma, direta ou indiretamente,
contribuíram para a elaboração deste trabalho.
SUMÁRIO
SUMÁRIO ...................................................................................................................6
LISTA DE ILUSTRAÇÕES .......................................................................................12
LISTA DE FOTOGRAFIAS .......................................................................................14
LISTA DE TABELAS ................................................................................................17
RESUMO...................................................................................................................19
ABSTRACT...............................................................................................................20
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................21
1.1 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA .......................................................................27
1.2 OBJETIVO...........................................................................................................28
1.3 METODOLOGIA..................................................................................................29
1.4 APRESENTAÇÃO...............................................................................................33
2 EDIFICAÇÕES HISTÓRICAS................................................................................35
2.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................35
2.2 RESTAURAÇÃO .................................................................................................36
2.2.1 Século XIX.......................................................................................................36
2.2.2 Século XX........................................................................................................38
2.3 A UTILIZAÇÃO DA PEDRA NA HISTÓRIA.........................................................43
2.3.1 Panorama geral ..............................................................................................43
2.3.2 Panorama brasileiro.......................................................................................52
2.4 AS IGREJAS NO RIO DE JANEIRO ...................................................................55
3 ESTADO DA ARTE DA PESQUISA......................................................................66
4 ALVENARIAS DE EDIFICAÇÕES HISTÓRICAS..................................................76
4.1 CLASSIFICAÇÃO DAS ALVENARIAS ANTIGAS ...............................................78
4.1.1 Paredes mestras (auto-portantes) ................................................................79
4.1.2 Paredes de compartimentação (alvenarias de vedação ou divisória) .......83
4.2 MÉTODO DE CÁLCULO DE ESPESSURA DAS PAREDES E DOS MUROS DE
EDIFÍCIOS ANTIGOS ...............................................................................................84
5 AS ARGAMASSAS E OS MATERIAIS .................................................................87
5.1 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS..............................................................88
5.2 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGAMASSAS .............................................................89
5.3 TIPOS DE ARGAMASSAS..................................................................................91
5.3.1 Argamassas de cal aérea...............................................................................91
5.3.2 Argamassas de gesso (gipsita).....................................................................92
5.3.3 Argamassas de cimento ................................................................................92
5.3.4 Argamassas de barro.....................................................................................93
5.3.5 Argamassas de betume .................................................................................94
5.3.6 Argamassas pozolânicas...............................................................................94
5.3.7 Argamassas de pó de pedra..........................................................................95
5.3.8 Argamassas “bastardas”...............................................................................95
5.3.9 Argamassas especiais ...................................................................................96
5.3.10 Argamassas empregadas em edificações históricas................................96
5.4 MATERIAIS .........................................................................................................98
5.4.1 Agregados.......................................................................................................98
5.4.1.1 Classificação dos agregados.........................................................................98
5.4.1.1.1 Origem.......................................................................................................99
5.4.1.1.2 Massa unitária...........................................................................................99
5.4.1.1.3 Composição mineralógica.......................................................................99
5.4.1.1.4 Classificação granulométrica................................................................100
5.4.2 Aglomerantes minerais................................................................................103
5.4.2.1 Argila ...........................................................................................................105
5.4.2.2 Gesso ..........................................................................................................107
5.4.2.3 Cal ...............................................................................................................109
5.4.2.4 Pozolanas....................................................................................................110
5.4.2.5 Cimento .......................................................................................................111
5.4.3 Água ..............................................................................................................113
5.4.4 Aditivos .........................................................................................................114
6 GÊNESE DAS ROCHAS E ENSAIOS TECNOLÓGICOS ...................................115
6.1 ROCHAS ...........................................................................................................116
6.2 CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA DAS ROCHAS..................................................116
6.2.1 Rochas Ígneas ou Magmáticas ...................................................................116
6.2.2 Rochas Sedimentares ..................................................................................118
6.2.3 Rochas Metamórficas ..................................................................................119
6.3 PRINCIPAIS COMPONENTES MINERAIS DAS ROCHAS ..............................120
6.3.1 Quartzo..........................................................................................................121
6.3.2 Feldspatos ....................................................................................................121
6.3.3 Micas .............................................................................................................121
6.3.4 Piroxênios .....................................................................................................122
6.3.5 Anfibólios......................................................................................................122
6.3.6 Feldspatóides ...............................................................................................122
6.3.7 Olivina ...........................................................................................................123
6.3.8 Calcita............................................................................................................123
6.3.9 Dolomita ........................................................................................................123
6.3.10 Argilominerais ............................................................................................124
6.3.11 Talco ............................................................................................................124
6.4 CLASSIFICAÇÃO TECNOLÓGICA DAS ROCHAS COMO MATERIAL DE
CONSTRUÇÃO.......................................................................................................124
6.4.1 Rochas silicosas eruptivas .........................................................................125
6.4.1.1 Granitos.......................................................................................................125
6.4.1.2 Sienitos........................................................................................................126
6.4.1.3 Monzonitos ..................................................................................................126
6.4.1.4 Dioritos ........................................................................................................127
6.4.1.5 Riolitos.........................................................................................................127
6.4.1.6 Traquitos .....................................................................................................128
6.4.1.7 Andensitos...................................................................................................128
6.4.1.8 Basaltos e diabásios....................................................................................129
6.4.2 Rochas silicosas sedimentares ..................................................................130
6.4.2.1 Arenito .........................................................................................................130
6.4.3 Rochas silicosas metamórficas ..................................................................131
6.4.3.1 Gnaisse .......................................................................................................131
6.4.3.2 Anfibolito......................................................................................................133
6.4.3.3 Quartzitos ....................................................................................................133
6.4.4 Rochas calcárias sedimentares e metamórficas.......................................134
6.4.4.1 Conglomerados ...........................................................................................134
6.4.4.2 Calcários .....................................................................................................136
6.4.4.3 Mármores ....................................................................................................137
6.4.5 Rochas argilosas..........................................................................................138
6.4.5.1 Argilito .........................................................................................................138
6.4.5.2 Ardósias ......................................................................................................139
6.4.5.3 Xistos...........................................................................................................139
6.5 CARACTERÍSTICAS PETROGRÁFICAS DE ALGUMAS ROCHAS ................140
6.6 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DAS ROCHAS......................................141
6.6.1 Propriedades geológicas.............................................................................145
6.6.1.1 Análises petrográficas e mineralógicas .......................................................145
6.6.1.2 Composição química ...................................................................................147
6.6.1.3 Reatividade .................................................................................................147
6.6.1.3.1 Matéria orgânica .....................................................................................147
6.6.1.3.2 Sais minerais ..........................................................................................147
6.6.1.3.3 Materiais pulverulentos .........................................................................148
6.6.1.3.4 Partículas macias e friáveis...................................................................148
6.6.1.3.5 Minerais reativos ....................................................................................149
6.6.1.4 Alteração e alterabilidade ............................................................................149
6.6.2 Propriedades físicas ....................................................................................151
6.6.2.1 Granulometria..............................................................................................151
6.6.2.2 Adesividade.................................................................................................152
6.6.2.3 Formas de fragmentos ................................................................................152
6.6.2.4 Índices físicos..............................................................................................152
6.6.2.4.1 Massa específica ou densidade ............................................................153
6.6.2.4.2 Porosidade..............................................................................................154
6.6.2.4.3 Absorção ou higroscopicidade .............................................................155
6.6.2.5 Permeabilidade ...........................................................................................156
6.6.2.6 Dureza.........................................................................................................156
6.6.2.7 Condutibilidade térmica ...............................................................................157
6.6.2.8 Dilatação térmica.........................................................................................158
6.6.2.9 Aderência ....................................................................................................159
6.6.2.10 Cor.............................................................................................................159
6.6.3 Propriedades físico mecânicas...................................................................160
6.6.3.1 Resistência à compressão e módulo de deformabilidade ...........................161
6.6.3.1.1 Compressão uniaxial .............................................................................161
6.6.3.1.2 Módulo de elasticidade ou de deformabilidade estático ....................162
6.6.4 Ensaios não destrutivos ..............................................................................168
6.6.4.1 Teste de percussão .....................................................................................168
6.6.4.2 Teste de absorção.......................................................................................168
6.6.4.3 Teste de efervescência ...............................................................................169
6.6.4.4 Teste de movimentação de fissuras............................................................169
6.6.4.5 Ensaio de raio X ..........................................................................................169
6.6.4.6 Ensaio de ultrassom ....................................................................................169
6.6.4.7 Fotogrametria ..............................................................................................170
6.6.4.8 Medição de umidade ...................................................................................170
7 ENSAIOS .............................................................................................................171
7.1 EDIFICAÇÕES AMOSTRAIS ............................................................................171
7.1.1 Amostra 01 – Igreja de Nossa Senhora de Santa cruz ..............................171
7.1.1.1 Breve histórico da Fazenda da Taquara e da Igreja de Nossa Senhora de
Santa Cruz ..............................................................................................................172
7.1.1.2 Situação atual..............................................................................................173
7.1.1.3 Amostras coletadas .....................................................................................173
7.1.2 Amostra 02 – Capela de Nossa Senhora das Graças................................174
7.1.2.1 Breve histórico do Educandário da Misericórdia .........................................174
7.1.2.2 Situação atual..............................................................................................175
7.1.2.3 Amostras coletadas .....................................................................................176
7.1.3 Amostra 03 – Prédio do IPHAN – 6a SR ......................................................176
7.1.3.1 Breve histórico do Prédio do IPHAN – 6a SR ..............................................177
7.1.3.2 Situação atual..............................................................................................177
7.1.3.3 Amostras coletadas .....................................................................................178
7.1.4 Amostra 04 – Recolhimento de Santa Teresa – Museu de Arqueologia..178
7.1.4.1 Breve histórico do Recolhimento de Santa Teresa .....................................178
7.1.4.2 Situação atual..............................................................................................181
7.1.4.3 Amostras coletadas .....................................................................................181
7.1.5 Amostra 05 – Catedral de Nossa Senhora do Carmo da Antiga Sé .........182
7.1.5.1 Breve histórico da Catedral de Nossa Senhora do Carmo da Antiga Sé ....182
7.1.5.2 Situação atual..............................................................................................183
7.1.5.3 Amostras coletadas .....................................................................................185
7.1.6 Amostra 06 – Igreja de Nossa Senhora da Candelária..............................186
7.1.6.1 Breve histórico da Igreja de Nossa Senhora da Candelária ........................186
7.1.6.2 Situação atual..............................................................................................188
7.1.6.3 Amostras coletadas .....................................................................................189
7.1.7 Amostra 07 – Igreja de Nossa Senhora da Saúde .....................................190
7.1.7.1 Breve histórico da Igreja de Nossa Senhora da Saúde...............................190
7.1.7.2 Situação atual..............................................................................................191
7.1.7.3 Amostras coletadas .....................................................................................192
7.2 ENSAIOS EM ARGAMASSAS ..........................................................................192
7.2.1 Testes qualitativos de sais solúveis...........................................................194
7.2.1.1 Nitrato..........................................................................................................194
7.2.1.2 Cloreto.........................................................................................................194
7.2.1.3 Sulfato .........................................................................................................195
7.2.1.4 Resultados ..................................................................................................195
7.2.2 Ensaio simples de argamassa – traços......................................................195
7.2.2.1 Reagentes ...................................................................................................195
7.2.2.2 Equipamentos, vidraria e materiais .............................................................196
7.2.2.3 Procedimento ..............................................................................................196
7.2.2.4 Folha de cálculo para ensaio de argamassa ...............................................197
7.2.2.4.1 Finos (argila e/ou silte) ..........................................................................197
7.2.2.4.2 Grossos (areia) .......................................................................................197
7.2.2.4.3 Ligante (resíduo solúvel) .......................................................................198
7.2.2.4.4 Traço mais provável da argamassa ......................................................198
7.2.2.4.5 Observações...........................................................................................198
7.2.3 Granulometria do agregado ........................................................................198
7.2.4 Tabelas para resultados dos ensaios nas argamassas ............................198
7.3 RECONHECIMENTO DAS ROCHAS COLETADAS NAS EDIFICAÇÕES .......200
7.3.1 Apreciação petrográfica de rochas.............................................................200
7.3.1.1 Características iniciais – identificação .........................................................201
7.3.1.2 Cor natural da amostra................................................................................202
7.3.1.3 Estrutura da amostra ...................................................................................202
7.3.1.4 Textura da amostra .....................................................................................203
7.3.1.5 Composição mineralógica essencial da amostra ........................................204
7.3.1.6 Estado de alteração da amostra..................................................................205
7.3.1.7 Propriedades físico-mecânicas da amostra.................................................206
7.3.1.8 Classificação petrográfica macroscópica da rocha .....................................206
7.3.1.9 Classificação petrográfica macroscópica da rocha – tabela resumo...........207
7.3.2 Índices físicos...............................................................................................208
7.3.2.1 Amostragem e preparação dos corpos-de-prova ........................................208
7.3.2.2 Ensaio .........................................................................................................208
7.3.2.3 Cálculos.......................................................................................................209
7.3.2.4 Resultados ..................................................................................................209
7.4 COLETA DE AMOSTRAS NA PEDREIRA........................................................210
7.4.1 Geologia da cidade do Rio de Janeiro........................................................211
7.5 ENSAIOS REALIZADOS NAS AMOSTRAS RETIRADAS DA PEDREIRA.......214
7.5.1 Índices físicos...............................................................................................214
7.5.1.1 Amostragem e preparação dos corpos-de-prova ........................................215
7.5.1.2 Ensaio .........................................................................................................215
7.5.1.3 Cálculos.......................................................................................................215
7.5.1.4 Resultados ..................................................................................................216
7.5.2 Compressão uniaxial ...................................................................................216
7.5.2.1 Amostragem e preparação dos corpos-de-prova ........................................217
7.5.2.2 Ensaio .........................................................................................................218
7.5.2.3 Cálculos.......................................................................................................219
7.5.2.4 Resultados ..................................................................................................219
7.5.3 Esmagamento...............................................................................................219
7.5.3.1 Amostragem ................................................................................................221
7.5.3.2 Ensaio .........................................................................................................221
7.5.3.3 Cálculos.......................................................................................................222
7.5.4 Composição química ...................................................................................222
7.5.4.1 Amostragem ................................................................................................223
7.5.4.2 Ensaio .........................................................................................................224
7.5.4.3 Resultados ..................................................................................................224
7.5.5 Petrografia ....................................................................................................224
7.5.5.1 Amostragem ................................................................................................225
7.5.5.2 Ensaio .........................................................................................................226
7.5.5.3 Resultados ..................................................................................................226
8 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS ...............227
8.1 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS NAS AMOSTRAS DAS
EDIFICAÇÕES ........................................................................................................228
8.1.1 Resultado dos testes nas argamassas históricas.....................................228
8.1.1.1 Resultado dos testes qualitativos de sais solúveis......................................228
8.1.1.2 Resultado dos ensaios simples de argamassas – traços ............................229
8.1.1.3 Resultado das análises granulométricas .....................................................232
8.1.2 Resultados da apreciação macroscópica das rochas coletadas nas
edificações.............................................................................................................234
8.1.3 Índices físicos das rochas coletadas nas edificações..............................239
8.2 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS NAS AMOSTRAS DE ROCHAS
COLETADAS NA PEDREIRA .................................................................................241
8.2.1 Resultados da apreciação macroscópica das rochas coletadas na
pedreira ..................................................................................................................242
8.2.2 Índices físicos das rochas coletadas na pedreira .....................................248
8.2.3 Compressão uniaxial ...................................................................................249
8.2.4 Esmagamento...............................................................................................251
8.2.5 Composição química ...................................................................................251
8.2.6 Petrografia ....................................................................................................252
8.2.6.1 Resultado da análise petrográfica microscópica .........................................252
8.2.6.2 Descrição dos minerais presentes na amostra............................................253
8.3 ANÁLISE GERAL DOS ENSAIOS ....................................................................255
9 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ..............................................................263
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................268
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Esquema de Stonehenge restaurado em relação a astronomia ..............45
Figura 2 – Matriz de São Sebastião, destacada à esquerda na ilustração de François
Froger de 1695..........................................................................................................59
Figura 3 – Convento de Santo Antônio, desenho de Debret, 1822 ...........................60
Figura 4 – Igreja de Nossa senhora de Bonsucesso, aquarela de Tomas Ender feita
no século XIX ............................................................................................................61
Figura 5 – Arenito “Montjuic”, textura da superfície serrada......................................69
Figura 6 – Divisão dos prismas para a construção dos provetes ..............................70
Figura 7 – Relação gráfica entre alguns parâmetros mecânicos em alvenarias: a)
gráfico de Tensão-Deformação e b) variação linear do módulo de elasticidade com a
tensão .......................................................................................................................73
Figura 8 – Componentes da alvenaria de pedra, argamassa e vazios......................77
Figura 9 – Classificação das alvenarias de pedra quanto ao tipo de aparelho: a)
juntas desalinhadas; b) juntas irregulares alinhadas; c) juntas regulares alinhadas .81
Figura 10 – Classificação das alvenarias de pedra quanto ao tipo de assentamento:
a) horizontal; b) horizontal / vertical; c) aleatório; d) escalonado com fiadas de
regularização; e) em “espinha de peixe”; f) com calços ou cunhas...........................82
Figura 11 – Classificação das alvenarias de pedra segundo o número de
paramentos: a) paramento simples; b) dois paramentos sem ligação; c) dois
paramentos com ligação; d) três paramentos com núcleo de fraca ligação..............83
Figura 12 – Cristais de quartzo ...............................................................................122
Figura 13 – Feldspatos: cristais de albita ................................................................122
Figura 14 – Micas: cristais de muscovita.................................................................122
Figura 15 – Piroxênios: cristais de augita................................................................123
Figura 16 – Anfibólios: cristais de hornblenda.........................................................123
Figura 17 – Feldspatóides: cristais de leucita..........................................................123
Figura 18 – Cristais de olivina .................................................................................123
Figura 19 – Cristais de calcita .................................................................................123
Figura 20 – Cristais de dolomita..............................................................................123
Figura 21 – Foto da rocha: granito grosseiro rico em feldspato ..............................125
Figura 22 – Fotomicrografia: granito com microclínio..............................................125
Figura 23 – Foto da rocha: sienito...........................................................................126
Figura 24 – Fotomicrografia: sienito ........................................................................126
Figura 25 – Foto da rocha: monzonito.....................................................................127
Figura 26 – Fotomicrografia: monzonito..................................................................127
Figura 27 – Foto da rocha: diorito ...........................................................................127
Figura 28 – Fotomicrografia: diorito.........................................................................127
Figura 29 – Foto da rocha: riolito. Rica em quartzo (mineral claro) e feldspato
(mineral vermelho carne) ........................................................................................128
Figura 30 – Fotomicrografia: riolito. Grandes cristais de feldspato. Aumento 20x...128
Figura 31 – Foto da rocha: traquito com cristais de feldspato alcalino....................128
Figura 32 – Fotomicrografia: traquito ......................................................................128
Figura 33 – Foto da rocha: adensito com granulação fina ......................................129
Figura 34 – Fotomicrografia: adensito com textura porfirítica..................................129
Figura 35 – Foto da rocha: basalto com granulação fina ........................................129
Figura 36 – Fotomicrografia: basalto.......................................................................129
Figura 37 – Fotomicrografia: arenito com aumento de 40x .....................................130
Figura 38 – Foto da rocha: arenito cinza claro ........................................................130
Figura 39 – Foto da rocha: arenito vermelho ..........................................................130
Figura 40 – Foto da rocha: arenito pardo ................................................................130
Figura 41 – Fotomicrografia: gnaisse. Acessórios (cristais de clorita e de titanita).
Aumento 40x ...........................................................................................................132
Figura 42 – Gnaisse leptinito...................................................................................132
Figura 43 – Gnaisse facoidal...................................................................................132
Figura 44 – Foto da rocha: anfibolito listrado ..........................................................133
Figura 45 – Fotomicrografia: anfibolito, no centro cistal de hornblenda, cercado por
cristais esverdeados de clorita. Aumento 20x .........................................................133
Figura 46 – Fotomicrografia: quartzito com aumento de 40x ..................................134
Figura 47 – Foto da rocha: quartzito apresentando foliação marcada pela biotita ..134
Figura 48 – Foto da rocha: quartzito esbranquiçado ...............................................134
Figura 49 – Foto da rocha: quartzito amarelado......................................................134
Figura 50 – Conglomerado em matriz de arenito grosso ........................................136
Figura 51 – Fotomicrografia: paraconglomerado pobre em grãos de quartzo.
Aumento 40x ...........................................................................................................136
Figura 52 – Fotomicrografia: paraconglomerado rico em grãos de quartzo. Aumento
40x ..........................................................................................................................136
Figura 53 – Foto da rocha: calcário com cristais de pirita .......................................137
Figura 54 – Fotomicrografia: calcário. Aumento 40x ...............................................137
Figura 55 – Fotomicrografia: calcário com cristais de calcita. Aumento 40x ...........138
Figura 56 – Foto da rocha: mármore vermelho .......................................................138
Figura 57 – Foto da rocha: mármore rosa...............................................................138
Figura 58 – Foto da rocha: mármore creme............................................................138
Figura 59 – Foto da rocha: argilito avermelhado .....................................................139
Figura 60 – Foto da rocha: ardósia apresentando clivagem ardosiana...................139
Figura 61 – Fotomicrografia: ardósia rica em micas e quartzo. Aumento 40x.........139
Figura 62 – Foto da rocha: xisto..............................................................................140
Figura 63 – Fotomicrografia: xisto. Aumento 32x ....................................................140
Figura 64 – Diversidade do comportamento térmico de alguns materiais...............158
Figura 65 – Planta baixa: Recolhimento de Santa Teresa ......................................180
Figura 66 – Textura da amostra ..............................................................................204
Figura 67 – Faces cristalinas dos minerais: A: idiomórficos; B: xenomórficos; C:
hipidiomórficos ........................................................................................................204
Figura 68 – Mapa Geológico simplificado do Estado do Rio de Janeiro .................213
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Foto 1 – Parede de taipa de pilão .............................................................................23
Foto 2 – Alvenaria de pedra seca..............................................................................23
Foto 3 – Alvenaria de pedra e barro..........................................................................23
Foto 4 – Alvenaria de pedra e cal..............................................................................23
Foto 5 – Alvenaria de adobe .....................................................................................23
Foto 6 – Alvenaria de tijolo de barro cozido ..............................................................23
Foto 7 – Estrutura de madeira...................................................................................24
Foto 8 – Parede de pau-a-pique................................................................................24
Foto 9 – Arco de Tito.................................................................................................37
Foto 10 – Detalhes do Arco de Tito...........................................................................37
Foto 11 – Dolmen......................................................................................................44
Foto 12 – Menir .........................................................................................................44
Foto 13 – Stonehenge, Inglaterra..............................................................................45
Foto 14 – Pirâmides de Keops, Egito, 2480 a.C........................................................46
Foto 15 – Partenon: Atenas, 438 a.C. .......................................................................48
Foto 16 – Coliseu Romano, inaugurado no ano 80 d.C. ...........................................49
Foto 17 – Tumba de Teodorico, Ravena...................................................................49
Foto 18 – Catedral de Notre-Dame, Paris .................................................................50
Foto 19 – Pedras encaixadas: alvenaria de pedra seca............................................51
Foto 20 – Vista de Machu Picchu..............................................................................51
Foto 21 – Arquitetura Maia: Pirâmide El Catillo em Chitzen-Itza...............................52
Foto 22 – Civilização Asteca: Pirâmide do Sol ..........................................................52
Foto 23 – Civilização Asteca: Pedra do Sol ..............................................................52
Foto 24 – Catedral de Florença: Igreja de Santa Maria das Flores ...........................54
Foto 25 – Basílica de São Pedro, Vaticano, Roma ...................................................54
Foto 26 – Catedral da cidade de Salvador, BA .........................................................57
Foto 27 – Catedral da Sé, Olinda, PE .......................................................................57
Foto 28 – Igreja de São Pedro dos Clérigos, Recife, PE...........................................57
Foto 29 – Igreja Franciscana da Paraíba, João Pessoa, PB.....................................57
Foto 30 – Colégio dos Jesuítas de São Vicente, São Paulo, SP...............................58
Foto 31 – Convento da Penha, Vila Velha, ES..........................................................58
Foto 32 – Igreja de Nossa Senhora da Conceição de Antônio Dias, Ouro Preto, MG
..................................................................................................................................58
Foto 33 – Igreja de Nossa Senhora do Pilar, Ouro Preto, MG ..................................58
Foto 34 – Igreja de Santo Antônio, Tiradentes, MG ..................................................58
Foto 35 – Igreja de Nossa Senhora do Ó, Sabará, MG.............................................58
Foto 36 – Morro do Castelo, Igreja de Santo Inácio ..................................................59
Foto 37 – Destruição do Morro do Castelo e da Igreja de Santo Inácio, 1921 ..........59
Foto 38 – Igreja de Santa Luzia ................................................................................60
Foto 39 – Igreja de Santa Luzia em 1960 .................................................................60
Foto 40 – Convento de Santo Antônio ......................................................................60
Foto 41 – Igreja do Carmo ao centro, com a torre isolada. A igreja da direita é da
Ordem Terceira do Carmo, em 1890.........................................................................61
Foto 42 – Mosteiro de São Bento..............................................................................61
Foto 43 – Igreja de São José ....................................................................................61
Foto 44 – Igreja da Candelária, foto de Marc Ferrez, 1890.......................................61
Foto 45 – Igreja da Candelária ..................................................................................61
Foto 46 – Igreja de São Roque, Ilha de Paquetá ......................................................62
Foto 47 – Igreja de Santa Cruz dos Militares ............................................................62
Foto 48 – Igreja de Nossa Senhora da Glória do Outeiro .........................................62
Foto 49 – Igreja de Santa Rita de Cássia..................................................................62
Foto 50 – Igreja Mãe dos Homens ............................................................................62
Foto 51 – Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores ..................................62
Foto 52 – Capela de Nossa Senhora da Guia, Cabo Frio .........................................63
Foto 53 – Igreja de Nossa Senhora dos Anjos, Cabo Frio ........................................63
Foto 54 – Igreja de Nossa Senhora do Amparo, Maricá ...........................................63
Foto 55 – Igreja de São João Batista, Itaboraí ..........................................................63
Foto 56 – Ruínas do Convento São Boaventura, Itaboraí.........................................64
Foto 57 – Igreja de Santa Rita, Parati .......................................................................64
Foto 58 – Igreja de Santa Luzia, Angra dos Reis ......................................................64
Foto 59 – Capela de São Lourenço dos Índios, Niterói .............................................65
Foto 60 – Capela de Nossa Senhora da Boa Viagem, Niterói ..................................65
Foto 61 – Capela de São Francisco Xavier, Niterói...................................................65
Foto 62 – Sede da Fazenda da Taquara. Local da Igreja de Santa Cruz ...............171
Foto 63 – Fachada da Igreja de Santa Cruz............................................................171
Foto 64 – Túmulo do Comendador Francisco Pinto da Fonseca e Maria Rosa da
Fonseca Telles no chão da Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz. ....................172
Foto 65 – Parede lateral da nave ............................................................................173
Foto 66 – Parte superior da parede com vegetação ...............................................173
Foto 67 – Arco do cruzeiro danificado.....................................................................173
Foto 68 – Amostra de argamassa A01: Igreja de Santa Cruz .................................174
Foto 69 – Amostra de rocha R01-A e R01-B: Igreja de Santa Cruz ........................174
Foto 70 – Capela de Nossa Senhora das Graças ...................................................174
Foto 71 – Educandário da Misericórdia...................................................................174
Foto 72 – Amostra de argamassa A01: Capela de Nossa Senhora das Graças.....176
Foto 73 – Amostra de rocha R01: Capela de Nossa Senhora das Graças .............176
Foto 74 – Prédio do IPHAN – 6a SR........................................................................176
Foto 75 – Porta do IPHAN: talhada em madeira no estilo Neobarroco ...................176
Foto 76 – Amostra de Rocha R03: Prédio do IPHAN..............................................178
Foto 77 – Museu de Arqueologia de Itaipu, Niterói, RJ ...........................................178
Foto 78 – Árvores próximas às paredes..................................................................181
Foto 79 – Detalhe da árvore....................................................................................181
Foto 80 – Amostra de argamassa A04: Recolhimento de Santa Teresa.................182
Foto 81 – Amostra de rocha R04-A e R04-B: Recolhimento de Santa Teresa .......182
Foto 82 – Sino denominado D. João VI da Antiga Sé, fundido em 1822.................183
Foto 83 – Sino da Antiga Sé....................................................................................183
Foto 84 – Vista da fachada da Igreja com a imagem de São Sebastião, padroeiro da
cidade......................................................................................................................184
Foto 85 – Vista do nave principal, com talha em Estilo Rococó, executada por Inácio
Ferreira Pinto em 1785............................................................................................184
Foto 86 – Placa que indica o local da lápide de mármore onde está uma urna que
guarda as cinzas de Pedro Álvares Cabral .............................................................184
Foto 87 – Pia Batismal, que se encontra na sacristia da Igreja...............................184
Foto 88 – Vista da Nave da Catedral ......................................................................185
Foto 89 – Vista da parte do telhado, em cima da nave ...........................................185
Foto 90 – Amostra de argamassa A05-A; A05-B e A05-C: Igreja de Nossa Senhora
do Carmo da antiga Sé ...........................................................................................186
Foto 91 – Amostra de rocha R05: Igreja de Nossa Senhora do Carmo da antiga Sé
................................................................................................................................186
Foto 92 – Vista lateral da Candelária, detalhe da cantaria......................................186
Foto 93 – Fachada da Igreja da Candelária. ...........................................................186
Foto 94 – Interior revestido de mármore .................................................................187
Foto 95 – Destaque da pintura que retrata o naufrágio do casal que mandou
construir a primeira capela no local.........................................................................187
Foto 96 – Destaque da cúpula da igreja..................................................................187
Foto 97 – Detalhe interior de sua cúpula.................................................................187
Foto 98 – Detalhe da restauração do telhado e da cúpula da igreja .......................188
Foto 99 – Detalhe interior de sua cúpula restaurada...............................................188
Foto 100 – Vista da torre da igreja com o detalhe do bom estado do telhado após
restaurado ...............................................................................................................189
Foto 101 – Detalhes da torre direita da igreja .........................................................189
Foto 102 – Amostra de argamassa A06: Igreja de Nossa Senhora da Candelária .190
Foto 103 – Amostra de rocha R06: Igreja de Nossa Senhora da Candelária..........190
Foto 104 – Fachada da Igreja de Nossa Senhora da Saúde ..................................190
Foto 105 – Vista aérea da zona portuária do Rio de Janeiro, bairros Saúde e
Gamboa, 2006.........................................................................................................192
Foto 106 – Plano de revitalização e restauração da Zona Portuária do Rio de Janeiro
................................................................................................................................192
Foto 107 – Amostra de argamassa A07: Igreja de Nossa Senhora da Saúde ........192
Foto 108 – Amostra de rocha R07: Igreja de Nossa Senhora da Saúde.................192
Foto 109 – Pedreira Tamoio S/A .............................................................................211
Foto 110 – Perfil de gnaisse....................................................................................211
Foto 111 – Amostras de rochas utilizadas para o ensaio de índices físicos ...........214
Foto 112 – Máquina universal de compressão (Kratos, modelo 407-MPS),
capacidade 100 tf ....................................................................................................217
Foto 113 – Corpo-de-prova preparado para o ensaio compressão uniaxial............218
Foto 114 – Corpo-de-prova rompido, final do ensaio de compressão uniaxial........218
Foto 115 – Forma final do corpo-de-prova ..............................................................218
Foto 116 – Amostra utilizada para o ensaio de composição química......................223
Foto 117 – Amostra utilizada para o ensaio de petrografia microscópica ...............225
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Relação preliminar das igrejas do centro da cidade do Rio de Janeiro ...31
Tabela 2 – Classificação da arquitetura egípcia em função da sua utilização ..........47
Tabela 3 – Resultados dos carregamentos monotônico e cíclico..............................69
Tabela 4 – Exemplo de resistência das alvenarias ...................................................71
Tabela 5 – Coeficiente de deformabilidade ...............................................................73
Tabela 6 – Resistência de cálculo à compressão da alvenaria de pedra (MPa) .......75
Tabela 7 – Classificação das alvenarias de edifícios e dos muros antigos de acordo
com a função desempenhada ...................................................................................79
Tabela 8 – Fórmulas empíricas para o cálculo da espessura das paredes e de muros
de edificações antigas...............................................................................................86
Tabela 9 – Predicados das argamassas com cal hidratada ......................................97
Tabela 10 – Influência da granulometria da areia nas propriedades das argamassas
................................................................................................................................101
Tabela 11 – Tipos de britas em função do diâmetro ...............................................103
Tabela 12 – Tabela com os principais compostos do cimento ................................112
Tabela 13 – Características petrográficas gerais de rochas mais usadas no Brasil140
Tabela 14 – Roteiro para avaliação preliminar do estado de alteração e do grau de
coerência de rochas ................................................................................................150
Tabela 15 – Porosidade das rochas........................................................................154
Tabela 16 – Tipos de rochas ...................................................................................155
Tabela 17 – Escala de Mohs ...................................................................................157
Tabela 18 – Ensaios de abrasão “Los Angeles” e esmagamento de diferentes tipos
de rochas.................................................................................................................167
Tabela 19 – Relação das amostras de argamassas coletadas nas edificações e seus
nomes .....................................................................................................................193
Tabela 20 – Testes qualitativos de sais solúveis em argamassas ..........................195
Tabela 21 – Teste qualitativos de sais solúveis – tabela padrão.............................199
Tabela 22 – Ensaio simples de argamassa – traço – tabela padrão .......................199
Tabela 23 – Análise granulométrica – tabela padrão ..............................................199
Tabela 24 - Relação das amostras de rochas coletadas nas edificações e seus
nomes .....................................................................................................................201
Tabela 25 – Apreciação petrográfica da amostra – tabela padrão ..........................207
Tabela 26 - Amostras de rochas utilizadas para o ensaio de compressão uniaxial 217
Tabela 27 – Dimensões dos corpos-de-prova para ensaio de compressão uniaxial
................................................................................................................................218
Tabela 28 - Amostras de rochas utilizadas para o ensaio de esmagamento ..........220
Tabela 29 – Resultados dos Testes Qualitativos de Sais Solúveis .........................229
Tabela 30 – Traço mais provável – Amostras A01 e A02 .......................................230
Tabela 31 – Traço mais provável – Amostras A04 e A05-A....................................230
Tabela 32 – Traço mais provável – Amostras A05-B e A05-C ................................231
Tabela 33 – Traço mais provável – Amostras A06 e A07 .......................................231
Tabela 34 – Curva granulométrica – Amostras A01 e A02 .....................................232
Tabela 35 – Curva granulométrica – Amostras A04 e A05-A ..................................233
Tabela 36 – Curva granulométrica – Amostras A05-B e A05-C ..............................233
Tabela 37 – Curva granulométrica – Amostras A06 e A07 .....................................234
Tabela 38 – Apreciação petrográfica: amostra R01-A: Igreja de Nossa Senhora de
Santa Cruz ..............................................................................................................235
Tabela 39 – Apreciação petrográfica: amostra R01-B: Igreja de Nossa Senhora de
Santa Cruz ..............................................................................................................235
Tabela 40 – Apreciação petrográfica: amostra R02: Capela de Nossa Senhora das
Graças.....................................................................................................................236
Tabela 41 – Apreciação petrográfica: amostra R03: Prédio do IPHAN – 6a SR......236
Tabela 42 – Apreciação petrográfica: amostra R04-A: Recolhimento de Santa Teresa
................................................................................................................................237
Tabela 43 – Apreciação petrográfica: amostra R04-B: Recolhimento de Santa Teresa
................................................................................................................................237
Tabela 44 – Apreciação petrográfica: amostra R05: Catedral da Antiga Sé ...........238
Tabela 45 – Apreciação petrográfica: amostra R06: Igreja de Nossa Senhora da
Candelária ...............................................................................................................238
Tabela 46 – Apreciação petrográfica: amostra R07: Igreja de Nossa Senhora da
Saúde......................................................................................................................239
Tabela 47 – Resultados do ensaio de índices físicos das rochas coletadas nas
edificações ..............................................................................................................241
Tabela 48 – Apreciação petrográfica: amostra R1 ..................................................243
Tabela 49 – Apreciação petrográfica: amostra R2 ..................................................243
Tabela 50 – Apreciação petrográfica: amostra R3 ..................................................244
Tabela 51 – Apreciação petrográfica: amostra R4 ..................................................244
Tabela 52 – Apreciação petrográfica: amostra R5 ..................................................245
Tabela 53 – Apreciação petrográfica: amostra R6 ..................................................245
Tabela 54 – Apreciação petrográfica: amostra R7 ..................................................246
Tabela 55 – Apreciação petrográfica: amostra R8 ..................................................246
Tabela 56 – Apreciação petrográfica: amostra R-ÍNDICES FÍSICOS .....................247
Tabela 57 – Apreciação petrográfica: amostra R-COMPOSIÇÃO QUÍMICA ..........247
Tabela 58 – Apreciação petrográfica: amostra R-PETROGRAFIA .........................248
Tabela 59 – Resultados do ensaio de índices físicos..............................................249
Tabela 60 – Resultados do ensaio de compressão simples ...................................250
Tabela 61 – Resultados do ensaio de composição química....................................251
Tabela 62 – Composição mineralógica – petrografia microscópica ........................252
Tabela 63 Petrografia microscópica – lâminas........................................................255
Tabela 64 – Média das porcentagens de agregados retidos nas amostras de
argamassas das edificações ...................................................................................258
RESUMO
As estruturas de alvenaria de edificações históricas são constituídas por
blocos de pedras, alvenaria cerâmica, adobe, etc, ligados por argamassas, formando
diversas geometrias. Devido a esta complexidade, este estudo propõe-se à
caracterização das propriedades geológicas, físicas e físico mecânicas de materiais
constituintes das paredes auto-portantes de pedra e argamassa de cal de
construções antigas, principalmente igrejas do centro da cidade do Rio de Janeiro,
com a finalidade de construir uma metodologia para futuras intervenções e como
forma de compreender e escolher materiais mais adequados em relação aos
constituintes, abordando a valorização e preservação do patrimônio histórico e
cultural edificado. Para completar o estudo da implementação da metodologia sobre
materiais constituintes de alvenarias antigas de pedra e cal foram realizados,
primeiramente, ensaios em rochas e argamassas de uma amostra de sete
edificações da região metropolitana do Rio de Janeiro. Após o conhecimento das
características petrográficas macroscópicas das rochas coletadas nas edificações,
foram realizados estudos geológicos de pedreiras, buscando rochas com as
características petrográficas mais próximas possíveis das coletadas nas edificações.
Por fim, foram feitas as coletas de amostras e ensaios nas rochas coletadas na
pedreira selecionada, formando um banco de dados de propriedades desse material.
Os ensaios realizados e os resultados obtidos, no que diz respeito à caracterização
das principais propriedades, fundamentam a apresentação da metodologia proposta
para projetos de intervenção nesses tipos de alvenarias históricas.
Palavras-chave: construção civil; estruturas; alvenaria; edificações históricas;
ensaios; propriedades mecânicas; rochas.
ABSTRACT
It stands to reason that historic masonry structures are made of stoneware,
earthenware, adobe, etc and are put together with mortar, taking then several
geometric forms. Due to such complexity, this paper deals with the characterization
of geological, as well as physical and physical-mechanic properties of such walls of
stone and lime mortar which can still be widely found in age-old churches in the
center of Rio de Janeiro. This paper aims at building a new methodology to future
interventions so as to show how to better choose the right materials to handle and
preserve historical and cultural patrimony. To complete the study of the
implementation of the methodology on constituent materials of old structures of rock
and whitewash they had been carried through, first, assays in rocks and argamassas
of a sample of seven constructions of the region metropolitan of Rio de Janeiro. After
the knowledge of the macrocospic petrográficas characteristics of the rocks collected
in the constructions, had been carried through geologic studies of quarries, searching
rocks with the possible petrográficas characteristics next to the collected ones in the
constructions. Finally, the collections of samples and assays in the rocks collected in
the selected quarry had been made, forming a data base of properties of this
material. The carried through assays and the gotten results, in what it says respect to
the characterization of the main properties, base the presentation of the methodology
proposal for intervention projects on these types of historical structures..
Key words: Civil Construction; Structures; Masonry; Historic Erections; Essays;
Mechanic Properties; Stones.
1 INTRODUÇÃO
A existência de sistema estrutural de alvenaria antiga está difundida por toda
parte, em centros históricos urbanos, em regiões rurais, em diferentes tipos de
estruturas, como torres, edifícios, arcos, muros, pontes, etc. A determinação
tipológica do sistema estrutural pode ser iniciada pelas características geométricas,
áreas de apoio e transferências de esforços entre os elementos estruturais. Numa
edificação, as paredes, com suas formas e materiais diversos, são muitas vezes
responsáveis pela transferência de esforços do telhado e pavimentos até o apoio
nas fundações.
Atualmente, essas estruturas recebem pouca atenção nos currículos de
graduações de Engenharia em países desenvolvidos. Segundo Lourenço (2002),
com o surgimento do aço e do concreto utilizados em edificações no século XX,
engenheiros estruturais modernos possuem um conhecimento escasso sobre
materiais e técnicas tradicionais. Além disso, existe a heterogeneidade de situações
de carregamento e a variação de técnicas de região a região.
Inicialmente deve-se fazer uma observação da estrutura principal de suporte,
ou portante, composta de paredes estruturais e autônomas (paredes de simples
vedação). As paredes estruturais de construções antigas podem ser construídas de
taipa de pilão, adobe, tijolos, alvenaria de pedra seca, pedra e barro ou pedra e cal.
A seguir estão relacionadas algumas paredes portantes:
•
paredes de taipa-de-pilão (Foto 1): são executadas com terra socada
manualmente entre duas fôrmas de madeira. Esse tipo de parede
constitui-se em uma das técnicas mais avançadas da Arquitetura Colonial
Brasileira;
•
alvenaria de pedra seca (Foto 2): as pedras de dimensões semelhantes
são
superpostas
e
convenientemente
travadas,
adquirindo
uma
22
estabilidade ditada pelo seu peso próprio e pela ação de cargas exteriores,
sem a utilização de materiais de ligação e de revestimento;
•
alvenaria de pedra e barro (Foto 3): as pedras são ligadas entre si por uma
argamassa de barro ou de terra. Essa argamassa preenche os vazios,
distribuindo os esforços e tornando as alvenarias resistentes;
•
alvenaria de pedra e cal (Foto 4): o método executivo é semelhante à
alvenaria de pedra e barro, substituindo a argamassa utilizada, que pode
ser a argamassa de cal e areia ou cal e barro. Esse tipo de alvenaria
tornou-se
mais
utilizado
por
apresentar
melhores
características
mecânicas, maior resistência e rigidez, diminuindo consideravelmente a
espessura das paredes;
•
alvenaria de adobe (Foto 5): Esta técnica consiste na fabricação de tijolos
com uma combinação de terras arenosas ou argilosas, com ajuda de
moldes simples de madeira, utilizando ligeiramente as mãos para moldar.
As ligações eram feitas após a secagem, assentados com o uso de
argamassa de terra, cal areia e terra ou de cal e areia (BARDOU;
ARZOUMANIAN, 1981, p. 22; MILANEZ, 1958);
•
alvenaria de tijolo de barro cozido (Foto 6): são as estruturas mais recente
e substituta de técnicas mais complexas, como, por exemplo, a taipa de
pilão. Essa técnica permite mais facilidade de manuseio, assim como
travamento e amarrações adequadas face às dimensões, pesos dos tijolos
e resistência mecânica. Esse tipo de alvenaria auto-portante é feito com o
empilhamento de tijolos, colocando-se alternadamente argamassa de
assentamento para a execução. De acordo com Puccioni (1997, p.15), em
construções mais antigas, os vãos de portas e janelas são estruturados
com a colocação de peças de madeira, as vergas; mais recentemente têmse utilizado peças de concreto armado e de tijolos de barro cozido, esses
muito utilizados em arcos de descargas.
23
Foto 1 – Parede de taipa de
pilão
Foto 2 – Alvenaria de pedra
seca
Foto 3 – Alvenaria de pedra e
barro
Foto 4 – Alvenaria de pedra e
cal
Foto 5 – Alvenaria de adobe
Foto 6 – Alvenaria de tijolo de
barro cozido
Fonte: Mateus Martins
Além das paredes e alvenarias portantes, ainda pode-se citar as estruturas
autônomas, que são constituídas de paredes autônomas ou de vedação,
consideradas estruturas secundárias. Elas promovem a vedação dos vãos e fazem o
contraventamento junto com o piso da estrutura principal, evitando deslocamentos.
São, portanto, estruturas que não têm função de suportar cargas, funcionando
apenas como fechamento e divisoras de espaços internos da edificação, dando
formas a esses espaços. Essas estruturas são compostas, principalmente, por peças
de madeira ou pilares de alvenaria, sendo muito pouco usados pilares de alvenaria
de pedra ou tijolo. A seguir estão relacionadas algumas paredes autônomas:
•
estruturas de madeira (Foto 7): as estruturas autônomas mais usadas são
as de madeira, empregadas desde as casas mais modestas até os
edifícios mais importantes em todo o Brasil. Essas estruturas são
compostas de quadros de esteios, que são fincados no chão, diretamente
no solo, com profundidades variáveis ou apoiados em alicerces de
alvenaria. Essas paredes, quando atingem uma altura considerável,
recebem os esteios, que são colocados entre o frechal e o baldrame,
chamados de madres. A função dessa peça é aliviar as cargas do
baldrame. Além dessas peças verticais e horizontais, existe o frontal
tecido, que são peças diagonais, conhecidas como cruz de Santo André
ou aspas francesas;
24
•
parede de pau-a-pique (Foto 8): esse tipo de parede autônoma consiste na
colocação de paus, freqüentemente roliços e com espessuras entre 0,15 e
0,20m, verticalmente entre os baldrames e os frechais, fixados com
encaixes, pregos, cordas, cipós, couro ou fios de seda. Junto com essas
madeiras são fixadas outras horizontais de diâmetros entre 0,10 a 0,15m,
formando uma malha de paus roliços. Feita a trama, é o barro jogado e
apertado sobre ela, trabalho que se faz apenas com as mãos, sem auxílio
de qualquer ferramenta, o que tornou este sistema conhecido pelo nome
de taipa de mão, taipa de sebe, pescoção, tapona ou sopapo
(VASCONCELLOS, 1979, p. 45). As paredes de pau-a-pique são
empregadas tanto no interior quanto no exterior dos edifícios, tendo a
preferência pelo uso no interior ou nos pavimentos elevados, por ser
bastante leve, ter pouca espessura e sua construção ser rápida. Nesse
tipo de parede o tipo de dano não é fácil de avaliar, pois se deve distinguir
os danos causados pelas deformações e pelos deslocamentos da
estrutura
principal.
Neste
caso,
a
medição
de
verticalidade
e
horizontalidade das peças da estrutura principal é o primeiro passo para o
correto entendimento do comportamento estrutural (PUCCIONI, 1997, p.
17).
Foto 7 – Estrutura de madeira
Foto 8 – Parede de pau-a-pique
Fonte: Mateus Martins
Este estudo incide sobre edificações históricas, principalmente igrejas
históricas da região da cidade do Rio de Janeiro, especificamente do centro da
cidade do Rio de Janeiro, por serem testemunhos bem referenciados e
documentados do patrimônio nacional em alvenaria. Além disso, uma característica
específica do patrimônio monumental nacional e cultural, como é o caso das igrejas,
é terem superado, ao longo de sua história, intervenções e danos mais freqüentes a
nível estrutural, como, por exemplo, desmoronamentos, rotações, incêndio, etc.
25
Segundo Roque (2002), as possibilidades de livre rotação de elementos
salientes e esbeltos, no prolongamento das paredes, como é o caso de algumas
igrejas, se agravam com a presença de grandes aberturas, como óculos, janelas ou
outras, ou pela elevada esbeltez das paredes, manifestando-se numa maior
extensão de danos. A rotação das paredes de fachadas laterais tem, relativamente
às paredes de fachada frontal, o agravante dos impulsos das coberturas,
especialmente nas coberturas em abóbada. O movimento das paredes de fachadas
laterais e sua esbeltez afeta total ou parcialmente as paredes de fachada frontal.
Outros tipos de dano, muito freqüentes, relacionam-se com o mau comportamento
da interação paredes-cobertura. Nas paredes, os mecanismos de dano são
condicionados pela existência, ou não, de ligações entre aqueles elementos
estruturais. A existência de aberturas nas paredes ou a sua elevada esbeltez
influenciam fortemente a ocorrência desses mecanismos, assim como aumento de
peso
nas
coberturas,
resultado
de
eventuais
intervenções
de
reparação/reconstrução. Além disso, há a utilização de materiais incompatíveis,
sendo um importante contribuinte neste tipo de danos.
Os danos nas alvenarias históricas quando as estruturas apresentam falhas
ou colapsos em algumas partes são basicamente rachaduras, esmagamentos,
deformações, entre outros. A deterioração dos materiais altera e reduz sua
resistência. As origens dos danos podem ser atribuídos a um ou mais dos seguintes
fatores:
•
erros e imperfeições do projeto original;
•
falta de conhecimento científico nas intervenções;
•
uso indevido da edificação;
•
biodeterioração;
•
introdução de materiais incompatíveis com o original;
•
fatores naturais de ação prolongada (chuva, umidade, variação de
temperatura, poluição atmosférica, insetos, vegetação, vibrações, etc);
•
fatores naturais de ação ocasional (abalos sísmicos, ventos excepcionais,
incêndios, inundações, choques de veículos, etc);
•
envelhecimento natural;
•
falta de conservação preventiva;
26
•
vandalismo.
Há três tipos de trabalho a serem realizados: os tipos de ações, as
características dos materiais e os tipos de estruturas. As ações se dividem nos
seguintes grupos:
•
ações mecânicas: se subdividem em ações estáticas e dinâmicas;
•
ações físico-químicas;
•
ações biológicas.
A resistência dos materiais pode ser reduzida em conseqüência da
deterioração devido às ações físico-químicas e biológicas, condições ambientais,
tais como umidade, chuva, presença constante de água, altas temperaturas, e o
tráfego de veículos, que causa vibrações e poluição, acelerando o processo de
deterioração.
As estruturas dependem principalmente das características dos materiais
utilizados, suas formas e dimensões e a ligação entre diferentes elementos. Os
problemas nas estruturas são causados por ações mecânicas ou pela redução da
eficiência estrutural. Um outro fenômeno é a intervenção indevida do homem,
causando efeitos negativos às estruturas do edifício.
As principais patologias da alvenaria de pedra, como material estrutural,
relacionam-se freqüentemente com:
•
fraca resistência a esforços de tração e, conseqüentemente, fraca
resistência a esforços de flexão;
•
resistência à compressão muito dependente, especialmente em paredes
compostas, do grau de confinamento transversal dos paramentos, da
existência de material com pouca ligação no núcleo, do volume e da
distribuição de vazios;
•
fraca resistência ao corte, condicionada quer pela fraca resistência da
argamassa a tensões cisalhantes, quer pela fraca resistência a
mecanismos de tração que se formam, no funcionamento global da
parede, quando submetida a cargas horizontais no plano;
27
•
fraca ligação transversal entre os paramentos constituintes da seção da
parede, facilitando o mecanismo de ruptura por instabilidade local.
Em estruturas de alvenaria de tijolo cerâmico, especialmente estruturas
maciças, como muralhas e paredes pesadas, em geral, além das patologias comuns
às paredes de pedra, destacam-se, entre os mecanismos associados às patologias
mais freqüentes, fenômenos de fissuração e separação dos paramentos.
Os tipos de paredes que serão estudadas são compostas de pedras
rejuntadas com argamassas de cal. Essas alvenarias são de características
complexas, dependendo de vários fatores, como, por exemplo, o tipo e a natureza
das pedras e argamassas, as dimensões dos elementos e suas proporções na
estrutura
1.1 JUSTIFICATIVA E RELEVÂNCIA
A escassez de conhecimento do comportamento de estruturas históricas foi o
grande motivo para realização deste trabalho. Sendo grande parte do patrimônio
histórico brasileiro constituído de alvenarias de pedra e cal, todos os objetivos deste
trabalho foram direcionados para o estudo destes tipos históricos de materiais. No
entanto, as construções antigas, além do valor patrimonial que representam, ocupam
uma área significativa em muitos centros históricos urbanos, freqüentemente em
mau estado de conservação, necessitando de requalificação com intervenções
adequadas.
Atualmente, a preservação da memória histórica e cultural de uma sociedade
tem destaque em todo mundo. A preservação não se restringe apenas a uma
questão de antiguidade, como se definia em outros tempos. De acordo com Parent
(1984), essa preservação tende a englobar tudo o que se relacione a testemunhos
culturais, ao estudo das mentalidades, aos modos de vida em todas as épocas,
assim como aos vínculos do homem com a natureza, visto de um modo amplo e
global. Desse modo, todo edifício ou conjunto arquitetônico de interesse histórico
deve ser preservado, mesmo que sua ligação com a história não seja através de
personalidades ou acontecimentos históricos relevantes.
28
Devido ao próprio envelhecimento, diversas estruturas antigas requerem uma
avaliação do seu atual estado, tanto com relação à capacidade resistente quanto às
condições de serviço.
Segundo Machado (1998), em alvenaria de pedra seca, a identificação dos
danos não é fácil, pois, em decorrência do fato de não possuir nenhum aglomerante,
como as argamassas, a sua capacidade de deformação sem ruptura é muito grande.
O dano mais comum é o aparecimento de lesões nas pedras por concentração de
esforços devido ao apoio pontual entre pedras justapostas. Em outro tipo de
alvenaria, como de pedra e barro, os danos estruturais são mais fáceis de identificar,
pois o elemento aglomerante permite a criação de rupturas segundo linhas de força.
Naturalmente existem complexos fenômenos envolvidos em estruturas de
alvenaria histórica. A sua geometria, a grande variedade de elementos estruturais, a
diversidade de materiais relacionados e os complexos carregamentos. A
investigação, compreensão do comportamento mecânico e seus efeitos em
estruturas, devem ser modelados através de programas experimentais.
Deste modo, pretende-se, ao longo deste trabalho, cooperar com mais um
conhecimento das estruturas históricas, com a finalidade de salvaguardar o
patrimônio
histórico
brasileiro,
além
de
propor
uma
conscientização
das
comunidades técnica e política pelo valor cultural que esses patrimônios
representam para o país.
1.2 OBJETIVO
Este estudo tem como objetivo a caracterização de propriedades geológicas,
físicas e físico-mecânicas de materiais constituintes de paredes auto-portantes de
pedra assentada com argamassa de cal de construções antigas, apresentando uma
metodologia com finalidade de facilitar intervenções.
Devido à complexidade de compreensão de uma alvenaria de pedra e
argamassas de cal, o estudo propõe-se a apresentar um método de verificação das
propriedades dos constituintes dessas alvenarias, buscando, através de ensaios
laboratoriais, materiais de forma mais adequada e semelhança possível aos
materiais existentes na estrutura que necessita de reparo.
O trabalho propõe-se ainda contribuir para promover a aplicação, em todo o
país, da metodologia para estudo de materiais utilizados em intervenções em
29
alvenarias antigas de pedra e cal, como base para o desenvolvimento de programas
de preservação do patrimônio cultural edificado.
Finalmente, propõe-se, com os resultados da pesquisa, permitir a organização
de uma metodologia referencial teórico e prático das propriedades dos constituintes
das alvenarias de pedra e cal, podendo servir de ferramenta de auxílio aos
profissionais dessa área, além de ampliar a divulgação e especialização desse
assunto.
1.3 METODOLOGIA
Para alcançar os objetivos traçados, passou-se por uma seqüência de
pesquisa que envolveu primeiramente o levantamento, na bibliografia nacional e
internacional, dos trabalhos já realizados, que deram os subsídios iniciais
necessários para a pesquisa.
Para tanto, procurou-se, em nível nacional:
•
realização de amplo levantamento bibliográfico, inicialmente realizado
através do Projeto Casarões – Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense;
•
revisão de trabalhos anteriores, desenvolvidos dentro de grupos de
pesquisa no qual este trabalho estava inserido e provenientes de outras
instituições brasileiras;
•
realização de pesquisas de campo em edificações históricas.
Em nível internacional:
•
amplo levantamento bibliográfico, durante toda a pesquisa;
•
associação a organismos internacionais sobre recuperação, restauração,
segurança, que permitiu o contato com pesquisadores internacionais,
facilitando o conhecimento do estado-da-arte quanto à análise em
estruturas históricas.
Para conhecer as pesquisas relativas ao estudo de alvenarias de edificações
históricas, buscou-se informações em trabalhos realizados anteriormente, por outros
30
pesquisadores: LOURENÇO, P. B., 2002 (Paredes de alvenaria); ROQUE, J. C. A.,
2002 (Reabilitação estrutural de paredes antigas de alvenaria); OLIVEIRA, M. M.,
1995 (Tecnologia da conservação e da restauração: materiais e estruturas);
MACHADO, J. M., 1998 (Sintomatologia em edifícios antigos); CHINELLI, C. K.,
1995 (Patologia e conservação de argamassas); APOLO E LUENGAS, 1995 (Curso:
técnicas de intervenções em patrimônios arquitetônicos); BINDA E PENAZZI, 2000
(Classificação e tipologias das alvenarias em edificações históricas); CROCI, G.
1981 (Projetos de estruturas: análise de consolidações); MARTINS, M. C., 2003
(Métodos de consolidação de ruínas); CARDOSO, V. S. V., 2003 (Sistematização
das causas das patologias em edificações antigas em pau-a-pique e pedra);
PUCCIONI, S., 1997 (Restauração estrutural: uma metodologia de diagnóstico);
CABRITA, A. R., 1992 (Manual de apoio à reabilitação dos edifícios do Bairro Alto:
Lisboa); LAZZARINI E TABASSOS, 1986 (Restauro de pedras); GITAHY P. S., 2004
(Sistematização das causas das patologias em alvenarias de adobe e de tijolo
maciço); EIJK, D. V., 2005 (Restauro de taipa de pilão: aspectos de materiais,
técnicas construtivas, patologia e restauração); APPLETON, J. A., 1993 (Tecnologia
de intervenção em edifícios antigos: consolidação de estruturas).
A segunda etapa foi selecionar as igrejas e outras edificações históricas e
obter, junto aos órgãos de patrimônio e/ou responsáveis, autorização para a
realização das pesquisas.
A princípio foi feita uma identificação preliminar das edificações constituintes
da amostra de estudo. Trata-se de um conjunto de igrejas localizadas na cidade do
Rio de Janeiro, mostradas na Tabela 1.
Porém, fica claro que a retirada de amostras de qualquer patrimônio histórico
é de grande dificuldade, dependendo da aprovação do instituto ao qual o patrimônio
está ligado. O instituto em questão é o IPHAN-Rio (Instituto do Patrimônio Histórico e
Artístico Nacional do Rio de Janeiro – 6a Superintendência Regional), ao qual grande
parte das construções tombadas da cidade do Rio de Janeiro e região estão ligadas.
Por isso, foi feita uma classificação das possíveis igrejas e outras construções
históricas, através de descrições sucintas dos históricos e auxiliados por fotografias,
que forneceram uma pequena amostra de material e colaboraram com a pesquisa. O
IPHAN-Rio autorizou a retirada das amostras nas seguintes edificações históricas:
•
Igreja Nossa Senhora da Candelária, Centro, Rio de Janeiro;
31
•
Capela de Santa Cruz, na Fazenda da Taquara, Rio de Janeiro;
•
Ruínas de Itaipu: Recolhimento de Santa Teresa – Museu de Arqueologia,
Itaipu, Niterói-RJ;
•
Prédio do IPHAN – 6ª Superintendência Regional. Av. Rio Branco, 46,
Centro, Rio de Janeiro;
•
Capela de Nossa Senhora das Graças, no Educandário da Misericórdia.
Rua São Clemente, 446, Botafogo, Rio de Janeiro.
•
Catedral da Antiga Sé. Rua 1o de Março, Centro, Rio de Janeiro.
•
Igreja Nossa Senhora da Saúde. Saúde, Rio de Janeiro.
Tabela 1 – Relação preliminar das igrejas do centro da cidade do Rio de Janeiro
IGREJA
CONSTRUÇÃO
Igreja do Convento de Santo Antônio
1608/1620
Igreja de Nossa Senhora de Monserrat, do
Mosteiro de São Bento
Igreja da Ordem Terceira de São Francisco
da Penitência
Igreja de Nossa Senhora do Rosário e São
Benedito
1589, 1670/1772
LOCALIZAÇÃO
Morro de Santo Antônio – Largo
da Carioca
Rua Dom Geraldo, 68 – Centro
1657/1747
Morro de Santo Antônio – Largo
da Carioca
1708/1737, 1967 Rua Uruguaiana, 77 – Centro
(reconstrução
após incêndio)
Igreja de Nossa Senhora da Glória do Outeiro 1714/1739
Praça Nossa Senhora da
Glória, 135 – Glória
Igreja de Santa Rita de Cássia
1721
Largo de Santa Rita – Centro
Igreja de Nossa Senhora da Conceição e Boa 1735
Rua do Rosário – Centro
Morte
Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos 1870
Rua do Ouvidor – Centro
Mercadores
Igreja de Nossa Senhora do Carmo, da Lapa 1751
Largo da Lapa – Lapa
Igreja de Santa Luzia
1752
Rua Santa Luzia, 490 – Centro
Igreja da Ordem Terceira de Nossa Senhora 1755/1770
e Rua 1º de Março – Centro
do Monte do Carmo
1772/século XIX
Igreja de Nossa Senhora Mãe dos Homens
1758/1803
Rua da Alfândega, 54 – Centro
Igreja da O.P. de N. Senhora do Carmo
1761
Rua 1º de Março – Centro
Igreja de Nossa Senhora da Candelária
1775/1898
Av. Presidente Vargas – Praça
Pio X – Centro
Igreja de Nossa Senhora do Bonsucesso
1637
Largo da Misericórdia – Centro
Igreja de Santa Cruz dos Militares
1780/1811
Rua 1º de Março, 36 – Centro
Igreja de São José
1634/1640
Av. Presidente Antônio Carlos –
Centro
Igreja do Santíssimo Sacramento
1816/1859
Av. Passos, 50 – Centro
A terceira etapa consistiu da coleta de amostras de pedras e de argamassas
para determinar suas principais características, identificando, principalmente, o tipo
petrográfico da rocha e as principais propriedades das argamassas, como, por
exemplo, o traço mais provável em massa.
32
Os ensaios sobre argamassas, provenientes de alvenarias antigas, para o
estudo das suas principais propriedades foram realizados no Laboratório de
Argamassas do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade
Federal Fluminense.
Os ensaios de apreciação macroscópica petrográfica das amostras de rochas
coletadas nas edificações foram realizados no Laboratório de Petrografia do curso
de Geologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro, com o auxílio do Prof. Joel
Valença. Nesse ensaio foi possível descrever todas as amostras coletadas nas
edificações, definindo cada tipo petrográfico, ou seja, o tipo da rocha.
A realização dos ensaios em laboratório requer a escolha de amostras de
acordo com os requisitos próprios de cada ensaio. No entanto, devido à dificuldade
da coleta de amostras de alvenarias de significativas dimensões de edificações
antigas, principalmente no caso de igrejas históricas, faz-se a coleta de
componentes (argamassa e pedra) ou de associações de reduzidas dimensões.
Após a caracterização desses materiais, teve-se a quarta etapa da pesquisa,
onde foi necessária a pesquisa de pedreiras na região metropolitana do Rio de
Janeiro. A finalidade foi de buscar rochas com as características mais próximas das
pesquisadas nas igrejas e demais edificações e de dimensões indicadas pelas
normas técnicas para a realização de cada ensaio importante para o estudo. A
coleta de materiais foi realizada na Pedreira Tamoio S/A, em Jacarepaguá, na
cidade do Rio de Janeiro. Em todo o material coletado na pedreira foi realizada a
apreciação macroscópica petrográfica, verificando a semelhança do material em
relação aos retirados das edificações.
A quinta etapa consistiu em realizar os ensaios em rochas para determinação
de importantes propriedades. Os ensaios de caracterização tecnológica são
importantes em todos os segmentos de estudos e aplicação de rochas. Com a
finalidade de caracterizar o material rochoso semelhante aos constituintes nas
alvenarias históricas de pedra e cal foram realizados ensaios para a caracterização
geológica, física e físico-mecânica das rochas coletadas da pedreira. Os ensaios
realizados foram os seguintes:
•
Índices Físicos: massa específica aparente (seca e saturada), porosidade
aparente e absorção d’água aparente. Esses ensaios foram realizados no
33
Laboratório de Estruturas e Argamassas do Programa de Pós-Graduação
em Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense;
•
Compressão Uniaxial: esse ensaio foi realizado no Laboratório de
Mecânica e Tecnologia das Rochas da Universidade Federal do Rio de
Janeiro;
•
Esmagamento: esse ensaio foi realizado no Laboratório de Mecânica e
Tecnologia das Rochas da Universidade Federal do Rio de Janeiro;
•
Composição Química: esse ensaio foi realizado no Laboratório de Análises
Químicas e Processamentos Cerâmicos da Universidade Federal do Rio
de Janeiro;
•
Petrografia: esse ensaio foi realizado no Laboratório de Petrografia
Microscópica do Curso de Geologia da Universidade Federal Rural do Rio
de Janeiro.
Em função do tamanho das amostras de rochas coletadas nas edificações,
além dos ensaios de apreciação macroscópica petrográfica, foi possível realizar,
também, os ensaios de índices físicos. Nesse ensaio foi possível verificar: massa
específica aparente (seca e saturada), porosidade aparente e absorção d’água
aparente de cada uma das amostras coletadas nas edificações e fazer uma
correlação com o mesmo ensaio realizado nas rochas coletadas na pedreira. Esses
ensaios foram realizados no Laboratório de Estruturas e Argamassas do Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense.
A sexta etapa foi a de tabulação dos dados coletados nos ensaios realizados
em rochas e em argamassas, de modo a caracterizar as propriedades geológicas,
físicas e físico-mecânicas desses materiais e com a utilização da metodologia
proposta pelo estudo para as aplicações voltadas para intervenções de recuperação
e de restauração de alvenarias históricas de pedra e argamassas de cal.
1.4 APRESENTAÇÃO
Este trabalho foi estruturado em nove capítulos, para além do presente
Capítulo 1: Introdução.
Inicialmente apresenta-se, no Capítulo 2, edificações históricas, assuntos
sobre a restauração e a utilização da pedra no decorrer da história no panorama
34
mundial, bem como no panorama brasileiro. Trata-se, também, de mostrar as igrejas
da cidade do Rio de Janeiro que são edificações importantes para esse trabalho.
No Capitulo 3 é exposto o estado da arte sobre os assuntos ligados à
pesquisa, como trabalhos sobre caracterização de matérias de alvenarias históricas
realizados em outros países, como, por exemplo, Itália, Eslovênia e Portugal, de
modo que esses trabalhos experimentais forneceram um conjunto de dados para
diversas pesquisas posteriores.
As alvenarias de edificações históricas estão apresentadas e discutidas no
Capítulo 4. A classificação dos materiais e das formas das alvenarias formam
importantes parâmetros para a avaliação da resistência e comportamento dessas
estruturas históricas.
No Capítulo 5 são explanadas as argamassas e os materiais que são
normalmente encontrados em alvenarias históricas. São mostradas as propriedades
e as principais funções das argamassas existentes nessas alvenarias.
Apresenta-se, no Capítulo 6, gênese das rochas e ensaios tecnológicos em
rochas. São mostradas as classificações das rochas e os ensaios mais utilizados
para determinar suas propriedades geológicas, físicas e físico-mecânicas.
No Capítulo 7 são apresentados os ensaios realizados nas amostras de
argamassas e nas rochas coletadas nas edificações e na pedreira. Além dos
ensaios, são descritas as edificações onde foram possíveis as retiradas das
amostras.
No Capítulo 8 e com base nos estudos dos ensaios do capítulo anterior,
apresentam-se as análises dos resultados dos ensaios.
Finalmente, no Capítulo 9, apresentam-se as conclusões finais retiradas das
diversas análises efetuadas e da metodologia proposta, além de algumas sugestões
para futuros trabalhos.
2 EDIFICAÇÕES HISTÓRICAS
2.1 INTRODUÇÃO
O objetivo fundamental da preservação do patrimônio edificado é a
conservação do substrato histórico existente, resultando em sua permanência no
tempo e no espaço.
A preservação do patrimônio edificado é fundamental para a guarda da
identidade cultural nacional e local, pois a caracteriza e lhe confere personalidade
própria. O bem preservado somente tem sentido se vinculado a um contexto, e as
edificações são a expressão da dinâmica da cidade ao longo da sua história.
O patrimônio cultural de um povo não se constitui só dos bens móveis ou
imóveis, independentemente de serem públicos ou privados, porém de toda
manifestação que se origine de conceitos históricos, ambientais, paisagísticos,
arquivísticos, etnográficos, que, em alguma época, possam ter contribuído para a
consolidação da identidade de um grupo social. Aspectos estilísticos cognitivos e
afetivos com a população local devem ser sempre ajuizados no processo de
investigação de um bem a preservar. Ao proteger os bens culturais de uma
sociedade, visa-se na realidade preservar-lhe a identidade cultural, pois, ao perder
ou ver alteradas expressivas manifestações arquiteturais, o indivíduo perde também
os referenciais que permitem sua identificação com a cidade em que vive.
Os argumentos utilizados como justificativa para a preservação do patrimônio
cultural edificado são vários. Pode-se dizer que o primeiro deles é o interesse
histórico relacionado com as personalidades e os fatos relevantes da história, seja
nacional, regional ou local. Neste tipo de preservação estão, principalmente, as
edificações de caráter oficial ou religioso. Uma outra justificativa para a preservação
é quando o edifício representa um determinado período do desenvolvimento
histórico nacional. Como exemplo, as sedes das fazendas encontradas nas regiões
36
açucareiras e cafeeiras. Em terceiro lugar, a justificativa está relacionada com a
preservação de técnicas e de materiais construtivos de vários períodos da
arquitetura, podendo aproveitar o conhecimento de soluções antigas a fim de ajudar
nas novas propostas tecnológicas da construção civil, nas conservações e nas
restaurações.
2.2 RESTAURAÇÃO
O princípio da restauração na análise de algumas teorias e recomendações
tem como fundamento a autenticidade da relação do novo no velho e tentativas de
incorporar a tecnologia e a ciência, com conceitos fundamentados, diante de valores
históricos.
2.2.1 Século XIX
Eugène Emmanuel Viollet-le-Duc (França, 1814 – 1879) foi um dos principais
nomes dos princípios da restauração. Viollet-le-Duc foi interpretado erroneamente
como somente intérprete da cultura gótica, além de interesses materiais de seus
adversários. Ele conduziu uma cuidadosa pesquisa de todos os estilos, desde a
produção passada e contemporânea, dando-lhe o título de precursor da arquitetura
moderna. Suas pesquisas enfocam as relações geométricas como relações
estéticas. Defendeu, também, o estudo aprofundado do monumento e o emprego de
materiais para prolongar a sua existência. De acordo com Freitas (2002), suas
tentativas de racionalização dos procedimentos impulsionaram polêmicas no
processo de amadurecimento da teoria de restauração e deixaram um conjunto de
pensamentos que são válidos até hoje, podendo-se citar:
•
manutenção das características estruturais originais, em aparência e
funcionamento;
•
cada caso é um caso; acreditava-se que princípios absolutos poderiam
levar a contra-sensos;
•
todos os trabalhos deveriam ser feitos com base em dados concretos e
não em hipóteses;
37
•
nada é mais perigoso do que a hipótese nos trabalhos de restauração
(KUHL, 1998, p.189).
Jonh Ruskin (Inglaterra, 1819 – 1900) e William Morris (Ingaterra, 1834 –
1896) defendiam a postura não intervencionista em relação aos antigos
monumentos. Eles, contemporâneos de Viollet-le-Duc, diziam que restaurar um
objeto ou um edifício era atentar contra a autenticidade da sua própria essência.
Consideravam um sacrilégio qualquer intervenção, dizendo que as marcas que o
tempo imprimiu fazem parte de sua essência, sendo proibido tocá-los. Segundo
Choay (1992), John Ruskin escreveu que a restauração é a destruição mais
completa a que se pode submeter um monumento; embora condene os antigos
edifícios à ruína e à degradação progressiva, admite ser possível consolidá-lo, desde
que seja de maneira visível.
Com essas duas doutrinas opostas, Camillo Boito (Itália, 1839 – 1914) era
privilegiado para o seu tempo, pois era engenheiro, arquiteto e historiador da arte.
Ele concordava com Ruskin na concepção de restauração fundada em relação à
autenticidade, com a finalidade de obter sinceridade e beleza. Porém, concorda
também com Viollet-le-Duc, sendo nesse aspecto contra Ruskin, sustentando a
prioridade do presente sobre o passado, reafirmando a legitimidade da restauração.
A primeira “Carta de Restauro Italiana”, apresentada por Camillo Boito no IV
Congresso dos Engenheiros e Arquitetos italianos de 1883, foi fortemente inspirada
na restauração do Arco de Tito (1818 – 1821), sendo por muitos, ainda, considerada
uma obra prima nesse assunto (Foto 9). O arco foi ressarcido da sua parte caída,
após rigorosos estudos e, na parte reconstruída, foi utilizado um material diferente,
com detalhes de maneira simplificada, identificando a intervenção recente (Foto 10).
Foto 9 – Arco de Tito
Foto 10 – Detalhes do Arco de Tito
Fonte: http://www.artehistoria.com/
38
Por último, Camillo Sitte (Itália, 1843 – 1903) propõe a idéia de que o
monumento não deveria ser visto isoladamente, e sim como um conjunto,
preservando os traços urbanos tradicionais. Propunha a estética da cidade, a defesa
do urbanismo com arte e a preservação de edificações históricas.
Essas teorias são os princípios do atual conceito de conservação do
patrimônio histórico e foram fundamentais para o crescimento urbano no final do
século XIX, no contexto da revolução industrial e surgimento de novas técnicas e
materiais.
2.2.2 Século XX
Na Europa houve grandes transformações no início do século XX devido ao
processo de industrialização, levando a mudanças radicais da urbanização.Com
isso, cresce o interesse em se preservar o patrimônio histórico.
Um dos fundadores da Escola Superior de Arquitetura de Roma, em 1920,
Gustavo Giovannoni (Itália, 1873 – 1947), que era engenheiro, arquiteto, historiador
da arte e urbanista, foi o introdutor do estudo da História da Arquitetura. Introduziu
entre os estudos fundamentais o levantamento arquitetônico dos monumentos e a
história e restauração dos monumentos. Para Kuhl (1998), ele se dizia discípulo de
Camillo Boito, sendo que os projetos de restauração deveriam ser baseados em
estudos rigorosos, dando maior atenção ao valor documental e histórico do
monumento do que o valor artístico, denominando de “restauro científico”. Segundo
Choay (1992), Gustavo Giovannoni fundou uma doutrina da conservação e
restauração urbana, e equivale à antecipação de diversas políticas de preservação
urbana aplicadas na Europa desde 1960, podendo ser, resumidamente, como
mostrada a seguir:
•
todo fragmento urbano antigo deve ser integrado em um plano regulador
local, regional e territorial que simbolize precisamente sua relação com a
vida presente, formando uma manutenção do caráter social da população;
•
o conceito de monumento histórico não será a designação de um edifício
isolado do contexto construído no qual ele se insere. O ambiente urbano
resulta da arquitetura maior e de seu entorno. Isolar ou desarticular um
monumento do seu entorno equivale a multilá-lo.
39
A preservação do patrimônio cultural é regida pelas Cartas Patrimoniais
através de conceitos de recuperação, restauração, revitalização e conservação de
monumentos de interesses culturais, históricos e arquitetônicos. Essas cartas e
teorias mostram a preocupação da sociedade em compreender as mudanças
culturais ao longo do tempo e valorizar a preservação dos bens históricos e
artísticos. As Cartas Patrimoniais tiveram modificações ao longo dos anos em
relação à abordagem aos interesses.
Em âmbito internacional, a preservação do patrimônio cultural é uma
preocupação que começa com a “Carta de Atenas” de outubro de 1931 (Escritório
Internacional dos Museus Sociedade das Nações), onde se apresenta uma
predominância das reconstituições integrais, assegurando a conservação das
edificações. Quanto à restauração, coloca-se rigidamente a conservação do estilo da
obra e adota-se a revitalização como forma de manutenção, preservando o caráter
histórico. Além disso, há o caráter legislativo, que preocupa-se com as
circunstâncias locais e a opinião pública quanto à finalidade do monumento histórico.
Há, também, propostas das possíveis degradações que afetam a edificação
histórica. Essa carta promove o princípio da conservação e restauração dos bens
culturais, com grande divulgação cultural através de documentos produzidos pela
UNESCO, criando o Centro Internacional de Estudos para a Conservação e
Restauração dos Bens Culturais.
Em seguida, tem-se a “Carta de Atenas” de outubro de 1933 (Assembléia do
CIAM – Congresso Internacional de Arquitetura Moderna), onde se apresenta as
influências sócio-econômicas urbanas relacionadas ao homem e coloca-se a história
refletida no traçado arquitetônico, onde nele fica demonstrado o caráter da cidade e
sua função, como, por exemplo, turística, industrial, de salvaguarda, entre outras
(SILVA, 2000). Esta carta contém conceitos de urbanismo que atualmente são bem
mais flexíveis, admitindo que as mudanças em uma cidade são contínuas. Segundo
a Carta de Atenas (IPHAN, 2006), no texto em que diz que quando era uma cidade
de colonização, organizavam-na como um acampamento, com eixos de ângulos
retos e cercada de paliçadas retilíneas. Tudo nela era ordenado segundo a
proporção, a hierarquia e a conveniência. Os caminhos partiam dos portões da
muralha e estendiam-se obliquamente na direção de alvos distantes.
Quanto à conservação das cidades de salvaguarda e conservação, sugere
demolições ao redor de monumentos históricos de forma a criar áreas verdes,
40
enfocando a necessidade de um crescimento urbano vigiado, eliminando e
solucionando os fatores determinantes de degradação.
De acordo com Soares (2004), com a segunda Guerra Mundial, os debates e
a atuação no campo do patrimônio histórico tiveram grandes mudanças. A amplitude
da devastação causada pelo conflito, as grandes transformações, renovaram a
forma de encarar o assunto. Nessa época surge o chamado “Restauro Crítico”, no
início da década de 1940. Entre os principais teóricos estavam Roberto Pane,
Cesare Brandi, Pietro Gazzola, Renato Bonelli e Giulio Carlo Argan. Essa teoria é
baseada em uma avaliação histórico-crítica do objeto, levando em consideração
todas as fases históricas significativas.
Anos depois, tem-se a “Carta de Veneza” de maio de 1964 (Carta
Internacional sobre conservação e restauração de monumentos e sítios – II
Congresso Internacional de Arquitetos e Técnicos dos Monumentos Históricos –
ICOMOS – Conselho Internacional de Monumentos e Sítios), aprimorando a “Carta
de Atenas” de 1931, propondo a formulação de um plano internacional visando a
conservação dos bens culturais, cabendo a cada nação aplicá-los no contexto de
sua própria cultura e tradições. Essa carta levanta a necessidade de considerarem,
com o mesmo grau de interesse e importância dos monumentos isolados, tanto os
sítios urbanos e rurais quanto obras modestas que, com o tempo, adquiriram um
significado cultural (COELHO, 2001, p. 15). De forma mais abrangente, tem-se a
opinião de Varine-Bohan (1974, p. 12), que o patrimônio cultural se apresenta como
um dos aspectos gerais do patrimônio global da humanidade. Para ele, o patrimônio
se compõe basicamente do meio ambiente do homem, do conjunto de
conhecimentos acumulados e do conjunto de bens culturais, que seria tudo aquilo
que o homem produziu com o intuito de suprir as necessidades de sua vida e de seu
desenvolvimento.
Logo depois, a “Carta do Restauro” de abril de 1972 (Ministério de Instrução
Pública – Governo da Itália), propondo diversas formas e metodologias a serem
respeitadas para a preservação, recuperação, restauração e revitalização de obras
de arte, como, por exemplo, monumentos arquitetônicos, pinturas, esculturas, artes
populares
contemporâneas
e
centros
históricos.
Segundo
Silva
(2000),
“salvaguarda” é qualquer medida de conservação que implique em intervenção
direta sobre uma obra, e, “restauração”, qualquer intervenção destinada a prolongar
a vida útil do monumento, preservadas as características originais, admitindo
41
modificações ou inserções para consolidação com a finalidade de conservar a
estrutura interna. Ressalta ainda que qualquer intervenção deve ser realizada com
técnicas e materiais que assegurem outra eventual intervenção para salvaguarda ou
restauração, sempre deixando o testemunho do estado anterior à operação, e, se
necessário, alguma adição às partes eliminadas, que deverão ser conservadas ou
documentadas.
Em âmbito nacional, o compromisso do governo brasileiro para a preservação
do patrimônio histórico arquitetônico tem início três anos após a edição da “Carta de
Atenas” de 1933, com a elaboração de uma lei para a proteção do patrimônio
histórico artístico nacional, através do Ministro da Educação e Saúde, Gustavo
Capanema, determinando a criação do Serviço do Patrimônio Cultural Brasileiro,
contando com os seguintes nomes: Mário de Andrade, Manuel Bandeira, Afonso
Arinos, Lúcio Costa, Carlos Drumond de Andrade e Rodrigo Silva. Então, em 1937, o
Governo Getúlio Vargas promulga o Decreto-Lei nº 25 e cria o SPHAN (Serviço do
Patrimônio Histórico e Artístico Nacional), atualmente IPHAN (Instituto do Patrimônio
Histórico e Artístico Nacional), vinculado ao Ministério da Cultura. Esse Decreto-Lei
nº 25, de 30 de novembro de 1937, é o início de um trabalho nacional para a
preservação da história e da identidade nacional, levando, principalmente, em
consideração, o tombamento e os efeitos do tombamento.
O primeiro encontro nacional sobre a preservação do patrimônio histórico
brasileiro foi através do “Compromisso de Brasília”, de abril de 1970 (1º Encontro
dos Governadores de Estado, Secretários Estaduais da área Cultural, Prefeitos de
Municípios Interessados, Presidentes e Representantes de Instituições Culturais),
onde fica estabelecida a criação de órgãos estaduais e municipais articulados com
os Conselhos Estaduais de Cultura e com a Diretoria do Patrimônio Histórico
Artístico Nacional, atendendo ao Decreto-Lei nº 25 de 1937. Nesse documento, além
de dedicar a proteção aos monumentos, à cultura tradicional e à natureza, ainda é
prevista a criação de cursos específicos para a área de recuperação, restauração e
conservação do patrimônio artístico nacional. Determina, também, que universidades
promovam entrosamento entre as bibliotecas e arquivos públicos, além de enfatizar
a conscientização cívica de preservação desses bens, e tudo que eduque a
população a respeitar os monumentos históricos.
Anos depois, tem-se a “Carta de Petrópolis” de 1987 (1º Seminário Brasileiro
para Preservação e Revitalização de Centros Históricos). Essa carta recomenda a
42
preservação dos sítios históricos urbanos (SHU), por ser um espaço que concentra
testemunhos do fazer cultural da cidade em suas diversas manifestações. É a parte
de um contexto amplo que comporta as paisagens natural e construída, assim com a
vivência de seus habitantes num espaço de passado e de presente. A preservação
dos SHU, além de necessária para a expressão e consolidação da cidadania, não
deve dar-se à custa de exclusividades de usos, nem mesmo de ditos culturais,
devendo, necessariamente, abrigar os universos de trabalho e cotidiano, onde
manifestam as verdadeiras expressões de uma sociedade heterogênea.
Passado dois anos, tem-se a “Carta de Cabo Frio”, de seis de outubro de
1989 (Vespuciana – Encontro de Civilizações na América – Conclusões e
Recomendações do Seminário). O Comitê Brasileiro do ICOMOS (Conselho
Internacional de Monumentos e Sítios) se reuniu em Cabo Frio (RJ), com a presença
de diversos países da América Latina, para discutir a defesa, o resgate do
patrimônio e da identidade cultural de seus bens culturais. Esse documento teve
como maior importância defender a revisão da história americana, reconhecendo o
papel das populações do continente, para a garantia da autonomia das sociedades e
culturas indígenas, assegurando a posse e usufruto exclusivo de suas terras e a
preservação de suas línguas e culturas, fatores centrais de sua identidade. Assim, o
documento procura realizar a salvaguarda do patrimônio natural e cultural da
América Latina, a fim de evitar o isolamento cultural e garantir a integração latinoamericana.
Desse modo, com a finalidade de preservação do patrimônio histórico
mundial, além das cartas, recomendações e declarações citadas anteriormente, têmse outras, como, por exemplo, as descritas a seguir: “Recomendação de Nova
Delhi”, 5 de novembro de 1956; “Recomendação de Paris”, de dezembro de 1962;
“Recomendação de Paris”, 19 de novembro de 1964; “Normas de Quito”, novembro
e dezembro de 1967; “Recomendação de Paris”, novembro de 1968; “Compromisso
Salvador”, outubro de 1971; “Declaração de Estocolmo”, junho de 1972;
“Recomendação de Paris”, 16 de novembro de 1972; “Resolução de São Domingos”,
dezembro de 1974; “Declaração de Amsterdã”, outubro de 1975; “Manifesto
Amsterdã”, outubro de 1975; “Carta do Turismo Cultural”, novembro de 1976;
“Recomendações de Nairóbi”, novembro de 1976; “Carta de Machu Picchu”,
dezembro de 1977; “Carta de Burra”, 1980; “Carta de Florença”, maio de 1981;
“Declaração de Nairóbi”, maio de 1982; “Declaração Tlaxcala”, outubro de 1982;
43
“Declaração do México”, 1982; “Carta de Washington”, 1986; “Carta de Washington”,
1987; “Declaração de São Paulo”, 1989; “Recomendação de Paris”, 15 de novembro
de 1989; “Carta de Lausane”, 1990; “Carta do Rio”, junho de 1992; “Conferência de
Nara”, 6 de novembro de 1994; “Recomendação Europa”, 11 de setembro de 1995;
“Declaração de Sofia”, 9 de outubro de 1996; “Declaração de São Paulo II”, 1996;
“Carta de Fortaleza”, novembro de 1997; “Carta de Mar del Plata”, junho de 1997;
“Cartagenas de Índias – Colômbia”, 25 de maio de 1999 e “Recomendações Paris
2003”, 17 de outubro de 2003.
Segundo Kuhl (1998), o patrimônio histórico passa a englobar não apenas os
grandes monumentos isolados de qualidade excepcional, mas também ambientes
urbanos ou rurais inteiros, dando maior importância ao tecido urbano e à arquitetura
venacular. Passou a incorporar também edificações mais recentes, considerando
não apenas testemunho de gerações passadas, mas valores sociais e econômicos
atuais. Hoje, tem-se valorizado mais os aspectos históricos, devido à grande
quantidade de bens que passaram a ser considerados patrimônio histórico.
Consideram-se outras formas de atuação, sendo aplicados ao patrimônio histórico
novos métodos, como, por exemplo, reutilização, reabilitação e recuperação.
2.3 A UTILIZAÇÃO DA PEDRA NA HISTÓRIA
2.3.1 Panorama geral
A Idade da Pedra foi o marco inicial das atividades do homem e, desde então,
a pedra tem sido a colaboradora inestimável da história, documentando, através dos
tempos, povos e costumes. Segundo Cavalcanti (1951), é no final do Neolítico ou
Idade da Pedra e início da Idade do Bronze que surgem as primeiras construções de
pedra, principalmente entre os povos do Mediterrâneo e os da costa atlântica. Esses
monumentos não tinham a função de habitação, e sim de templo ou de câmaras
mortuárias.
Conceituam-se como arte pré-histórica todas as manifestações que se
desenvolveram antes do surgimento das civilizações antigas. No entanto, isso
pressupõe uma grande variedade de produção, por povos diferentes, em locais
diferentes, mas com algumas características comuns: a arte produzida possuía uma
44
utilidade, material, cotidiana ou mágico-religiosa: ferramentas, armas ou figuras que
envolvem situações específicas, como a caça.
As manifestações arquitetônicas surgiram a partir do momento que o homem
passou a desenvolver uma agricultura dentro do sistema de plantação e colheita.
Surgiu a necessidade de se fixar nestas localidades por um tempo até então
indeterminado. De inicio, ainda faziam uso de abrigos naturais ou confeccionados
com fibras naturais, mas, com o passar do tempo, passaram a usar pedras na
construção de seus abrigos, câmaras mortuárias e templos. Estes monumentos
eram denominados megalíticos, que poderiam ser classificados de dolmens –
espécie de galerias de acesso às tumbas (Foto 11), menires – que eram pedras
cravadas no chão na posição vertical (Foto 12), e os cromlech, que nada são além
de dólmens e menires organizados em círculos.
Foto 11 – Dolmen
Foto 12 – Menir
Fonte: http://www.italiamiga.com.br
Uma curiosidade sobre essas pedras é que elas pesavam mais de três
toneladas, fato que requeria o trabalho de muitos homens e o conhecimento da
alavanca. Os mais conhecidos ficam na Ilha de Malta e Carnac, na França, além de
Stonehenge (Foto 13), localizado na Inglaterra, que, apesar dos seus quatro mil
anos, é uma obra de arquitetura, devido aos atributos que tornam dignos desta
expressão. De acordo com Carvalho (1966, p.15), Stonehenge foi uma legítima obra
de arte e é hoje uma ruína onde os arqueólogos descobrem revelações que
patenteiam conhecimentos astronômicos no que se refere às estações do ano e a
datas solticiais e equinociais (Figura 1).
45
Figura 1 – Esquema de Stonehenge restaurado
em relação a astronomia
Fonte: http://www.artehistoria.com/
Foto 13 – Stonehenge, Inglaterra
No Período Paleolítico foram feitas as primeiras pinturas em cavernas e
paredes externas de pedra, representando vários animais alvos de suas caças.
Utilizavam, em seus trabalhos, carvão, terra e sangue, entre outros materiais como
instrumentos de pintura. Arte Rupestre é o nome que se dá a estas manifestações
ocorridas na Era Paleolítica.
A Arte do Período Mesolítico tendenciou à esquematização de apresentação
de cenas, as pinturas já retratavam guerras inter-tribais, cenas da colheita, além das
caçadas. Curiosamente, foi neste período que o homem passou a dividir o trabalho
por sexo, dando grandes passos rumo ao desenvolvimento e à sobrevivência de
forma mais segura. Também foram marcos desta era o domínio do fogo e a
domesticação dos animais – fatores que contribuíram para diminuir sua dependência
com relação à natureza.
Na Era Neolítica, a arte é caracterizada pelo surgimento de parâmetros
geométricos, relacionada a uma suposta evolução dos padrões naturalista-realistas
para um abstracionismo na representação das formas. Surgiram a cerâmica, a fiação
e a tecelagem, assim como métodos básicos da construção arquitetural em madeira,
tijolo e pedra, os instrumentos de pedra, cada vez mais apurados e uma variedade
infinita de vasos de barro, cobertos de desenhos abstratos e geométricos, mas nada
que se compare à pintura e à escultura paleolíticas.
Seguindo a linha do tempo, tem-se a Idade dos Metais, o cobre, o bronze e o
ferro, onde praticamente surgiu a metalúrgica, com a fabricação de instrumentos por
meio de fundição. Foi neste período do tempo que surgiram objetos como o espelho,
além de alguns utensílios domésticos, trabalhados ainda de modo bem rudimentar. A
Era dos Metais foi fundamental dentro do processo de desenvolvimento da
humanidade. Com o dom da metalúrgica, somado à criatividade e à precisão dos
46
trabalhos executados com ferramentas específicas, o homem pôde aprimorar seus
conceitos, alavancando melhorias na pintura, na escultura (com traços mais
específicos) e, consequentemente, na arquitetura. Foi um marco, juntamente com a
escrita, na divisão da arte e da História, pois foi aí que surgiram as primeiras
tentativas de comunicação, que se deu através das manifestações artísticas.
Segundo Soares (2004), o Egito, a Mesopotâmia e o corredor sírio-palestino
podem ser considerados o berço das primeiras civilizações. Essa região estende-se
desde o sudeste do Mediterrâneo até o Golfo Pérsico (incluindo, atualmente, os
seguintes países: Egito, Líbano, Israel, Jordânia, Síria, Turquia e Iraque). Eles têm a
precedência da técnica, além da organização política com vastas cidades
fortificadas.
Os egípcios construíram com pedra templos e túmulos que até hoje resistiram
à destruição dos homens e dos séculos. O calcário, o arenito e o granito eram as
pedras de que dispunham. As pirâmides, como, por exemplo, a Pirâmide de Keops
(2480 a.C.) (Foto 14), as Esfinges, os templos de Luqsor, de Karnak, de Der-AlBahri, talhado em rocha calcária, o obelisco de Heliópolis, em granito vermelho, com
20m de altura, e outros tantos monumentos deixados pelos Egípcios, são
testemunhos exuberantes do uso da pedra natural na antiguidade. A pirâmide de
Keops, presentemente despida de seu revestimento, constitui uma enorme escada
em forma de pirâmide e representa 2.352.000,000m3 de pedra calcária (Rocha,
2000).
Foto 14 – Pirâmides de Keops, Egito, 2480 a.C.
Fonte: http://www.artehistoria.com/
A Tabela 2 mostra a classificação da arquitetura egípcia em função da sua
utilização (Rocha, 2000).
47
Tabela 2 – Classificação da arquitetura egípcia em função da sua utilização
Religiosos
Monumentos
Civil
Arquitetura
Egípcia
Propriamente ditos
Palácios
Residências
Militar
Funerários
Templos comuns,
subterrâneos e quiosques.
Mastabas, hipogeus e
pirâmides.
Fortalezas
Obeliscos e esfinges
Terrenos 80m x 40 m, com entradas separadas
para público e moradores.
Construções de tijolos com tetos planos.
Construídas nas proximidades dos desertos
sobre planaltos, com paredes de tijolos crus e 10
m de espessura.
Fonte: Rocha, 2000
Segundo Carvalho (1966, p.19), a arquitetura seguirá em dois ramos distintos:
um que irá para o Oriente (Índia, China e Japão) e outro que avançará sobre o
Ocidente e já há quase cinco mil anos começa a saltar de ilha em ilha do Mar Egeu
para atingir Creta (fundando a idade de Minos) e alcançar o continente (Micenas e
Corinto), onde crescem a Lídia, a Frigia, a Caria e a Lícia, fixando-se na Grécia,
evoluindo sempre para formas mais livres.
Na Grécia, das escavações realizadas no início do século XX afloraram as
ruínas dos grandes palácios de Cnosso e de Festo e da vila real de Haghia Triada.
Esses palácios foram construídos com pedra calcária local, sendo que, no palácio de
Cnosso, foram encontrados locais revestidos com duas camadas de argamassa de
cal e fibras de cabelo (ARGAN, 2003; GUIMARÃES, 2002). Sua arquitetura tinha
uma preocupação com espaços internos e externos, dando-se importância a valores
sobre as esculturas. A Grécia restringe-se à utilização de soluções muito primitivas:
elementos horizontais apoiados em outros verticais, como nos dolmens préhistóricos. No fim do século VIII e, sobretudo, no VII a.C., os templos foram
adquirindo maior identidade, tanto pela melhoria dos materiais empregados, como
pelo aumento das dimensões. Geralmente as construções eram feitas sobre
alicerces de pedra, com paredes de adobe e estrutura de madeira. A pedra como
componente estrutural importante foi sendo incorporada pouco a pouco. No templo
de Hera, em Olímpia, comprova-se a substituição dos suportes de madeira por
colunas de pedra. A pedra acabou por se impor como o principal material de
construção. Os templos e as ordens clássicas atingem seu esplendor no século V
a.C. O Partenon, inaugurado em 438 a.C., totalmente em mármore, é a mais
48
grandiosa expressão do templo dórico (Foto 15). O templo de Zeus Olímpico, em
Atenas, é o maior de toda a Grécia, cujas colunas têm cerca de 18m de altura.
Foto 15 – Partenon: Atenas, 438 a.C.
Fonte: http://www.artehistoria.com/
Em Roma, a arquitetura inaugura na história o predomínio do aspecto utilitário
da arte de construir. Se a Grécia encaminhava suas criações artísticas para o lado
espiritual, com templos e teatros, os romanos, ao contrário, rumavam para o lado
substancialmente material, onde a satisfação das exigências dos cidadãos era a
essência de sua arquitetura (ROCHA, 2000). Suas principais edificações, como as
termas, os anfiteatros, os circos, as estradas, os aquedutos, as pontes e as redes de
esgoto, são obras admiradas até os dias de hoje. Com a necessidade de construir
muros de grande espessura, os romanos inventaram o que se poderia chamar hoje
de concreto simples. As edificações de grande porte consistiam basicamente na
construção de dois muros delgados e paralelos de pedras aparelhadas, onde o vazio
existente entre eles era preenchido com argamassa de pedra, saibro ou areia e um
cimento vulcânico existente no local conhecido como “pozolana”. Desta maneira, ao
mesmo tempo em que iam enchendo o vazio central, os romanos elevavam os seus
grandiosos muros, deixando de lado as abóbadas etruscas e o uso da alvenaria de
pedra seca aparelhada. Os arcos, as abóbadas e as cúpulas são, nessa época, os
elementos construtivos que movimentam o sentido plástico e estático dos
acontecimentos. Foi durante o século II a.C. que o pleno domínio da construção dos
arcos e das abóbadas permitiu construir teatros e arenas estáveis, primeiro com
pedra, e depois com tijolos. Uma das últimas construções basilicais com funções
civis, destinada à administração da justiça, foi a basílica de Constantino. O Coliseu,
inaugurado no ano 80 d.C., é o mais monumental exemplo de anfiteatro romano
(Foto 16). Da mesma época, tem-se o Arco de Tito, mostrando uma construção mais
compacta e pesada, muito diferente da elegância helenística. Nestas duas obras, tão
49
próximas no tempo e no espaço, a arte romana começa a encontrar o seu
verdadeiro caminho: a funcionalidade na arquitetura.
Foto 16 – Coliseu Romano, inaugurado no ano 80 d.C.
Fonte: http://www.artehistoria.com/
As construções medievais têm fundamento no equilíbrio estrutural, onde cada
elemento é essencial e os tijolos e as pedras são empregadas, juntamente com
argamassas
tão
resistentes
quanto
a
própria
pedra.
Na
Europa,
os
desenvolvimentos arquitetônicos foram diferentes em relação ao leste e ao oeste.
Em Bizâncio, a cúpula tornou-se a característica, sendo a de Santa Sofia, em
Constantinopla, consagrada em 537, construída em tijolo e pedra (SOARES, 2004).
Outro exemplo é a Tumba de Teodorico, em Ravena (Foto 17), erguida no ano de
530, cuja cúpula monolítica é talhada em um enorme bloco de pedra, pesando cerca
de 300 mil quilos.
Foto 17 – Tumba de Teodorico, Ravena
Fonte: http://www.artehistoria.com/
A arquitetura gótica desenvolveu-se na Europa na última fase da Idade Média
(séculos XII e XIV), num período de profundas transformações em que se assistiu à
superação da sociedade feudal e à formação de novos centros de poder: as
primeiras monarquias, as grandes cidades, o clero, as classes “novas” e ricas dos
comerciantes e dos banqueiros. O papel dominante no Gótico foi a arquitetura
50
religiosa, caracterizada essencialmente pela abóbada de cruzaria de ogivas, pelo
emprego sistemático do arco quebrado, ou apartado, em vez do arco de volta
perfeita (SALVAT, 1978). Foi nessa arquitetura que a pedra alcançou o maior
aproveitamento e desempenho de sua capacidade. Salvat (1978) descreve que cada
pedra, após talhada, segundo o gabarito fornecido, recebia marcas indicando onde
seria colocada na construção e de onde foi retirada da pedreira. Além disso, relata
que os blocos de pedras eram de calcário e assentados com argamassas em
dosagem de areia, cal e água. Na catedral de Notre-Dame de Paris (1200 – 1240), a
fachada acentua os valores horizontais da massa mediante uma divisão
proporcionada em diferentes setores retangulares (Foto 18). Assim, duas faixas
interrompem energicamente a verticalidade: a galeria dos reis sobre o portal e a
arcada na base do andar das torres, resultando de um equilíbrio extraordinário.
Foto 18 – Catedral de Notre-Dame, Paris
Fonte: http://www.artehistoria.com/
Outra grande utilização da pedra foi na civilização Inca. A cultura Inca teve
origem na bacia do lago Titicaca. Manco Capac, fundador da dinastia, estabeleceuse em Cuzco no século XI, sujeitando à sua influência os grupos locais. Três séculos
mais tarde, os Incas avançaram para o norte e dominaram à zona de Quito
(Equador) (ROCHA, 2000). Entretanto, os Incas foram grandes organizadores e
construtores, devendo-se assinalar o alto nível a que chegaram quanto ao traçado
das cidades e na qualidade das construções. Para as paredes, utilizaram a pedra,
com ou sem argila nas juntas, e, para as coberturas, a madeira. As construções
apresentam diversos tipos de aparelho com blocos, utilizando a técnica de alvenaria
de pedra seca (Foto 19). A capital do império foi a cidade de Cuzco, cujo núcleo
primitivo data do começo da cultura Inca. Machu-Picchu (Foto 20), a mais conhecida
e mais conservada das cidades dos Incas, foi descoberta em 1911 por H. Bingam.
Ergue-se numa das margens do rio Vilcanota, a 112 km de Cuzco (WRIGHT, 2000).
51
Foto 19 – Pedras encaixadas: alvenaria de pedra
Foto 20 – Vista de Machu Picchu
seca
Fonte: Wright, 2000
A civilização Maia é outra importante civilização na utilização de pedras. A
história do povo Maia começa há milhares de anos, quando povos, provavelmente
vindos da Ásia pelo estreito de Bering, ocuparam a América do Norte e Central.
Estudos realizados na língua Maia levam à conclusão de que, ao redor de 2500 a.C.,
vivia um povo protomaia, na região de Huehuetenango, na Guatemala. Há cerca de
duas horas de Cancun encontram-se as ruínas da antiga cidade cerimonial de
Chichén-Itzá (Foto 21). Segundo Salvat (1978), a maior parte da população Maia
vivia em pequenas aldeias, vivendo fundamentalmente da agricultura. O templo
maia, durante o período pré-clássico, foi uma simples cabana semelhante à do
camponês; nos fins deste período, também denominado protoclássico, as paredes já
eram de alvenaria, embora se conservasse o telhado de colmo. No início do período
clássico apareceu a falsa abóbada, a que impropriamente se chamou abóbada
angular, imitando o anterior telhado inclinado de duas águas, sob forma rudimentar.
Os templos eram construídos no alto de pirâmides, imitação da colina, lugar sagrado
por excelência. Os palácios chegavam a ter várias dezenas de quartos, dispostos
em algumas filas e, às vezes, em andares. O templo era o edifício mais importante,
onde alguns tinham paredes de até 7m de espessura, para suportarem a tremenda
carga da platibanda maciça que se erguia sobre o teto e que apenas servia para
aumentar a superfície ornamentada da fachada.
52
Foto 21 – Arquitetura Maia: Pirâmide El Catillo em Chitzen-Itza
Fonte: http://www.ciencias.com.br
A utilização de pedras na civilização Asteca também foi muito intensa. Os
índios Astecas, ou Méxicas, foram os povos mais civilizados e poderosos da
América pré-colombiana. Ocuparam o Vale do México (em uma ilha do Lago
Texcoco), vindo para essa região depois de uma longa e lenta migração. Segundo
Rocha (2000), a civilização Asteca incorporou a arquitetura, o cálculo, a escrita, e a
religião ao seu dia-a-dia. Na arquitetura, construíram enormes pirâmides utilizadas
para cultos religiosos e sacrifícios humanos (Foto 22).
Os Astecas, a exemplo dos Maias e Incas, também desenvolveram sua
ciência astronômica, construíram a pirâmide dos Ninchos de El Tajin, com 365
ninchos, um para cada dia do ano, e a célebre "pedra do sol", um imenso calendário
solar (Foto 23).
Foto 22 – Civilização Asteca: Pirâmide do Sol
Foto 23 – Civilização Asteca: Pedra do Sol
Fonte: http://www.ciencias.com.br
2.3.2 Panorama brasileiro
Durante trezentos anos, uma parte do continente americano foi colonizada
pelo reino português. Sendo um desdobramento da expansão marítima, a
colonização da América portuguesa possuía as mesmas motivações mercantis e
religiosas que haviam impulsionado aquela expansão. A partir das vilas e cidades
53
coloniais, o sertão foi conquistado e ocupado: surgiam as regiões coloniais, onde
brancos europeus, nativos americanos e negros africanos conviviam de modo
forçado, como colonizadores, colonos e colonizados. Resumidamente, de acordo
com Soares (2004), a história do Brasil colonial pode ser dividida em três períodos
distintos: o primeiro vai da chegada de Cabral à instalação do governo geral, em
1543; o segundo é entre a instalação do governo geral e as últimas décadas do
século XVIII; o terceiro vai dessa época à Independência, em 1822.
Com a aventura da colonização do território americano pelos portugueses,
funcionários régios, missionários, mercadores e nobres transformaram-se em
colonizadores. A partir dos núcleos urbanos, procuravam monopolizar as atividades
que caracterizavam o dia-a-dia das regiões coloniais. Na formação dos primeiros
arraiais, a arquitetura era simples e rudimentar. Com a descoberta de metais
preciosos nos últimos anos do século XVII, houve a possibilidade do Reino
português superar a crise econômico-financeira, assim como a intensificação da
ocupação do interior, a aceleração do crescimento demográfico e o surgimento de
uma nova região em sua Colônia americana: as Minas, caracterizada pela forte
presença e controle do poder real e dos demais colonizadores – expressados nos
inúmeros núcleos urbanos. As Minas distinguir-se-iam das demais regiões coloniais
pela intensa vida urbana, pelo incremento das atividades produtivas e comerciais
voltadas para o mercado interno, pelo surgimento de novos grupos sociais e pela
difusão do estilo barroco, presente nas artes, nas construções e nas festas que
marcavam o cotidiano de seus habitantes. De acordo com Soares (2004),
aproveitando antigas tradições urbanísticas de Portugal, as vilas e cidades
brasileiras apresentavam ruas de aspecto uniforme, com casas térreas e sobrados
construídos sobre o alinhamento das vias públicas e sobre os limites laterais dos
terrenos, sendo as construções urbanas ou rurais. As dimensões e números de
aberturas, altura dos pavimentos e alinhamentos com as edificações vizinhas eram
exigências correntes no século XVIII, garantido às vilas e às cidades brasileiras uma
aparência portuguesa (REIS FILHO, 1970).
Com o surgimento das Vilas, as irmandades religiosas promovem uma
reformulação quase total de seus templos, e as edificações civis incorporam
inovações arquitetônicas e artísticas. Na arquitetura religiosa, os principais templos
construídos foram as matrizes, seguidas das igrejas das ordens terceiras e
irmandades. Posteriormente, as irmandades, em constante competição, abandonam
54
as matrizes e constroem seus templos, esmerando-se no estilo e na decoração
interna. Paralelamente, as edificações civis incorporam inovações arquitetônicas. A
taipa e o adobe são substituídos aos poucos pelas rochas de cada região, que
passam a ser utilizadas, sobretudo, nos arremates arquitetônicos das novas
construções. Surgem nessa época os grandes prédios públicos e os fortes sobrados
com cunhais de pedra.
A arquitetura colonial trazida para o Brasil pelos portugueses tem princípio no
Renascimento, da qual o Barroco é uma parte. O Barroco foi um período estilístico e
filosófico da História da sociedade ocidental, ocorrido durante os séculos XVI e XVIII
na Europa, e XVII e XVIII, na América, inspirado no fervor religioso. O barroco é
libertação espacial, é libertação mental das regras dos tratadistas, das convenções,
da geometria elementar. As formas geométricas são muito exploradas e inspiradas
nas formas greco-romanas. Segundo Carvalho (1966, p.39), a arquitetura
renascentista tem início com o levantamento da cúpula da catedral de Florença,
mais conhecida como Igreja de Santa Maria das Flores (Foto 24), para terminar com
a construção da cúpula romana da basílica de São Pedro (Foto 25).
Foto 24 – Catedral de Florença: Igreja de Santa
Foto 25 – Basílica de São Pedro, Vaticano,
Maria das Flores
Roma
Fonte: http://www.artehistoria.com/
Segundo Rocha (2000, p.206), muitas das primeiras construções no Brasil
foram de pedra e argamassas de cal. Foram ainda usadas nos primeiros séculos,
em alguns revestimentos, as pedras importadas do reino, trazidas como lastro dos
navios, entre as quais se salienta o lioz português. Nos ornatos exteriores, a
preferência pelo material recaiu sempre sobre a pedra, naturalmente as mais fáceis
de trabalhar, como os calcários, arenitos e, em Minas Gerais, as pedras talcosas,
conhecidas com o nome popular de "pedra sabão". No Rio de Janeiro era muito
empregado o gnaisse, embora, em algumas construções, principalmente antes do
55
século XIX, tenha-se empregado a pedra portuguesa, como, por exemplo, na
Fortaleza da Ilha das Cobras. A técnica de sua aplicação é variada, de acordo com
as argamassas em que são assentadas. As principais técnicas adotadas são pedra e
barro e pedra e cal.
2.4 AS IGREJAS NO RIO DE JANEIRO
A expansão do território português no século XVI foi diretamente associada à
difusão da fé, expressando a aliança entre Portugal e a Igreja Católica. Segundo
Ricart (2005), os monarcas portugueses podiam nomear bispos e ocupantes de
cargos eclesiásticos, criar paróquias e construir igrejas. Encontra-se assim a razão
de tantas igrejas, capelas, ermidas e oratórios, construídos no período colonial, pois,
além da religiosidade, representavam a presença da metrópole e a posse da terra
perante os índios, além de núcleos para a defesa de pontos estratégicos. No
contexto do processo de formação das cidades coloniais, tanto de origem espanhola
como lusitana, uma instituição se fez presente desde a origem de tais centros
urbanos: a Igreja Católica Apostólica Romana. A Igreja desempenhou importante
papel não somente na organização da sociedade, seja pela cooptação religiosa, seja
pela influência educativo-cultural, pioneira, para a formação de vilas e cidades,
estimulando o povoamento de vastos territórios. A Igreja Católica influenciou os
costumes e marcou a paisagem brasileira desde os seus primórdios.
Segundo Carvalho (1966, p.49), as primeiras edificações religiosas que
surgem são cabanas indígenas construídas nos arraiais. Estas construções eram
rudimentares e assemelhavam-se aos mocambos do nordeste. Em seguida,
utilizavam-se as construções de pau-a-pique e taipa de mão, mas ainda cobertas de
palha. Os materiais mais empregados na arquitetura colonial eram a madeira, as
palmas, a pedra, o barro, o adobe, as argamassas e o ferro. As madeiras eram de
preferência a braúna, o jacarandá, a canela preta, o cedro e o angelim, que faziam
parte das estruturas (esteios, vigas e baldrames) ou eram empregadas nos pisos,
nas esquadrias, telhados, forros, retábulos, etc.
Os jesuítas no Brasil, assim como nas missões espanholas do Paraguai,
tinham que lidar com tribos dispersas. Seus programas de construção eram simples,
sendo que as igrejas tinham que ser amplas, a fim de abrigar um número sempre
crescente de convertidos. Segundo Costa (1978, p. 27), o partido arquitetônico
56
empregado pelos jesuítas eram em “quadras”, formando-se assim um ou mais
pátios, o mesmo utilizado em mosteiros e conventos. No que se refere à planta baixa
das igrejas, o partido adotado pelos jesuítas foi, quase exclusivamente, o de uma só
nave.
As
torres
apresentavam
informações
relevantes
sobre
as
técnicas
construtivas: quando eram construídas com pedra e cal, prevalecia o acabamento
em forma de pirâmide, recebendo ou não um telhado para dar uma proteção
adequada.
A influência barroca corresponde à necessidade de uma reação dos países
católicos ao crescente alastramento do protestantismo, colocando em risco a própria
hegemonia política e espiritual de Roma (berço do barroco no primeiro terço do
século XVI) e das nações por ela lideradas. O barroco se propaga por toda a
Europa, porém de forma heterogênea, devido às grandes diferenças entre os
artistas. O barroco, em Portugal, substituiu a austeridade e a singeleza de seus
exteriores de pedra fria por uma cantaria fina, com linhas curvas, enquanto os seus
interiores passam a exibir talhas douradas e azulejos. Chegando ao Brasil, o barroco
assume características próprias nas mãos de importantes artistas, como, por
exemplo, o arquiteto e escultor Mestre Valentim da Fonseca e Silva, que atuou no
Rio de Janeiro, e Antônio Francisco Lisboa, o Aleijadinho, em Minas Gerais.
Portanto, a Igreja constrói assim uma bem articulada arquitetura. Unindo a criação
artística e arquitetônica, as igrejas eram construídas de pedra e cal, com altares
forrados de talhas cobertas de ouro e pinturas, substituindo as antigas capelas de
taipa e sapê.
De acordo com Soares (2004, p. 69), as igrejas podem ser classificadas em
conventuais, paroquiais, de irmandades e rurais, estas últimas ligadas ou não a uma
edificação residencial. Os principais exemplos conventuais foram construídos até
finais do século XVII, enquanto as igrejas de irmandade florescem a partir do século
XVIII, com mais intensidade internamente em pleno século XIX.
Entretanto, muitos núcleos de povoamento tiveram suas origens relacionadas
à vida religiosa, às capelas de fazendas, às igrejas e conventos, enfim, à dinâmica
de expansão da Igreja Católica (FREYRE, 1990). Apenas como exemplo, a cidade
de São Salvador da Bahia de Todos os Santos, primeira capital do Brasil Colonial,
fundada em 1549 pelo Governador Geral Tomé de Sousa, teve suas origens em
torno do Palácio do Governo e relacionada à Igreja da Companhia de Jesus, atual
Catedral (Foto 26).
57
Foto 26 – Catedral da cidade de Salvador, BA
Fonte: http://www.vitruvius.com.br
A cidade de Olinda, em Pernambuco, cresceu ao longo do século XVI em
torno da Igreja da Sé e de seus numerosos conventos (Foto 27), tornando-se a
metrópole religiosa da Província. Recife, onde os holandeses haviam se
estabelecido, aproveitou-se do porto para transformar-se em metrópole comercial e
investiu nas construções de belas igrejas, como, por exemplo, a Igreja de São Pedro
dos Clérigos (Foto 28). Em João Pessoa, Paraíba, encontra-se a Igreja Franciscana
da Paraíba (Foto 29), um grande exemplar da arquitetura da cidade.
Foto 27 – Catedral da Sé,
Olinda, PE
Foto 28 – Igreja de São Pedro
Foto 29 – Igreja Franciscana da
dos Clérigos, Recife, PE
Paraíba, João Pessoa, PB
Fonte: http://www.vitruvius.com.br
A cidade de São Paulo, fundada em 1554, na época São Paulo de Piratininga,
deve suas origens a um colégio fundado pelos jesuítas de São Vicente (Foto 30), na
época dirigido pelos padres José de Anchieta e Manoel de Nóbrega. Segundo Leite
(1938), o mais remoto marco de ocupação colonial estável no Espírito Santo é o
Convento da Penha (Foto 31), franciscano, erguido sobre um elevado penedo à
beira mar, em 1558, na região de Vila Velha. Em Minas Gerais, a cidade de Ouro
Preto, na época Vila Rica, foi fundada em 1699, em torno das igrejas de Nossa
Senhora da Conceição de Antônio Dias (Foto 32) e de Nossa Senhora do Pilar (Foto
58
33). A região de Minas Gerais tornou-se um centro independente, devido ao ciclo do
ouro, desenvolvendo-se a arte sacra mais original do Brasil, podendo citar os
seguintes vilarejos prósperos da época: Mariana, Vila Rica (Ouro Preto), Diamantina,
Tiradentes e Sabará. Nessas duas últimas cidades, podem-se citar dois valiosos
exemplos da arquitetura religiosa: Igreja de Santo Antônio (Foto 34) e Igreja de
Nossa Senhora do Ó (Foto 35), construídas em 1710 e 1717, respectivamente.
Minas Gerais, juntamente com a Bahia, detém o maior número de edificações
religiosas do país.
Foto 30 – Colégio dos Jesuítas de São Vicente,
São Paulo, SP
Foto 31 – Convento da Penha, Vila Velha, ES
Foto 32 – Igreja de Nossa Senhora da Conceição
de Antônio Dias, Ouro Preto, MG
Foto 33 – Igreja de Nossa Senhora do Pilar, Ouro
Preto, MG
Foto 34 – Igreja de Santo Antônio, Tiradentes,
Foto 35 – Igreja de Nossa Senhora do Ó, Sabará,
MG
MG
Fonte: http://www.vitruvius.com.br
A cidade do Rio de Janeiro foi fundada por Estácio de Sá, em 1º de março de
1565, na época São Sebastião do Rio de Janeiro. De acordo com Ramos (2005),
59
nasceu no contexto da guerra movida pelos portugueses para a expulsão dos
franceses, na região desde 1555. A cidade fundada originalmente entre os morros
Cara de Cão e Pão de Açúcar, foi logo transferida para um local mais abrigado,
originando uma espécie de acrópole amuralhada, dominada por duas igrejas
católicas, ou seja, a Igreja de São Sebastião (Figura 2), padroeiro da cidade,
também chamada Sé, e a Igreja de Santo Inácio (Foto 36), dos jesuítas, ambas
erguidas no topo do Morro do Castelo, região mais antiga da cidade do Rio de
Janeiro, demolida em 1921 (Foto 37) em conseqüência de reformas urbanas.
Figura 2 – Matriz de São Sebastião, destacada à esquerda na ilustração de François Froger de 1695
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Foto 36 – Morro do Castelo, Igreja de Santo
Foto 37 – Destruição do Morro do Castelo e da
Inácio
Igreja de Santo Inácio, 1921
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Segundo Carvalho (1966, p. 64), a primeira igreja da cidade do Rio de Janeiro
foi construída no ano de 1565, pelo Padre Gonçalo de Oliveira, por iniciativa de
Estácio de Sá. Era a pequena capela de Vila Velha (hoje Praia Vermelha), de pau-apique, na qual, dois anos mais tarde, foi enterrado o Capitão Estácio de Sá. Em
1583, foi terminada a construção da igreja de São Sebastião no morro do Castelo,
por iniciativa de Salvador de Sá, para onde foram transferidos os ossos de Estácio
de Sá.
Com o crescimento da cidade, outras igrejas foram surgindo, como, por
exemplo, a de São Francisco Xavier do Engenho Velho (1572 – 1583) e a igreja de
60
Santa Luzia (1592) (Foto 38 e Foto 39). Em 1612 estava pronta a igreja do Convento
de Santo Antônio (Foto 40 e Figura 3), enquanto a Ordem Terceira do Carmo
terminava a sua primitiva igreja no ano de 1643.
Foto 38 – Igreja de Santa Luzia
Foto 39 – Igreja de Santa Luzia em 1960
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Figura 3 – Convento de Santo Antônio, desenho
de Debret, 1822
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Foto 40 – Convento de Santo Antônio
O Mosteiro de São Bento começou a ser edificado em 1589, residindo os
fundadores da Ordem, por algum tempo, na Ermida de Nossa Senhora do Ó, à
esquerda da atual Igreja do Carmo (Foto 41). Esta, a Igreja de Nossa Senhora do
Carmo da Antiga Sé, foi construída entre 1761 a 1808. Ao lado dela, tem-se a Igreja
da Ordem Terceira do Monte do Carmo, com data de construção de 1755, em estilo
rococó. A construção do Mosteiro de São Bento foi concluída somente em 1772
(Foto 42). A igreja de Nossa Senhora do Bonsucesso ou da Misericórdia foi
concluída em 1637 (Figura 4). A Igreja de São José (Foto 43) foi concluída entre
1634 e 1640 (PASSOS, p. 34).
61
Foto 41 – Igreja do Carmo ao centro, com a torre
Foto 42 – Mosteiro de São Bento
isolada. A igreja da direita é da Ordem Terceira do
Carmo, em 1890
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Figura 4 – Igreja de Nossa senhora de Bonsucesso,
Foto 43 – Igreja de São José
aquarela de Tomas Ender feita no século XIX
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
A primitiva igreja da Candelária foi edificada de 1600 a 1604 e doada à Santa
Casa de Misericórdia em 1639, enquanto que a atual levou mais de cento e vinte
anos para ser terminada, em 1898 (Foto 44 e Foto 45).
Foto 44 – Igreja da Candelária, foto de Marc Ferrez,
Foto 45 – Igreja da Candelária
1890
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Em 1627 já existia a Igreja de São Cristóvão; a igreja de Nossa Senhora do
Parto, em 1655, e a igreja de São Roque (Foto 46), na Ilha de Paquetá, no mesmo
ano. Em 1670, já existia também a igreja de Nossa Senhora do Livramento; em
62
1678, a igreja de Nossa Senhora da Ajuda e, em 1635, foi inaugurada a Ermida da
Penha. Em 1661 já se encontravam construídas em Jacarepaguá as igrejas de
Nossa Senhora da Pena e de Nossa Senhora de Loreto. A construção da igreja de
Santa Cruz e São Pedro Gonçalves, hoje chamada de Santa Cruz dos Militares
(Foto 47), foi iniciada em 1623, sendo um pouco mais antiga que a ermida de Nossa
Senhora da Glória do Outeiro, fundada em 1714 (Foto 48). A matriz de Irajá foi
fundada em 1644. Segundo Passos (p. 35), a primeira Igreja de Santana foi
construída no Campo de São Domingos, atual Praça da República, início da Estrada
de Ferro Central do Brasil. Além das igrejas citadas, tem-se a Igreja de Santa Rita de
Cássia (Foto 49), construída em 1721; a Igreja Mãe dos Homens (Foto 50),
construída entre 1758 e 1803, e a Igreja de Nossa Senhora da Lapa dos Mercadores
(Foto 51), com data de edificação de 1870.
Foto 46 – Igreja de São Roque,
Ilha de Paquetá
Foto 47 – Igreja de Santa Cruz
dos Militares
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Foto 49 – Igreja de Santa Rita
de Cássia
Foto 50 – Igreja Mãe dos
Homens
Foto 48 – Igreja de Nossa
Senhora da Glória do Outeiro
Foto 51 – Igreja de Nossa
Senhora da Lapa dos
Mercadores
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Dessas igrejas, nenhuma novidade foi incorporada às plantas luso-brasileiras,
que continuaram a utilizar o partido tradicional: corredores ao longo da nave a da
capela-mor. No entanto, três exemplos fizeram exceção, apresentando plantas
63
curvas: a igreja de Nossa Senhora da Glória do Outeiro, a de Nossa Senhora da
Lapa dos Mercadores e a de São Pedro dos Clérigos, sendo esta já última
inexistente.
De acordo com Santos (1968, p. 22), além das igrejas da cidade do Rio de
Janeiro, em todo o estado têm-se exemplos expressivos de capelas e igrejas que
originaram vilas e cidades. Pode-se citar como exemplo: Capela de Nossa Senhora
da Guia (Foto 52), construída em 1740 e Convento de Nossa Senhora dos Anjos
(Foto 53), construída entre 1615 e 1696, em Cabo Frio; Igreja de São Salvador
(1627), em Campos dos Goitacazes; Igreja de Santana (1708), em Macaé; Igreja de
Nossa Senhora de Nazareth (1630), em Saquarema; Igreja de Nossa Senhora do
Amparo (1635), em Maricá (Foto 54); Igreja de São João Batista (1784), em Itaboraí
(Foto 55); Igreja de Nossa Senhora da Conceição do Campo Alegre (1752), em
Resende.
Foto 52 – Capela de Nossa Senhora da Guia,
Foto 53 – Igreja de Nossa Senhora dos Anjos,
Cabo Frio
Cabo Frio
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Foto 54 – Igreja de Nossa Senhora do Amparo,
Foto 55 – Igreja de São João Batista, Itaboraí
Maricá
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Além das igrejas citadas anteriormente, tem-se o Convento de São
Boaventura (1788), em ruínas, no sítio da extinta Vila de Santo Antônio de Sá,
município de Itaboraí (Foto 56); Igreja de Santa Rita (1754), em Parati (Foto 57);
64
Igreja de Nossa Senhora da Conceição e Igreja de Santa Luzia (Foto 58), ambas de
1632, em Angra dos Reis; Igreja de São Fidélis de Simaringa (1799), em São Fidélis;
Igreja de Nossa Senhora da Conceição (1845), em Vassouras; Igreja de Nossa
Senhora da Glória (1856), em Valença; entre outras.
Foto 56 – Ruínas do Convento
São Boaventura, Itaboraí
Foto 57 – Igreja de Santa Rita,
Parati
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
Foto 58 – Igreja de Santa
Luzia, Angra dos Reis
A região da Baía de Guanabara, ocupada desde meados do século XVI,
presenciou a proliferação de inúmeras capelas, dando origem a importantes vilas de
comércio, sobretudo no decorrer dos séculos XVII e XVIII, como, por exemplo, São
Nicolau de Suruí, Nossa Senhora da Guia de Pacopaíba, Nossa Senhora da
Conceição de Porto de Caixias, Nossa Senhora do Pilar de Iguaçu, dentre outras,
centralizando a movimentação dos portos fluviais (rios Magé, Iguaçu, Macacu,
Inhomirim, etc).
Em Niterói, seu povoamento teve origem marcante pela presença da Igreja
Católica (RAMOS, 2005, p. 27), representada pela atuação pioneira da Companhia
de Jesus. No alto do morro de São Lourenço, entre os bairros do Fonseca e
Santana, encontra-se a Capela de São Lourenço dos Índios (1576), uma das mais
antigas capelas coloniais brasileiras e marco da fundação da cidade de Niterói (Foto
59). Em virtude de seu precário estado de conservação, por volta de 1627 os
jesuítas reedificaram a capela de São Lourenço em pedra e cal, tendo a mesma sido
reconstruída entre 1767 e 1769. Na Ilha de Boa Viagem, tem-se a Capela de Nossa
Senhora da Boa Viagem (Foto 60), sendo a segunda mais antiga do município.
Construída em 1650, pelo português Diogo Carvalho da Fontoura, foi desde os seus
primórdios a capela de peregrinações e procissões marítimas, promovidas por
pescadores e navegantes. Em 1711, durante os combates que resultaram na
tomada da cidade do Rio de Janeiro, a capela foi incendiada, arruinando-se
65
completamente. Em 1718 foi fundada uma irmandade para a reconstrução da
capela, concluída em 1734, definindo sua arquitetura atual. Outro importante
patrimônio arquitetônico de Niterói é a Capela de São Francisco Xavier (Foto 61),
entre as praias de São Francisco e Charitas. É a terceira mais antiga do município
de Niterói. Foi construída em 1695, em terras da Fazenda de Jurujuba ou do Saco,
originalmente de propriedade dos padres da Companhia de Jesus, provavelmente
sobre as ruínas de uma capela mais modesta.
Foto 59 – Capela de São
Lourenço dos Índios, Niterói
Foto 60 – Capela de Nossa
Foto 61 – Capela de São Francisco
Senhora da Boa Viagem,
Xavier, Niterói
Niterói
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/
3 ESTADO DA ARTE DA PESQUISA
Em uma estrutura, para estimar com algum rigor a rigidez de seus elementos
e a sua deformabilidade, é necessário o conhecimento das suas propriedades
mecânicas, nomeadamente o módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson. A
avaliação do grau de segurança não é possível sem o conhecimento da tensão de
ruptura dos seus materiais.
Para uma fiel modelação analítica das alvenarias é de fundamental
importância o conhecimento das propriedades dos componentes da alvenaria, seja
desde a composição da argamassa até às características geológicas, físicas e físicomecânicas das pedras e da alvenaria como um material, possibilitando intervenções
mais adequadas em relação às alvenarias de pedra e argamassa de cal.
Porém, a caracterização mecânica das alvenarias antigas é difícil pela sua
heterogeneidade, seja por condições de construção (materiais, técnicas de
construção, tipo de seção, etc.), seja por eventuais degradações, causando
diferentes danos ou patologias. Com isso, fica associado um grande número de
características físicas e mecânicas. A generalização das propriedades destes
materiais exige um esforço para estabelecer critérios de diferenciação e
caracterização, no meio desta diversidade, de grupos semelhantes, em termos de
características geométrico-morfológicas (seção e sua espessura, técnicas e
disposições construtivas, etc.) e propriedades mecânicas associadas.
Na Itália, pesquisas, nos últimos anos, em edifícios de centros históricos,
resultaram em uma diversidade de dados sobre caracterização das seções das
paredes de pedra, justificando a criação de uma base de dados de estruturas novas
ou existentes, podendo elaborar estatísticas e gráficos de comparação para os
parâmetros em estudo nas tipologias semelhante mais freqüentes (Binda; Penazzi,
2000). Um trabalho de pesquisa deste tipo, catalogando centros históricos ou outras
áreas de estudos, pode ser tanto melhor quanto maior for a quantidade de dados
67
relativos à caracterização das seções das paredes de pedra, ajudará a classificação
por grupos homogêneos e, com isso, para um almejado estabelecimento de leis
constitutivas. Porém, mesmo com grupos homogeneizados, não é possível ter
modelos totalmente válidos. Sobre isso, vários trabalhos têm sido desenvolvidos em
várias partes do mundo.
Na Eslovênia, com a finalidade de obter a resistência sísmica em estruturas
de alvenaria em centros históricos, foram realizados vários ensaios experimentais
em corpos de prova, produzidos e testados em laboratório (TOMAZEVIC, 2001).
Esses resultados foram utilizados para avaliar a resistência sísmica de estruturas em
alvenaria de pedra em Friuli, no norte da Itália, e Montenegro (ROQUE, 2002).
Segundo Tomazevic (2001), na década de oitenta do século passado, os
resultados de ensaios, in-situ e em laboratório, ajudaram na verificação da
resistência sísmica em intervenções de reabilitação de alvenarias no centro histórico
de Ljubljana, na Eslovênia.
Um outro trabalho recente foi realizado por Oliveira (2003), no Departamento
de Engenharia Civil da Universidade do Minho e na Universidade Politécnica da
Catalunha. Este trabalho é composto por uma parte experimental e uma parte
numérica, pretendendo contribuir para uma melhor compreensão do comportamento
das estruturas de alvenarias históricas. Foram realizados ensaios uniaxiais
monotônicos e cíclicos em corpos de prova e prismas de pedra e tijolo, tendo em
vista a caracterização do comportamento cíclico destes materiais. Completando a
tese, foram ensaiados sete muros de pedras de junta seca, com ação combinada de
forças normais e esforços cortantes. O objetivo desse trabalho experimental foi a
obtenção de um conjunto de resultados sobre o comportamento mecânico de
alvenarias históricas, para serem usados em calibração de modelos e na validação
de resultados numéricos.
Segundo Almeida (2002), os trabalhos atuais desenvolvidos nessa área de
alvenarias históricas, independente de regiões ou países, têm como objetivo
principal o fato do reduzido conhecimento científico na área, e suas pesquisas
pretendem ajudar, de alguma forma, a preencher esse vazio de conhecimento. Em
sua pesquisa, desenvolveu um estudo experimental com o principal objetivo de
caracterizar mecanicamente tijolos e alvenarias em tração uniaxial. O programa de
investigação desenvolvido nesta tese descreve uma série de ensaios que
caracterizam diferentes elementos constituintes das alvenarias submetidos a ensaios
68
de tração direta. Os principais objetivos deste trabalho foram: melhor compreensão
do comportamento de materiais quasi-frágeis à tração; influência de diferentes
argamassas; influência da água na resistência à tração em alvenarias; aumentar o
banco de resultados sobre ensaios à tração nos diferentes constituintes de
alvenarias, disponíveis a nível nacional. Com isso, a pesquisa e a análise crítica dos
ensaios deram uma ajuda quanto aos dados disponíveis para a utilização de
modelos numéricos avançados.
Uma outra pesquisa na área de alvenaria histórica é de Luso (2002). É uma
pesquisa que faz uma revisão das teorias de restauro desenvolvidas na Europa ao
longo dos tempos, principalmente na cidade histórica de Bragança para a
reabilitação dos edifícios. Esta reabilitação envolve a recuperação do aspecto
tradicional das fachadas, a avaliação e recuperação das diferentes patologias
existentes. As pesquisas analisam com mais detalhes as anomalias originadas pela
presença de água nas alvenarias no interior das habitações da cidade, verificando
as intervenções destinadas a eliminar a presença de umidade ascensional através
do tratamento e monitoramento de alvenarias selecionadas.
O reduzido conhecimento sobre o comportamento de estruturas históricas faz
com que várias pesquisas sejam desenvolvidas no mundo todo. Ramos (2002) fez
várias pesquisas sobre alvenarias de edificações históricas. Recentemente, realizou
um trabalho com duas tarefas distintas: primeiramente uma análise experimental,
com o objetivo de caracterizar o comportamento mecânico de uma rocha, utilizada
em
edificações
históricas
com
alvenarias
de
pedras
com
juntas
secas.
Posteriormente, foi feita uma análise numérica de uma edificação histórica, utilizando
o método dos elementos finitos, onde foi considerado o comportamento não linear
dos materiais. Ramos, na sua análise experimental, utilizou um arenito catalão
(Espanha),
realizando
duas
baterias
de
ensaios:
uma,
para
estudar
o
comportamento cíclico ao corte em alvenaria de junta seca; e outra para estudar o
comportamento do material submetido à tração direta, utilizando, também,
carregamentos cíclicos. Essa pesquisa teve como principal objetivo a ajuda na
calibração de modelos numéricos computacionais e dar continuidade à pesquisa
iniciada por Oliveira (2002) para a caracterização do comportamento mecânico do
arenito catalão, conhecido como pedra de “Montjuic” (montanhas nos arredores de
Barcelona), que foi muito utilizado nas construções históricas de toda Catalunha. O
arenito adotado nessas pesquisas realizadas por Oliveira (2002) e Ramos (2002) é
69
1
uma rocha sedimentar com uma textura equigranular e, visualmente, os grãos têm
dimensões entre 40 e 650 µm , aparentemente distribuídos de forma homogênea
(Figura 5).
Figura 5 – Arenito “Montjuic”, textura da superfície serrada
Fonte: Ramos, 2002
Nas pesquisas, verificaram que as propriedades mecânicas dessa rocha
foram analisadas por Oliveira (2002), realizando ensaios em corpos de prova
cilíndricos com carregamentos monotônicos e cíclicos, avaliando o seu módulo de
elasticidade, o coeficiente de Poisson, a sua resistência à compressão e a
degradação da rigidez do material, quando sujeito a carregamentos monotônico e
cíclico (Tabela 3).
Tabela 3 – Resultados dos carregamentos monotônico e cíclico
Corpo de
prova
SS5.1
SS5.2
SS6.1
SS6.2
Média
CV
Monotónico
σ máx (GPa)
E30-60 (GPa)
17,49
93,9
17,89
98,0
19,56
86,6
20,30
87,8
18,81
6,16%
Corpo de
prova
SS2.2
SS2.3
SS3.2
SS4.2
SS7.1
SS8.1
91,6
Média
5,10%
CV
Fonte: Ramos, 2002
Cíclico
σ máx (GPa)
E30-60 (GPa)
9,50
61,1
10,46
68,6
12,64
70,4
15,54
84,5
15,62
85,4
14,49
90,2
13,38
76,7
20,13%
13,80%
O material para a realização dos ensaios foi sob a forma de prismas com
200x200x100 mm3. Os prismas foram cortados de acordo com a Figura 6, tendo
dimensões finais para o ensaio de 80x50x40 mm3. Com isso, a partir de cada
prisma, realizaram dezesseis unidades de ensaios. Para a realização dos ensaios
1
Textura equigranular ou granular: os mesmos minerais têm mesmo tamanho ou tamanhos muito aproximados.
70
utilizou-se o equipamento CS 7400-S “Shear Testing System” (desenvolvido para a
realização de ensaios de corte em pavimentos betuminosos).
Figura 6 – Divisão dos prismas para a construção dos provetes
Fonte: Ramos, 2002
Pesquisas importantes sobre alvenarias antigas foram realizadas também por
Roque (2002). Para uma melhor escolha de materiais e técnicas numa intervenção é
de suprema importância o conhecimento das propriedades dos componentes da
alvenaria, desde a composição da argamassa às características químicas, físicas e
mecânicas das pedras e da alvenaria como material. Para isso, é necessário realizar
pesquisas para a identificação das características morfológicas e mecânicas, e a
composição predominante das alvenarias das paredes, que permitam definir
modelos físicos e analíticos. Segundo Roque, existem, atualmente, vários métodos
para a determinação das propriedades mecânicas das alvenarias, podendo
distinguir-se dois grandes grupos: métodos indiretos e métodos diretos. No primeiro
método, as propriedades mecânicas das alvenarias são verificadas através do
conhecimento das propriedades mecânicas dos seus componentes principais
(unidades de alvenaria, pedras e argamassa de assentamento). Os métodos
indiretos
implicam
no
conhecimento,
a
princípio,
das
características
dos
componentes de alvenaria. Em alvenarias antigas é necessário realizar ensaios para
a sua caracterização. Porém, as características mecânicas dos componentes das
alvenarias históricas não são de fáceis correlações como num todo, devido à falta de
homogeneidade dos materiais, às várias técnicas construtivas e a grandes
variedades de seções que foram utilizadas nas construções históricas. Porém,
trabalhos sobre as propriedades mecânicas das alvenarias não referem nada em
71
relação a estes aspectos. Atualmente, os resultados são apresentados sob duas
formas:
•
valores nominais: em relação às características dos componentes
materiais (Tabela 4);
Tabela 4 – Exemplo de resistência das alvenarias
Natureza da alvenaria
Tensão de segurança* (MPa)
Pedra muito dura
3a6
Pedra dura
1,5 a 3
Cantaria de pedra e argamassa ordinária
Pedra semi-dura
1 a 1,5
Pedra macia
0,8 a 1
Alvenaria de pedra aparelhada dura e argamassa ordinária
1a2
Alvenaria ordinária
0,5 a 1
Tijolo ordinário
0,6 a 0,8
Alvenaria de tijolo e argamassa ordinária
Tijolo duro
0,8 a 1
Alvenaria de tijolo extraduro com argamassa de cimento
1 a 1,5
Observações:
1) A argamassa ordinária é de cal e areia com traço de 1:3.
2) A tensão de segurança à tração é cerca de 1/10 dos valores apresentados.
3) A tensão de segurança diminui com a altura do elemento estrutural. Para alturas superiores a 20
vezes a largura da base apenas se deve tomar 0,25 a 0,5 dos valores apresentados.
(*): a tensão de segurança considerada corresponde a, sensivelmente, 1/10 da tensão de ruptura.
Fonte: Roque, 2002; Segurado, 1908
•
fórmulas semi-empíricas: com as pesquisas realizadas nos últimos anos,
têm
sido
apresentadas
várias
fórmulas
semi-empíricas
para
a
determinação da tensão de ruptura das alvenarias, levando em conta o
comportamento mecânicos de seus componentes. Estas fórmulas são de
utilização limitada, pois dependem de vários parâmetros que influenciam
comportamento global da alvenaria, como, por exemplo, a qualidade de
execução
da
alvenaria,
dimensões
e
espessura
das
juntas
de
argamassas. Segundo Roque (2002), o Eurocode 6 (Seção 3.6) propõe
uma fórmula semi-empírica (Equação 1) para calcular a resistência à
compressão de alvenarias simples:
f k = K . f b0, 65 . f m0, 25 ( N / mm 2 )
Onde:
(Equação 1)
72
•
f k : resistência à compressão de alvenarias simples;
•
K : parâmetro função do tipo de aparelho e do tipo de unidades de
alvenaria (para unidade maciça K = 0,6 );
•
f b : resistência normalizada à compressão de unidades de alvenarias;
•
f m : resistência da argamassa.
Ainda, propõe o módulo de elasticidade ( E ), para ações de curta duração,
igual a 1000. f k (para estado limite último) ou 600. f k (para estado limite de
utilização). Em alvenarias históricas, estas fórmulas propostas permitem, apenas,
uma estimativa aproximada da resistência. A caracterização dos componentes
destas alvenarias deve ser feita com base em ensaios laboratoriais de amostras
muito semelhantes das retiradas da estrutura (SANTOS, 1994). Quando não há, em
primeira análise, informação para o material alvenaria, o módulo de elasticidade e o
valor da tensão característica de resistência à compressão são estimados. O módulo
de elasticidade ( E ) em alvenarias pode ser estimado através de ensaios ou, sem
recurso a ensaios, desde que se conheça a sua tensão de ruptura à compressão
( σ ruptura ). Conforme Roque (2002) indica, o método indireto, ensaio experimental,
deve considerar a propriedade elasto-plástico das alvenarias. Durante esses ensaios
deve-se tomar um intervalo de tempo, para cada nível de carga, de forma a poder
avaliar a deformação final estabilizada. Entretanto, com os resultados obtidos nos
ensaios, poder-se-á determinar a curva tensão-deformação ( σ − ε ), representando a
variação do valor do módulo de elasticidade ( E ) desde o início do carregamento até
à ruptura. Com essa curva, poderá ser associado, a cada valor de tensão, um
correspondente valor do módulo de elasticidade (devido à tangente no ponto)
(Figura 7).
Quando não são realizados ensaios (método indireto), o valor do módulo de
elasticidade inicial ( E 0 = tan ϕ 0 ) pode ser estimado, segundo Roque (2002), em
função da resistência à compressão da alvenaria, σ r , através da seguinte expressão
empírica (Equação 2):
E 0 = α .σ r
(Equação 2)
73
Onde:
•
E 0 : módulo de elasticidade inicial;
•
α : coeficiente de deformabilidade (função da tipologia da alvenaria e da
classe da argamassa) (Tabela 5);
•
σ r : tensão de ruptura à compressão da alvenaria.
Figura 7 – Relação gráfica entre alguns parâmetros mecânicos em alvenarias: a) gráfico de TensãoDeformação e b) variação linear do módulo de elasticidade com a tensão
Fonte: Roque, 2002; Nadal Aixalá (P.I.E.T.), 1970
Tabela 5 – Coeficiente de deformabilidade
(1)
Natureza da alvenaria
Alvenaria de cantaria ( γ
3
específico>20kN/m )
Alvenaria ordinária
Tijolos cerâmicos maciços
Tijolos cerâmicos perfurados ou ocos
M16 a M4
3000
2500
2500
2000
Tipos de argamassa
M2 a M1
M0,5
2500
2000
1500
1125
2000
1500
1500
1125
Seca
1500
500
-
(1) argamassas são especificadas através da proporção dos seus constituintes ou através da sua resistência.
Quando for especificada pela resistência, a letra M, designação para argamassa, deve ser seguida da aposição
de um valor numérico correspondente à sua resistência em MPa. Exemplo: M6.
Fonte: Roque, 2002; Nadal Aixalá (P.I.E.T.), 1970
Para outros valores de tensão, o módulo de elasticidade E = tan ϕ pode ser
estimado a partir do valor de E 0 . Para tanto, admite-se que o módulo de elasticidade
tem um comportamento linear e que se anula para valores da tensão igual ou
superior a 1,1.σ r .
74
Ainda sobre as propostas de Roque (2002) em relação a alvenarias antigas,
sob a ação de cargas repetitivas ou alternadas, pode-se considerar o módulo de
elasticidade ( E ) igual ao E 0 :
E = E 0 = α .σ r
(Equação 3)
Para a verificação da segurança aos estados limites últimos, considera-se,
para módulo de elasticidade, E , o valor dado pela seguinte expressão (Equação 4):
E = 0,5.E 0
(Equação 4)
Para os estados limites de utilização da alvenaria, pode-se tomar o seguinte
valor (Equação 5):
E = 0,8.E 0
(Equação 5)
Para as alvenarias de pedra (alvenaria ordinária e alvenaria de cantaria), na
inexistência de ensaios de compressão, e admitindo que as cargas atuem
uniformemente
distribuídas,
a
resistência
de
cálculo
pode
ser
avaliada,
empiricamente, a partir da menor resistência à compressão, para cada classe de
pedra e em função da argamassa das juntas (Tabela 6).
Quanto aos métodos diretos, os ensaios são realizados diretamente in-situ,
com a avaliação das suas propriedades mecânicas, ou sobre “painéis“ de alvenaria
com as dimensões necessárias para que sejam representativos do comportamento
da parede em estudo (Roque, 2002). Esses ensaios, além de não estarem
normalizados, trazem dificuldades inerentes às grandes dimensões dos corpos de
prova e às exigências do sistema de aplicação de cargas e respectiva estrutura de
reação, para forças bastante elevadas. Por ter um caráter destrutivo, a menos que
se trate de estruturas para demolição, limita ainda mais o número de ensaios,
comprometendo um número estatisticamente representativo de ensaios.
75
Tabela 6 – Resistência de cálculo à compressão da alvenaria de pedra (MPa)
Tipo de
pedra
Granito
Sienito
Basalto
Arenito
quartzoso
Calcário
duro
Mármore
Arenito
calcário
Calcário
brando
Resistência
da pedra
(MPa)
Alvenaria de cantaria
Seca.
Pedras
Silhares*
Silhares*
com
h>30cm
h<30cm
bom
Argamassa Argamassa
ajuste
M4**
M4
das
faces
Alvenaria ordinária
Pedras
lamelares.
Argamassa
M4
Pedras
poligonais
de faces
regulares.
Argamassa
M0,55
Seca
>100
8,0
6,0
4,0
2,5
1,0
0,7
>30
4,0
3,0
2,0
1,2
0,8
0,6
>10
2,0
1,5
1,0
0,8
0,6
0,5
*Silhares: pedras lavradas que servem para as construções de alvenarias.
**As argamassas são especificadas através da proporção dos seus constituintes ou através da sua resistência. Quando for
especificada pela resistência, a letra M, designação para argamassa, deve ser seguida de um valor numérico correspondente à
sua resistência em MPa.
Fonte: Roque, 2002; Nadal Aixalá (P.I.E.T.), 1970
Portanto, no caso de nenhum dos métodos anteriores ser viável, existem,
atualmente, principalmente na Europa, novos métodos de avaliação, de caráter nãodestrutivo ou semi-destrutivo: os ensaios com macacos planos (“flat-jacks”). Este
método permite a determinação, in-situ, das relações tensões-deformações da
alvenaria, determinar a tensão de ruptura e ainda avaliar o estado de tensão
instalado na estrutura. O conhecimento do estado de tensão pode ser muito útil para
a calibração de modelos analíticos.
Independente de regiões, pesquisas são de suprema importância para a
identificação das características morfológicas e mecânicas, além da identificação da
composição predominante das alvenarias de pedras, permitindo uma definição de
parâmetros para a utilização em modelos físicos e analíticos. Esta caracterização
das alvenarias representa uma importante contribuição para intervenções futuras em
patrimônios históricos e culturais.
4 ALVENARIAS DE EDIFICAÇÕES HISTÓRICAS
O valor patrimonial, cultural e arquitetônico, que as edificações históricas
representam, principalmente as igrejas e capelas, fez com que a sua conservação e
reabilitação
sejam,
atualmente,
de
interesse
para
pesquisadores,
órgãos
investidores em restauração e parte da sociedade que propõe a preservação da
cultura de cada região. Atualmente, em centros históricos, estas intervenções são,
geralmente, originadas por rentáveis programas de utilização de especulações
imobiliárias, mais do que pelo estado de degradação exibido.
Alvenaria é a associação de um conjunto de unidades de materiais (tijolos,
blocos, pedras, etc.) e, geralmente, argamassa, possuindo propriedades mecânicas
intrínsecas capazes de constituir elementos estruturais. Em alvenarias antigas, o
material utilizado para unidades de alvenaria era, principalmente, a pedra,
eventualmente reforçado com estrutura interna de madeira. O uso de argamassa
entre as unidades estava em função do tipo de alvenaria utilizada. Alvenarias sem
ligante ou argamassas nas juntas, também conhecidas de alvenarias de junta seca,
são menos freqüentes em estruturas históricas. Entretanto, nas alvenarias antigas,
as argamassas, de natureza muito pobre (terra, argila ou argamassas pobres),
tinham como função principal o preenchimento dos espaços livres entre as unidades
de alvenaria, formando melhores condições de assentamento, ficando as ligações
em segundo plano. Segundo Carocci (2001), em uma alvenaria de boa qualidade a
argamassa desempenha um papel secundário comparativamente com as pedras,
embora seja de fundamental importância para garantir uma boa compacidade ao
conjunto.
As alvenarias podem ser interiores ou exteriores nas edificações. As
alvenarias externas, ou, de uma forma geral, todas que desempenham funções
resistentes, são freqüentemente conhecidas como paredes mestras ou alvenarias
auto-portantes,
sinônimo
de
grandes
espessuras.
Segundo
Pinho
(2000),
77
relativamente aos materiais com que são construídas, as alvenarias classificam-se
como indicado a seguir:
•
alvenarias homogêneas: cantaria (constituída apenas por pedras),
alvenaria de pedra, alvenaria de tijolo, taipa, etc;
•
alvenarias mistas: alvenaria e cantaria, alvenaria de pedra e tijolo,
alvenaria com armação de madeira, etc.
As alvenarias de pedra têm uma grande diversidade de constituição interna,
dependendo da época, da cultura e tradições do local da construção. São
caracterizadas por uma grande irregularidade geométrica e falta de homogeneidade
nos materiais, resultando numa grande diversidade de características (físicas,
mecânicas e geométricas) dos materiais utilizados.
As pedras utilizadas podem ser de diversas naturezas (magmáticas,
metamórficas ou sedimentares), forma e dimensão, regulares e irregulares, e podem
apresentar-se ligadas com terra, argila, substâncias orgânicas ou argamassas. A
presença de vazios interiores é uma característica destas alvenarias (Figura 8).
Figura 8 – Componentes da alvenaria de pedra, argamassa e vazios
Fonte: Mateus Martins, 2006
Segundo Roque (2002), as estruturas de alvenaria eram dispostas
(justapostas e sobrepostas) de forma longitudinal ou transversal, resultando numa
interação de equilíbrio, entre os diferentes elementos, através de tensões de
compressão e de atrito. Nas alvenarias e muros, as juntas verticais eram
desencontradas, dificultando a progressão das fissurações. Com isso, as alvenarias
de pedras são estruturas heterogêneas, intrinsecamente descontínuas, com boa
resistência à compressão, fraca resistência à tração e, quando sob a ação exclusiva
da gravidade, com um baixo risco de deslizamento. Portanto, em estruturas
78
históricas de pedra, a homogeneidade, a isotropia, e as propriedades mecânicas
uniformes não podem ser aplicadas com rigor.
Um bom exemplo de elemento estrutural de alvenarias são os arcos, pois têm
um eficiente funcionamento estático. Segundo Huerta (2001), os arcos apareceram
na Babilônia possivelmente há mais de 6000 anos (os Astecas e os Incas
construíram alvenarias durante séculos sem o arco). Estas estruturas deram provas
da sua eficácia e mantiveram a sua forma durante séculos. As tensões de atrito
geradas são suficientes para evitar o movimento entre elementos.
Uma importante vantagem do sistema construtivo das alvenarias é a
facilidade de desmonte, levando em consideração a justaposição dos elementos
com uma fraca ligação entre si. A facilidade na manutenção, por substituição dos
elementos degradados, permite assegurar uma maior longevidade às construções,
controlando o processo de degradação. Existem exceções de situações, como, por
exemplo, a ação sísmica, em que a facilidade de desmonte pode ser vista como uma
debilidade estrutural. Segundo Giuffrè (1995), uma conseqüência deste defeito de
funcionamento é o impulso da componente horizontal da aceleração, perpendicular
ao plano, empurrando as paredes de contorno para fora e acima de determinados
valores, podendo provocar a sua ruptura.
4.1 CLASSIFICAÇÃO DAS ALVENARIAS ANTIGAS
A classificação tem como princípio fornecer as diferenças morfológicas das
seções de alvenarias de pedra típicas de diferentes épocas e locais. Essas
diferenças influenciam o comportamento mecânico da estrutura e são de
fundamental importância para um aprimoramento na modelação e na análise
estrutural do material de alvenaria, podendo, assim, futuramente, ajudar a
implementar normas para reabilitação de alvenarias históricas.
De acordo com Pinho (2000), as diferentes classificações de alvenarias
antigas são em relação aos seguintes itens:
•
em relação à função desempenhada (Tabela 7);
•
em relação à natureza e às características dos materiais e argamassas
utilizadas.
79
Tabela 7 – Classificação das alvenarias de edifícios e dos muros antigos de acordo com a função
desempenhada
Designação
Função
Observações
Paredes Mestras:
• interiores;
• de fachada;
• laterais (empena,
quando se prolongam
até ao espigão do
telhado).
Paredes resistentes, interiores
ou exteriores, geralmente de
grande espessura.
Nas construções correntes, as
paredes com capacidades
resistentes que definem
grandes divisões designam-se
por frontais.
Paredes divisórias ou de
compartimentação
Dividem o espaço limitado
pelas paredes mestras.
Quando não suportam cargas e
apenas delimitam pequenas
divisões, designam-se por
tabiques.
Muros de suporte
Muros de vedação
Muros de revestimento
Sustentam as terras de aterros
ou escavações e servem
também de revestimento dos
seus taludes.
Limitam ou fecham um espaço.
Protegem os taludes dos
agentes atmosféricos.
São muros de gravidade.
Têm a inclinação natural dos
taludes onde se aplicam a uma
espessura reduzida.
Fonte: Roque, 2002; Pinho, 2000
4.1.1 Paredes mestras (auto-portantes)
Estas alvenarias têm funções estruturais devido a suas características
geométricas e mecânicas, sendo decisivas para a estabilidade da edificação. De
uma forma geral, as características comuns dessas alvenarias são que apresentam
uma espessura considerável e são formadas por materiais heterogêneos. Com isso,
formam elementos rígidos e muito pesados, tendo boa capacidade de resistência à
compressão e baixa resistência à flexão e à tração.
De acordo com Appleton (1991), as grandes espessuras dessas alvenarias,
além da função estrutural da edificação, devem-se aos seguintes fatores:
•
sendo paredes muito espessas (com 0,50m a 1,50m de espessura), têm a
capacidade de mobilizar forças horizontais devido ao seu elevado peso;
•
aumentar a espessura conduz a uma diminuição da esbeltez, reduzindose, assim, o risco de instabilidade por curvatura;
•
o aumento do peso associado ao aumento da espessura da parede
corresponde a um alargamento do seu núcleo central, aumentando, dessa
80
forma, a capacidade de resistência de derrubamento, não instalando
tensões de tração nas seções das alvenarias (fenômenos de fissuração);
•
essas grandes espessuras, no caso de paredes exteriores, além dos
motivos anteriores, têm a ver com o fato de terem a função de proteção do
interior da edificação em relação aos agentes atmosféricos, principalmente
água da chuva e vento.
Para as paredes mestras, interessa ainda fazer uma classificação quanto às
características construtivas. Em paredes de alvenaria de pedra, esta classificação
tem quatro parâmetros básicos (BINDA,1998), descritos a seguir:
•
pedras: a forma das pedras utilizadas (trabalhadas ou não trabalhadas), a
natureza ou origem, as dimensões, a cor e o estado de conservação;
•
seção (em relação à tipologia construtiva): o número de paramentos e
respectiva espessura, o grau de sobreposição entre paramentos, a
presença de pedras transversais (contribuindo para a estabilidade
estrutural), a dimensão e distribuição de vazios, a porcentagem de
combinação dos componentes (pedra, argamassa e vazios);
•
assentamento: relativo à textura e à regularidade das superfícies de
assentamento (regular, irregular, desbastada, etc.) e sua disposição, com
destaque para a presença de calços ou cunhas (realizados com pedras de
menores dimensões);
•
argamassa utilizada como elemento de ligação entre as pedras:
identificando principalmente a sua consistência e, secundariamente, o
desempenho, a espessura das juntas, a cor, o diâmetro, a forma e a cor
dos agregados.
Estes parâmetros descritos anteriormente são os principais componentes de
uma alvenaria. Estão ligados direta ou indiretamente, fornecendo dados importantes
para a avaliação da resistência ou sobre o comportamento mecânico das alvenarias.
Pode-se ainda mencionar o seguinte (ROQUE, 2002):
81
•
a forma das pedras tem influência fundamental na técnica construtiva
adotada;
•
o tipo de acabamento ou aparelho (regularidade das fiadas ou camadas)
(Figura 9);
•
a regularidade das juntas de argamassa e sua espessura;
•
o uso de calços (pedras de menores dimensões) para melhorar a fixação
das pedras de maiores dimensões;
•
a qualidade do assentamento (dependente da superfície do aparelho de
assentamento) pode ter função importante na estabilidade da alvenaria;
•
a presença de pedras transversais aos paramentos (conhecido, também,
como travadouros) dá informação sobre o grau de ligação entre
paramentos;
•
a presença, a distribuição e a dimensão dos vazios, pode inferir-se sobre a
qualidade da alvenaria, o estado de degradação e as possibilidades de
intervenção.
Figura 9 – Classificação das alvenarias de pedra quanto ao tipo de aparelho: a) juntas desalinhadas;
b) juntas irregulares alinhadas; c) juntas regulares alinhadas
Fonte: Roque, 2002; GNDT, s.d.
82
Figura 10 – Classificação das alvenarias de pedra quanto ao tipo de assentamento: a) horizontal; b)
horizontal / vertical; c) aleatório; d) escalonado com fiadas de regularização; e) em “espinha de peixe”;
f) com calços ou cunhas
Fonte: Roque, 2002; GNDT, s.d.
Estudos realizados por Giuffrè (1993) sobre investigação da influência da
tipologia da alvenaria de cantaria na estabilidade global das paredes, verificaram a
importância da dimensão das unidades de alvenaria e, constataram que quando
diminuía os comprimentos dessas unidades, havia um decréscimo da resistência ao
corte, no plano das alvenarias.
Entretanto, a seção exerce uma função fundamental no estudo das
propriedades e comportamento das alvenarias, além do número de paramentos e do
seu grau de sobreposição. Assim, em pesquisas realizadas sobre edifícios históricos
danificados pelos sismos, na Itália, por Binda e Penazzi (2000), definiram-se três
tipologias principais divididas em subgrupos (Figura 11):
•
Paredes de paramento simples:
de pedra transversal única;
de pedra transversal única com rebocos espessos;
de grande espessura (em geral, com mais que uma pedra
transversal).
•
Paredes de dois paramentos:
83
paramentos sem ligação: paredes constituídas por dois paramentos
completamente separados por uma junta vertical ao longo do interface
de contato, seca ou preenchida por argamassa e cascalho;
paramentos ligados:
o por simples sobreposição: as pedras dos paramentos
sobrepõem-se ligeiramente (cerca de 2 cm) na interface de
contato;
o por pedras transversais: utilização de pedras transversais
alongadas que atravessam toda a seção.
•
Paredes de três paramentos: seção resistente, heterogênea, composta por
dois paramentos exteriores, pouca regularidade, separados por uma
camada interior de fraca resistência (núcleo). Este núcleo é constituído por
material de enchimento, composto por restos de blocos e pedras com
juntas de argamassa intercaladas, ou por material mais ou menos
homogêneo, solto ou parcialmente ligado, caracterizado por uma forte
presença de vazios entre a argamassa e as pedras, aleatoriamente
distribuídas.
Figura 11 – Classificação das alvenarias de pedra segundo o número de paramentos: a) paramento
simples; b) dois paramentos sem ligação; c) dois paramentos com ligação; d) três paramentos com
núcleo de fraca ligação
Fonte: Roque, 2002; GNDT, s.d.
4.1.2 Paredes de compartimentação (alvenarias de vedação ou divisória)
As paredes de edificações antigas desempenham, na maioria das vezes,
funções de fundamental importância para a estabilização estrutural global da
construção. A arquitetura e a distribuição espacial desses edifícios promovem a
estabilidade e a capacidade resistente.
84
As paredes de compartimentação ou de vedação exercem funções
estruturais; mesmo não recebendo diretamente cargas verticais, elas contribuem
para o travamento global das estruturas, devido às ligações entre as paredes,
pavimentos e coberturas. Além disso, com o tempo, essas paredes podem receber
um acréscimo de solicitações, devido a alterações de equilíbrio estático da
edificação, movimentos diferenciais de fundações, sobrecargas e degradações.
Desta forma, a parede de compartimentação passa a ter funções resistentes e, em
casos extremos, substitui a função das paredes mestras.
Como no caso de paredes mestras, também as paredes divisórias
apresentam um grande número de soluções e métodos construtivos, geralmente em
função da região e dos materiais disponíveis para a sua construção. Neste caso, é
possível encontrar métodos construtivos de caráter mais local, como as paredes de
pau-a-pique e paredes de madeiras. No entanto, devido à falta de mão de obra e,
consequentemente, o encarecimento da mão-de-obra especializada, estes métodos
foram substituídos por outros mais simples, como é o caso de alvenaria de tijolo
maciço e, mais tarde, de tijolo furado.
Entretanto, todas as paredes existentes numa edificação ajudam de alguma
forma para a resistência global da estrutura em relação às ações atuantes.
4.2 MÉTODO DE CÁLCULO DE ESPESSURA DAS PAREDES E DOS MUROS DE
EDIFÍCIOS ANTIGOS
Segundo Pinho (2000), o cálculo da espessura de uma parede deve levar em
conta os seguintes fatores:
•
altura da parede;
•
qualidade dos materiais utilizados;
•
vão dos pavimentos que suporta;
•
esforços atuantes (peso próprio, peso dos vigamentos, peso do telhado,
peso da cobertura, sobrecarga de serviço e acidentais, entre outros).
As espessuras das paredes e de muros de edifícios antigos deviam ser
estudadas em cada caso específico devido a sua complexidade. Por isso, necessitase de muitas pesquisas, devido à impossibilidade de se estabelecer um conjunto de
85
fórmulas empíricas aplicadas à diversidade de situações, como, por exemplo, as
alturas das paredes, outras que trabalham em conjunto, paredes ligadas por
vigamentos, muros isolados, etc (LEITÃO, 1896; SEGURADO, 1908).
A diversidade de métodos e materiais dificultava os cálculos de espessuras
das paredes. Os construtores variavam as espessuras em função do seu critério ou
conveniência, reduzindo ao mínimo possível, em função da economia; ou, pelo
contrário, extravasando seus cálculos, para aumentar a segurança da construção.
Para isso, havia algumas cidades que estabeleciam leis municipais em relação às
espessuras das paredes para evitar alguns erros de construtores inexperientes.
Além disso, as paredes exteriores com pequenas espessuras deveriam ser
corrigidas para evitar que a água de chuva, em conjunto com a ação do vento,
penetrasse e atingisse a face interior, provocando manchas características.
A seguir, de forma ilustrativa, será mostrado como alguns construtores
calculavam as espessuras das paredes.
Segundo Leitão (1896), a espessura das paredes e dos muros podia ser
calculada através de fórmulas empíricas, em função da altura, tipo de utilização e
condições de ligação a outros elementos. A Tabela 8 mostra algumas dessas
fórmulas empíricas utilizadas no século XIX.
86
Tabela 8 – Fórmulas empíricas para o cálculo da espessura das paredes e de muros de edificações
antigas
Fórmula para o cálculo da espessura da
Condições da parede ou do muro
Paredes paralelas e unidas pelo madeiramento
do telhado
Paredes que, além das condições anteriores,
também eram ligadas por sobrados ou
contraventadas por paredes interiores
parede:
a
L
.
12 L2 + a 2
a
L
e= .
18 L2 + a 2
e=
Paredes de fachada, de edifícios com divisões
em toda a largura dos mesmos
Paredes de fachada, quando o edifício era
dividido por uma parede P, paralela àquelas
Parede P, descrita na situação anterior
Muro de vedação isolado
Muro de vedação ligado a outros
perpendiculares, afastados entre si da distância
d
Muro em curva de raio r
•
•
•
•
e(m)
e=
C+
a
2
24
C+a
e=
18
C+a
e=
36
a
e=
8
a
d
e= .
8 d 2 + a2
r
a
2
e= .
2
8 r
+ a2
4
e : espessura da parede ou do muro (m);
a : altura da parede ou do muro (m);
L : largura do edifício (m);
C : comprimento do espaço dividido pela parede (m).
Fonte: Pinho, 2000; Leitão, 1896
5 AS ARGAMASSAS E OS MATERIAIS
As argamassas de edificações antigas são constituídas geralmente da mistura
de um ou mais aglomerantes (gesso, cal, terra ou cimento), agregado miúdo e água,
que dá à mistura, quando em proporções adequadas, a capacidade de
trabalhabilidade, aderência e endurecimento. Aos componentes essenciais da
argamassa pode-se adicionar produtos especiais, chamados de aditivos, com a
função de melhorar ou conferir determinadas propriedades ao conjunto (PETRUCCI,
1978. p. 351). Entretanto, não se necessita, obrigatoriamente, de todos esses
componentes para se ter uma argamassa. Existem argamassas poliméricas que não
necessitam de água na sua mistura e, há quase quatro mil anos, os mesopotâmicos
utilizavam-se de argamassas de betume sem água nas suas construções. Além
disso, no área da conservação, existe uma grande variedade de argamassas que
não necessitam da utilização de água nem de areia como carga (OLIVEIRA, 2003).
Na utilização de um aglomerante e água, tem-se a pasta, que é pouco usada
em edificações históricas pelo elevado custo e por apresentar grande retração,
causando fissuras. Dessas pastas, quando adicionado um excesso de água,
formam-se as natas, que são utilizadas em revestimentos, pinturas, preparação de
substratos, ligação de argamassas e injeções utilizadas em reparos. Quando se
adiciona a pasta (material ativo) a um agregado miúdo (material inerte), tem-se o
que se chama de argamassa. A presença do agregado miúdo nas argamassas tem
como função reduzir a variação de volume (retração).
As argamassas empregadas em edificações antigas têm as seguintes
funções:
•
elevação e assentamento de alvenarias: têm a função de unir pedras,
tijolos maciços e blocos, melhorando a distribuição dos esforços,
conferindo
maior
aderência,
resistência
mecânica,
durabilidade
e
88
trabalhabilidade às alvenarias. A aderência faz com que os esforços de
flexão, compressão e choques possam ser absorvidos e até evitados. Para
os pequenos esforços de tração, a aderência é mínima (MOLITERNO,
1995, p. 2);
•
revestimento de alvenarias: têm a função de cobrir as alvenarias, dando
proteção contra a umidade, aumentando os isolamentos acústico e
térmico, além de dar um bom acabamento em toda a superfície da parede
de alvenaria ou taipa;
•
reparos com injeções: têm a função de unir sistemas estruturais isolados
devido a danos ou falhas, como fissuras. Quando os espaços a serem
preenchidos são relativamente grandes, utiliza-se a argamassa. No caso
de fissuras muito pequenas, utiliza-se a pasta, devendo ser homogênea e
ter grande fluidez para que penetre nos pequenos vãos do interior das
fissuras.
5.1 PROPRIEDADES DAS ARGAMASSAS
Uma argamassa de boa qualidade deve apresentar resistência mecânica
satisfatória,
compacidade,
aderência,
impermeabilidade,
durabilidade,
trabalhabilidade e volume constante. Segundo Petrucci (1978, p. 352), essas
qualidades dependem de três fatores essenciais:
•
qualidade e quantidade do aglomerante;
•
qualidade e quantidade do agregado;
•
quantidade de água.
Essas qualidades citadas irão influenciar na finalidade de uso da argamassa,
podendo ser variáveis em cada tipo de utilização. É necessário, para obter uma
argamassa de boa qualidade, que a pasta do aglomerante envolva todos os grãos
do agregado e estejam completamente aderidos, e também que não existam vazios
entre os agregados. A ocorrência de vazios pode deixar a argamassa com uma
baixa resistência à tração, apresentando grande fragilidade e permeabilidade. O
preenchimento desses vazios pode ser resolvido com uma dosagem adequada,
dependendo da utilização e finalidade.
89
Segundo Oliveira (2003, p. 4), para se empregar uma argamassa em
recuperação de argamassas históricas, deve-se, necessariamente, fazer um estudo
do material antigo que se pretende reintegrar, com ensaios em laboratórios
especializados, e atingir alguns pontos como:
•
ser durável, capaz de resistir ao intemperismo e à agressão do uso;
•
ter boa aderência ao substrato;
•
ser dimensionalmente estável, isto é, ter baixa retração na secagem ou
pouco aumento de dimensões quando impregnadas com água;
•
ter a resistência mecânica adequada para suportar as cargas necessárias
ou ter a capacidade de evitar a penetração da água de chuva, quando
usada no revestimento;
•
ter uma distribuição de porosidade compatível com a necessidade de
propiciar permeabilidade ao vapor d’água, já que os antigos muros, quase
sempre úmidos, necessitam “respirar”;
•
apresentar unidade visual e de textura com as argamassas antigas
adjacentes;
•
ter boa trabalhabilidade, ou seja, uma boa consistência e plasticidade.
5.2 CLASSIFICAÇÃO DAS ARGAMASSAS
As argamassas podem ser classificadas de algumas maneiras que, segundo
Petrucci (1978, p. 354) e Chinelli (1995, p. 22), normalmente são as descritas a
seguir.
a) Utilizadas em obras correntes e especiais, dependendo de sua função,
subdividindo-se em:
•
comuns: destinadas a obras correntes, subdividindo-se em argamassas
para assentamento, argamassas para revestimento, argamassas para
pisos, argamassas para injeções, etc;
•
refratárias: destinadas a resistir a elevadas temperaturas, confeccionadas
com agregados especiais, como, por exemplo, argilas refratárias.
90
b) Segundo o tipo de aglomerante e a dosagem dos materiais da mistura, tem-se:
•
argamassa aérea ou ordinária: possui um aglomerante aéreo como ligante
principal, podendo ser a argamassa de gesso e a de cal aérea;
•
argamassa hidráulica: possui um aglomerante hidráulico como ligante
principal, como, por exemplo, a argamassa de cal hidráulica e a de
cimento;
•
argamassa mista: possui dois ligantes principais diferentes, geralmente cal
aérea e cimento.
c) Segundo os números de elementos ativos (aglomerantes), são classificadas em:
•
argamassa simples: possui apenas um elemento ativo;
•
argamassa composta: possui mais de um elemento ativo.
d) Segundo a dosagem de materiais na mistura, pode-se subdividir em:
•
argamassa pobre ou magra: quando o volume de aglomerantes é
insuficiente para preencher os vazios entre os grãos do agregado;
•
argamassa
cheia:
quando
o
volume
de
aglomerantes
preenche
exatamente os vazios entre os grãos do agregado;
•
argamassa rica ou gorda: quando há um excesso de pasta, ficando a
quantidade de aglomerante superior à necessária para preencher os
vazios deixados pelo agregado.
e) Segundo a consistência, são classificadas em:
•
secas: quando possui pouca água;
•
plásticas: quando a trabalhabilidade alcançada é suficiente, sendo imposta
pelo fator água/aglomerante;
•
fluídas: quando possui excesso de água.
91
5.3 TIPOS DE ARGAMASSAS
As argamassas são dividas em vários tipos, dependendo dos seus
componentes, das suas propriedades e características. Os principais tipos são:
•
argamassas de cal aérea e hidráulica;
•
argamassas de gesso (gipsita);
•
argamassas de cimento;
•
argamassas de barro;
•
argamassas de betume;
•
argamassas pozolânicas;
•
argamassas de pó de pedra;
•
argamassas “bastardas”;
•
argamassas especiais.
5.3.1 Argamassas de cal aérea
As argamassas de cal aérea são muito utilizadas na proteção dos elementos
construtivos, como revestimentos e no assentamento de tijolos cerâmicos, adobes,
pedras, etc.
Há milhares de anos esse tipo de argamassa era uma das principais misturas
utilizadas no assentamento de pedras, blocos ou tijolos e no revestimento de
alvenarias. Por endurecer muito devagar e pela sua baixa capacidade de impedir a
penetração da água, foi substituída pela argamassa de cimento, embora apenas no
fim do Século XIX (CHINELLI, 1998, p. 17).
Essas argamassas são pouco condutoras de calor, sendo por isso boas
protetoras de madeira e concreto contra a ação de temperaturas elevadas,
impedindo um aquecimento excessivo dessas peças. Tem, também, uma boa
trabalhabilidade, menor custo, comparadas com as argamassas de cimento, e maior
compatibilidade com edificações antigas, sendo muitas vezes escolhidas para
intervenções de restauração.
A resistência à compressão das argamassas de cal é muito baixa a curto
prazo e independe do traço. Aos 28 dias, pode atingir valores que oscilam entre 1,0
e 2,5 MPa. Na tração, os valores reduzem-se para 0,5 MPa (ARAÚJO, 2000, p. 65).
92
As patologias que podem ocorrer nos rebocos feitos com argamassa de cal
são causadas pelo intemperismo (secagem prematura pela ação do vento,
molhagem e secagem, ou pela instabilidade do volume de cal), que provoca
variações de volume, aparecendo fissuras e esfoliações progressivas nos emboços.
5.3.2 Argamassas de gesso (gipsita)
As argamassas de gesso são muito empregadas nos revestimentos internos,
muitas vezes como acabamento superficial mais detalhado. Nesses acabamentos
utiliza-se uma pasta de gesso, mistura de gesso e água, em vez de argamassa de
gesso e areia.
Segundo Machado (1998, p. 18), o gesso tem sido utilizado para fins
decorativos desde os tempos pré-históricos, sendo muito empregada no Egito Antigo
e na Mesopotâmia (305 a 64 a.C.), sendo um ligante básico para os blocos de adobe
e empregado em revestimentos.
Essas argamassas para revestimentos devem ser preparadas com gessos
que tenham um tempo de pega lento e tenham um endurecimento rápido, sendo o
gesso misturado com a areia no traço de 1:1 a 1:3. O aumento da areia no traço
provoca uma diminuição da resistência da argamassa (CHINELLI, 1998, p. 17).
As argamassas de gesso têm uma grande resistência a elevadas
temperaturas, por causa da água de cristalização. Quando a temperatura atinge
120oC, parte da água de cristalização se liberta, formando uma proteção em forma
de vapor que não permite que a temperatura junto ao revestimento ultrapasse os
100oC (PETRUCCI, 1978, p. 357).
5.3.3 Argamassas de cimento
As argamassas de cimento têm propriedades hidráulicas, tendo um
endurecimento rápido, que é função das características do aglomerante, e têm uma
resistência satisfatória quando imersas em água. São as argamassas mais
empregadas nas construções, constituindo uma mistura de cimento Portland, areia e
água.
Esses tipos de argamassas podem ser encontrados em algumas construções
no Brasil a partir de do século XIX. A maior utilização é em função de serem mais
93
resistentes e duráveis. A plasticidade dessas argamassas é diretamente
proporcional a sua aderência: quanto maior for a plasticidade da argamassa de
cimento, maior será a sua aderência.
A resistência à compressão das argamassas de cimento é muito superior à
das argamassas de cal, chegando a 25 MPa. Quanto à tração, o valor se reduz para
2,5 MPa.
O emprego dessa argamassa é bem amplo, tornando-se indispensável nas
construções
para
assentar
tijolos,
pedras,
cerâmicas,
ladrilhos,
além
de
impermeabilizar superfícies, regularizar e dar acabamentos a paredes, pisos e tetos.
Em construções em que se deseja uma maior resistência, como muros de arrimo e
fundações, o uso da argamassa de cimento é mais indicado do que o da argamassa
de cal.
Sem a adição de agregado miúdo, tem-se a pasta de cimento, que é usada
nas construções apenas em trabalhos de vedação e preenchimento de fissuras.
Geralmente
obtém-se
essa
pasta
com
uma
mistura
de
cimento
com
aproximadamente 20 a 30% de água em relação ao peso do cimento.
A quantidade de água na fabricação das argamassas de cimento varia com a
aplicação, com os materiais que se pretende unir e com o meio ambiente. As
argamassas confeccionadas com pouca água dão uma consistência seca, alcançam
maior resistência e, geralmente, são utilizadas em climas úmidos e chuvosos,
necessitando maior mão de obra para sua preparação, devendo ser comprimidas. As
argamassas feitas com consistência plástica são empregadas em climas secos e
sobre materiais absorventes (ORÚS, 1977, p. 278).
Segundo Araújo (2000, p. 67), as argamassas de cal e de cimento são
complementares. A prática de acrescentar cimento às argamassas de cal as tornam
mais resistente e impermeável ou mesmo acelera a pega. Quanto à adição de cal às
argamassas de cimento, isto tem a função de retardar a pega, diminuindo a
possibilidade de retração, e de tornar o produto mais econômico e trabalhável.
5.3.4 Argamassas de barro
As argamassas de barro foram muito utilizadas nos assentamentos de
alvenarias de tijolos cerâmicos e de pedras e nos revestimentos de alvenarias
internas não expostas à umidade. Eram empregadas, principalmente, nas
94
construções de paredes de adobe e de taipa de pilão, fornos, fogões e chaminés.
Foram utilizadas, principalmente, no início do Século XX, em construções mais
simples, principalmente em regiões interioranas do Brasil.
A resistência mecânica dessas argamassas é de qualidade muito inferior
comparadas às de cal e de cimento, sua durabilidade é baixa e pode ser atacada
com facilidade pela ação de intempéries, pois o barro absorve muita água com
grande facilidade.
5.3.5 Argamassas de betume
Segundo Machado (1998, p. 18), as argamassas de betume, como as
argamassas de cal e de barro, nasceram com as primeiras construções do homem.
Foram
muito
utilizadas
no
período
neobabilônio,
durante
o
reinado
de
Nabucodonosor II (604 a 562 a.C.). Ainda, de acordo com Chinelli (1995, p. 24), foi
uma argamassa amplamente utilizada no período neobabilônico, como também
mostra a Bíblia (Gênesis 11:3) quando menciona a construção da Torre de Babel: “E
disseram uns para os outros, Vinde, façamos tijolos e cozamo-los no fogo. E
serviram-se de tijolos, em vez de pedras e de betume em vez de cal traçada”.
Essas argamassas têm a propriedade de isolamento térmico e de grande
aderência às fachadas, sendo própria para ambientes onde a temperatura tem altas
variações e locais em que existam pequenos movimentos relacionados à
argamassa/substrato.
5.3.6 Argamassas pozolânicas
As pozolanas são materiais obtidos em geral das cinzas vulcânicas. O nome
pozolana se deve a Pozzuoli, cidade localizada no golfo de Nápoles, sendo as
cinzas vulcânicas encontradas e utilizadas pelos romanos desde o Século IV a.C.
As pozolanas têm propriedades hidráulicas; reagindo com o hidróxido de
cálcio formam compostos insolúveis em água. As pozolanas são materiais que
podem ser naturais ou artificiais. As naturais são em geral de origem vulcânica e,
entre as artificiais, tem-se a argila calcinada entre 600 e 800oC e moída e as cinzas
leves ou volantes. As cinzas leves se apresentam com um grau de moagem idêntico
ao dos cimentos, constituídas de sílica vitrificada, com elementos cristalizados.
95
As argamassas pozolânicas, além da propriedade hidráulica, têm grande
poder de aderência ao substrato, uma alta resistência mecânica, redução de preço
do aglomerante, diminuição do calor de hidratação e maior resistência aos agentes
agressivos. A mistura deve-se fazer, de preferência, com cal em pasta e nas
proporções de 1:1, 2:1 e 3:1 em volume. A essa pasta acrescenta-se areia em
quantidade correspondente à metade da soma dos aglomerantes com a água,
dependendo da plasticidade desejada.
5.3.7 Argamassas de pó de pedra
As argamassas de pó de pedra são destinadas principalmente para
revestimentos externos. A composição dessas argamassas pode ter cal, cimento
branco, areia e mica, quando se deseja dar brilho ao revestimento.
Essas argamassas têm alta resistência à abrasão e ao choque e têm grande
impermeabilidade. Para manutenção, basta uma lavagem com escova ou jato de
areia de baixa pressão, pois dispensam pinturas. Atualmente, recomenda-se
aplicação de silicone, a fim de evitar a formação de filmes biológicos na superfície
(ARAÚJO, 2000, p. 68).
5.3.8 Argamassas “bastardas”
Em algumas regiões do Brasil, em partes da América do Sul e mesmo na
Europa, as argamassas bastardas foram muito utilizadas. As argamassas bastardas
são obtidas fazendo-se uma adição de certo percentual de solo, sendo vulgarmente
conhecidas como argamassa com barro ou argamassa paulista. “Essas misturas
trazem melhorias nas propriedades da armagassa como um todo, porém dificultam
muito a interpretação e os procedimentos laboratoriais analíticos da composição,
devido à grande variedade de argilas e argilo-minerais que podem intervir na
composição” (OLIVEIRA, 2003, p. 3).
As argamassas bastardas caracterizam-se por um endurecimento bastante
rápido, propriedades hidráulicas ativas e uma secagem muito rápida e praticamente
isenta de fissurações quando bem dosadas e com argilominerais estáveis. Quando a
cal da mistura é aplicada em pasta, a quantidade de água existente na pasta deve
ser descontada para a quantidade recomendável para as condições de utilização.
96
Segundo Branco (1981, p. 50), quando se constroem paredes com tijolos
leves, isto é, de baixa resistência à compressão, não se justifica o emprego de
argamassas hidráulicas, que têm resistência muito superior à do tijolo, sendo
preferível o emprego das argamassas bastardas, compatibilizando o substrato com a
argamassa empregada e, também, diminuindo o preço da construção. Por exemplo,
quando ocorrer o caso onde o traço de cimento e areia for mais fraco que 1:5, essa
argamassa será muito porosa e de fraca aderência, sendo nesse caso, também,
preferível utilizar as argamassas bastardas, que são mais plásticas e de melhor
aderência ao substrato e, além disso, permanecem com uma resistência muito
superior à dos tijolos.
5.3.9 Argamassas especiais
As argamassas especiais podem ser divididas em prontas e elaboradas. As
argamassas prontas estão disponíveis no mercado, com inúmeros produtos, marcas
e fabricantes e vêm acompanhadas de informações das composições, traços e
aplicações. As argamassas armadas podem ser consideradas como um tipo especial
de concreto armado, sendo diferente a aplicação em comparação às argamassas
em geral.
Neste grupo, tem-se a argamassas poliméricas, que, segundo Oliveira (2003,
p. 7), “são obtidas através do emprego da grande quantidade de polímeros
termoplásticos
e
termo-resistentes,
fornecidos
pelo
avanço
da
indústria
petroquímica. São argamassas utilizadas, principalmente, na reintegração, colagem
ou consolidação de materiais líticos. São, também, utilizadas quando estão
relacionadas com a durabilidade do material, as finalidades e os locais da aplicação,
as resistências à radiação UV, etc. Os componentes dessas argamassas são
bastante variados, podendo-se citar a própria areia, o pó de pedra, a microssílica de
vidro, o talco, a cerâmica pulverizada, etc”.
5.3.10 Argamassas empregadas em edificações históricas
As argamassas empregadas nas restaurações em edificações históricas
devem respeitar o princípio da compatibilidade das reintegrações. Segundo Oliveira
(2003, p.2), reintegrações de rebocos e argamassas de assentamento pedem a
97
utilização das argamassas de cal. Embora em edifícios de valor cultural de época
mais recente, onde há a utilização do cimento como aglomerante, recorre-se, para a
reintegração, na maioria das vezes, à cal aérea. Admite-se, em casos em que se
necessita da substituição total do revestimento, o emprego do cimento, desde que
salve o bem cultural, e se esteja atento aos efeitos secundários deste material,
levando em conta a existência de formas de cimento menos agressivas, como os
cimentos pozolânicos.
Segundo Oliveira (2003, p.3), nada em conservação pode ser conduzido
através de um receituário explícito e ortodoxo. O correto é a análise em laboratórios
especializados dos materiais existentes na sua composição e distribuição
granulométrica do conjunto, encontrando a melhor proporção para a argamassa de
reintegração, seguida de uma experimentação no canteiro de obra.
Para a obtenção de uma boa argamassa é necessário escolher as areias, a
água e o ligante, sabendo-se que há argamassas com diferentes características e
utilidades. Uma boa argamassa está no traço correto, sendo o traço a dosagem dos
inertes (por exemplo: agregados) e do ligante (por exemplo: cal), deixando as
argamassas mais compactas, com plasticidade e aderência satisfatórias.
A importância da argamassa está evidente na sua durabilidade e,
conseqüentemente, na durabilidade da alvenaria. Na alvenaria, segundo Guimarães
(2002, p.293), os dois requisitos básicos para a durabilidade são: a estabilidade
dimensional da unidade e a permanente e perfeita ligação dos elementos, tornando
a estrutura resistente à penetração de água. De acordo com Guimarães (2002), a cal
hidratada exerce influência na durabilidade e qualidade das alvenarias, na ordem
decrescente de importância, mostrada na Tabela 9.
Tabela 9 – Predicados das argamassas com cal hidratada
Argamassa de cal hidratada
Ordem
decrescente
de importância
quanto à
durabilidade e
à qualidade
Expansão / contração
Eflorescência
Reconstituição autógena
Perfeição de ligação nas interfaces (porosidade)
Resistência mecânica
Absorção dos acomodamentos estruturais iniciais
Custo
Retenção de água provinda de outros elementos
Recuperação do excesso da aplicação
Aspecto
Assepsia
Resistência ao fogo
Fonte: Guimarães, 2002
98
Segundo Soares (2004), não é aconselhável usar argamassas de cimento em
técnicas tradicionais de construção, pois não oferecem um comportamento flexível
aos movimentos dos outros materiais. Além disso, os rebocos de cimento são os que
tendem a impedir a evaporação da água das superfícies em que foram aplicados.
Conseqüentemente, os sais existentes ficam acumulados entre a alvenaria e o
reboco, levando ao destacamento do reboco e à degradação da alvenaria. Essa
evaporação dos sais entre o reboco e a alvenaria, na argamassa de cal, acontece
normalmente, solucionando os problemas de evaporação.
Entretanto, a seguir, serão descritos os principais materiais utilizados na
confecção de argamassas, bem como suas classificações.
5.4 MATERIAIS
5.4.1 Agregados
Os agregados são materiais granulares, considerados inertes, mas, no
entanto, possuem características físicas e químicas que intervêm no comportamento
das argamassas e dos concretos. Decorrente disto, só devem ser utilizados quando
isentos de substâncias nocivas, como, por exemplo, torrões de argila, matérias
contendo carbono, material pulverulento e impurezas orgânicas (DE SOUZA E
RIPPER, 1998, p. 90).
Os agregados têm função importante na composição de argamassas e de
concretos,
tendo
influência
nas
propriedades
finais
desses
componentes,
especialmente sobre a compacidade e a resistência aos esforços mecânicos. É
também elemento fundamental para a definição da trabalhabilidade e da
uniformidade das argamassas, aumentando a estabilidade, como a redução da
retração e a resistência ao desgaste, além de ter influência na condutibilidade
térmica.
5.4.1.1 Classificação dos agregados
Os agregados são classificados quanto à origem, pelo peso unitário, quanto à
composição mineralógica e pelas dimensões (ou classificação granulométrica).
99
5.4.1.1.1 Origem
Os agregados são classificados, quanto à origem, em:
•
naturais: são encontrados na natureza prontos para serem empregados,
não necessitando de transformações. São extraídos de minas ou leitos de
rios e são formados por grãos arredondados e muito limpos, podendo
também ser retirados de pedras de canteiro. Nesse caso, são terrosos e
exigem uma lavagem antes do seu uso. Podem ser, por exemplo, as
areias de rios e minas e os seixos rolados;
•
artificiais: devem ser trabalhados para serem utilizados. Geralmente, são
provenientes da trituração e peneiramento de certas rochas, como, por
exemplo, granito, basalto, calcário, arenito e quartzito. Por exemplo, as
britas, o pó de pedra, escória britada e os pedriscos.
5.4.1.1.2 Massa unitária
São classificados em:
•
pesados: quando são utilizados em barragens de peso, usinas nucleares e
proteção contra radiação;
•
normais: quando possuem massa unitária de 1 a 2 t/m3. Podem ser as
areias quartzosas, as britas e os granitos;
•
leves: quando possuem massa unitária menor que 1 t/m3. Podem ser, por
exemplo, as pedras-pomes, argila expandida e vermiculita.
5.4.1.1.3 Composição mineralógica
Os agregados são considerados inertes, porém, em alguns casos,
desenvolvem características físico-químicas, como modificação de volume devido à
umidade, e características químicas, como, por exemplo, reações com os álcalis do
cimento. Quanto às rochas de origem, os agregados são divididos em ígneas (por
exemplo, granito, pedra-pomes e basalto), sedimentares (por exemplo, calcário,
argila e arenito) e metamórficas (por exemplo, ardósia, mármore e pedra sabão).
100
5.4.1.1.4 Classificação granulométrica
Quanto às dimensões do grão, os agregados são divididos em:
a) Agregados miúdos
São os grãos com diâmetro máximo2 igual ou inferior a 4,8 mm (dmax = 4,8
mm). A função dos agregados é proporcionar à argamassa maior resistência à
abrasão, à ação de intempéries e maior aderência ao substrato. Segundo Machado
(1998, p. 33), os agregados contribuem para diminuir a retração, evitando o
fissuramento, e facilitam a carbonatação das argamassas de cal, permitindo a
penetração do ar no seu interior.
a.1) Areias
As
areias
são
agregados
miúdos
utilizados
em
argamassas
para
revestimentos, nos assentamentos de pedras, tijolos e pisos, e no concreto, etc. As
areias empregadas nas construções são, de preferência, de origem aluvial, com
processo de extração utilizando draga, lavagem e peneiramento, que as deixam sem
finos e impurezas.
As areias têm os grãos separáveis, mas, quando úmidas, ganham uma
coesão temporária e um inchamento, devido ao aumento de volume aparente (total),
provocado pela tensão superficial da película de água que fica absorvida à superfície
dos grãos saturados. A areia deve ter uma granulometria adequada para cada
utilização, visando diminuir ocorrências patológicas, desde estéticas até mais
graves. A granulometria influi na qualidade das argamassas e dos concretos,
principalmente na compacidade, adensamento e na resistência aos esforços
mecânicos. Nas argamassas tem-se preferência por areias finas, para obter melhor
textura final do acabamento do emboço, enquanto que, para uso em concreto,
utiliza-se areia média ou grossa, para diminuir a água de amassamento, dando-lhe
maior resistência.
Pelo tamanho dos grãos, a areia pode ser classificada em:
2
Diâmetro máximo de um agregado corresponde à abertura, em milímetros, da malha da peneira que retém uma porcentagem
igual ou inferior a 5% em massa.
101
•
fina: diâmetro de 0,05 mm a 0,30 mm;
•
média: diâmetro de 0,30 mm a 1,2 mm;
•
grossa: diâmetro de 1,2 mm a 4,8 mm.
Além do tamanho, os grãos podem ser angulosos ou arredondados, dando
funções diferentes para cada utilização, como, por exemplo, areias com os grãos
angulosos são poucos trabalháveis, mas oferecem uma maior resistência quando
utilizadas como chapisco. Para um acabamento liso, reboco, deve-se utilizar areias
com grãos mais finos e arredondados, resultando numa argamassa mais trabalhável
e compacta.
Nas areias, a matéria orgânica é uma impureza muito freqüente, tendo origem
vegetal e formando pequenas partículas que escurecem o agregado miúdo. A cor
escura de uma areia pode indicar, principalmente, a existência de matéria orgânica
ou a origem de uma rocha escura, como, por exemplo, o basalto.
Outras substâncias químicas presentes nas areias podem, também, ser
nocivas. A areia do mar tem a granulometria apropriada e, quando sofre um
processo de beneficiamento, ou seja, uma simples lavagem para a remoção dos
sais, principalmente o cloreto de sódio, NaCl, pode ser utilizada sem oferecer
qualquer problema, seja para as armaduras, seja para a própria argamassa.
Para a obtenção de uma boa argamassa, as areias devem ser peneiradas e
as de rio devem ser lavadas, com a finalidade de liberá-las de substâncias
orgânicas. De acordo com Guimarães (2002), a granulometria da areia tem grande
influência nas propriedades das argamassas, conforme a Tabela 10.
Tabela 10 – Influência da granulometria da areia nas propriedades das argamassas
Propriedades
Trabalhabilidade
Retenção de água
Elasticidade
Retração na secagem
Porosidade
Aderência
Resistência mecânica
Impermeabilidade
Características das areias
Quanto mais
Quanto menor o
Quanto maior o teor
descontínua for a
módulo de finura
de grãos angulosos
granulometria
Melhor
Pior
Pior
Melhor
Variável
Melhor
Pior
Pior
Pior
Aumenta
Aumenta
Variável
Variável
Aumenta
Variável
Pior
Pior
Melhor
Variável
Pior
Variável
Pior
Pior
Variável
Fonte: Guimarães, 2002
102
a.2) Saibro
O saibro é um material areno-argiloso de aparência amarelada, tendo em sua
composição argila e outros materiais de rochas em desagregação. O saibro tem uma
ação plastificante, influenciando nas propriedades e na qualidade da argamassa.
O saibro misturado com aglomerantes, tais como cal ou cimento, é utilizado
como um agregado miúdo na confecção de argamassas para assentamento de
tijolos ou revestimento de paredes. É um material de grande variação na composição
mineralógica, sendo assim difícil um controle na qualidade do material, por se
desconhecer o índice de plasticidade, a granulometria e as impurezas.
Esse agregado miúdo é classificado, segundo o teor de argila, em:
•
áspero: 5 a 15% de argila. É o mais utilizado, pois as argamassas se
apresentam mais plásticas, não necessitando de areia para a correção do
traço;
•
meio-áspero: 15 a 25% de argila;
•
macio: 25 a 35% de argila. Necessita de areia para a correção do traço,
possuindo um alto teor de elementos silto-argilosos.
b) Agregados graúdos
São os grãos com diâmetro máximos superiores a 4,8 mm (dmáx > 4,8 mm).
Os agregados graúdos podem ser naturais ou artificiais, sendo utilizados em
argamassas, em acabamentos texturizados, dando um aspecto rugoso de acordo
com a granulometria empregada. Segundo De Souza e Ripper (1998, p. 90),
exercem influência sobre algumas características importantes, como a redução da
retração, o aumento da resistência aos esforços mecânicos e outros, quando
utilizados em concreto.
b.1) Brita
A brita ou pedra britada tem um emprego muito amplo na construção civil. É
utilizada no concreto como agregado graúdo, em trabalhos de cantaria, em
pavimentação, em pisos, soleiras, peitoris, como blocos de alvenaria, etc. A brita
103
utilizada em concreto deve ter a resistência superior à do concreto em confecção e
ser inerte, não influenciando diretamente na qualidade final do concreto.
A brita é classificada de acordo com seu diâmetro, conforme mostra a Tabela
11, e utilizada de acordo com o tamanho da peça a concretar e pelo preenchimento
em torno das armaduras. A brita 0 é conhecida como pedrisco e é comum o
emprego da mistura, em partes iguais, de brita 1 e brita 2 com um diâmetro máximo
de 25 mm.
Tabela 11 – Tipos de britas em função do diâmetro
Tipo
Brita 0
Brita 1
Brita 2
Brita 3
Pedra de mão
Diâmetro máximo (dmáx)
4,8 mm < dmáx < 9,5 mm
9,5 mm < dmáx < 19 mm
19 mm < dmáx < 38 mm
38 mm < dmáx < 76 mm
dmáx >76 mm
Fonte: Araújo, 2000, p. 27
b.2) Seixo rolado
O seixo rolado é um agregado graúdo, de forma arredondada, encontrado em
leitos de rios. São muito utilizados em construções em áreas urbanas, em ruas na
forma de “costelas”, funcionando como arrimo e anulando a ação das enxurradas.
No
interior
das
construções
utilizava-se
em
menores
dimensões,
aproximadamente 30mm, geralmente em forma de mosaico com características
mouras, assentados sobre barro. Nas áreas externas, como vias públicas e
calçamento, utilizava-se diâmetros maiores, sendo chamados de pé de moleque
(CARDOSO, 2003, p. 56).
5.4.2 Aglomerantes minerais
Aglomerantes são todos os materiais naturais ou artificiais, geralmente
pulverulentos, que têm a função de ligar os grãos dos agregados (material inerte).
Segundo Petrucci (1978, p. 305), o primeiro aglomerante utilizado pelo
homem foi a argila, nas construções dos assírios e caldeus, segundo citações
encontradas na Bíblia. Eram empregados em blocos de pedras superpostos, barros
adensados em camadas ou armados com peças de madeira. Na Grécia, os
aglomerantes eram empregados em paredes de tijolos: secos ao sol, sem
104
cozimento: os tijolos eram superpostos e assentados com o mesmo barro da
confecção. Do mesmo modo, os assírios e babilônios faziam as paredes rejuntadas
com betume. No interior do Brasil, Estados Unidos e México, as argilas secas ao sol
são utilizadas até hoje, como, por exemplo, os adobes.
Os aglomerantes são elementos ativos e, quando misturados com água,
endurecem por simples secagem ou através de reações químicas. Os aglomerantes
são utilizados na obtenção de:
•
pasta: mistura de um aglomerante com água. É pouco utilizada devido aos
efeitos secundários causados pela retração, perda de água entre os grãos,
ocasionando uma perda de volume do aglomerante, aparecendo
pequenas fissuras. É empregada em rejuntamento de ladrilhos e azulejos.
Nas pastas preparadas com excesso de água formam-se as natas,
utilizadas em pinturas e na obtenção de superfícies lisas. Por exemplo, as
natas de cal e as natas de cimento;
•
argamassa: mistura de um aglomerante, um agregado miúdo e água. Os
agregados têm função econômica, aumentam a resistência superficial e,
também, diminuem a nociva retração da mistura quando seca;
•
concreto: mistura de um aglomerante, um agregado graúdo, um agregado
miúdo e água, eventualmente acompanhados de um aditivo.
O endurecimento das argamassas e dos concretos decorre do endurecimento
da pasta, sendo esta a que controla o início e o fim de pega. A pega inicia quando a
pasta começa a perder sua plasticidade, perdendo a fluidez, e o fim de pega ocorre
quando a pasta se solidifica completamente, não significando que ganhou toda sua
resistência, mas aderindo aos materiais com as quais tenha sido posta em contato,
permitindo assim a execução de alvenarias, revestimentos, concreto armado,
estabilização de solos, etc.
Os aglomerantes são classificados em quimicamente inertes, como a argila
(endurece pela evaporação da água) e o betume (endurece pela evaporação do
solvente), e quimicamente ativos, que endurecem através de reações químicas.
Quanto ao princípio ativo, os aglomerantes podem ser classificados em:
105
•
aglomerantes simples: constituídos de um único produto, sem mistura
posterior ao cozimento. São considerados aglomerantes simples os
aéreos e os hidráulicos. Os aglomerantes aéreos devem ser empregados
somente ao ar, pois não resistem satisfatoriamente quando imersos na
água, mesmo depois de endurecidos. Eles necessitam do contato com o
ar para ocorrer o processo de endurecimento. Nesse grupo tem-se o
gesso, a cal aérea e a magnésia sorel. Os aglomerantes hidráulicos
resistem satisfatoriamente quando empregados dentro da água e o
endurecimento pode ocorrer independentemente do ar. Nesse grupo temse a cal hidráulica, o cimento natural, o cimento Portland ou artificial e o
cimento aluminoso;
•
aglomerantes compostos: são constituídos pela mistura de sub-produtos
industriais, ou produtos naturais de baixo custo (escória de alto-forno ou
pozolanas) com um aglomerante simples, geralmente cal ou cimento
Portland. São exemplos de aglomerantes compostos: cimento pozolânico,
cal pozolânica, cimento de alto forno, cal metalúrgica, aglomerante de
escória com cal, aglomerante de escória com cimento Portland e cimentos
sulfatados;
•
aglomerantes mistos: constituídos pela mistura de dois aglomerantes
simples. Esses aglomerantes são utilizados fora das especificações e não
são empregados no Brasil;
•
aglomerantes com adição: são os aglomerantes simples com adições que
excedem os limites estabelecidos nas especificações para dar-lhes
propriedades especiais, como diminuir a permeabilidade, diminuir a
retração, reduzir o calor de hidratação, aumentar a resistência a agentes
agressivos, dar coloração especial, etc.
5.4.2.1 Argila
A argila foi, provavelmente, o primeiro aglomerante utilizado pelo homem. Os
assírios, caldeus, babilônios e gregos, além de utilizar a argila para rejuntar as
pedras e madeiras de suas moradias, confeccionavam cerâmicas, após a
descoberta de que o calor a endurecia.
106
Argila é um aglomerante quimicamente inativo e o seu endurecimento é
causado simplesmente pela evaporação da água. O nome argila é dado ao conjunto
de partículas cristalinas muito pequenas, formada por um número restrito de
minerais, chamada de argila mineral, constituída principalmente de silicatos de
alumínio hidratados (Al2O3.2SiO2.2H2O) acrescidos, entre outras substâncias, de
alguns álcalis, óxidos de magnésio (MgO), de cálcio (CaO) e de ferro (Fe2O3),
alumina (Al2O3) e sílica (SiO2).
As argilas são compostas de partículas coloidais de diâmetro inferior a 5µ,
que, quando úmidas, são de grande plasticidade, e secas formam torrões
dificilmente desagregáveis. As principais propriedades das argilas são:
•
plasticidade: essa propriedade facilita a trabalhabilidade com o material,
dependendo do tamanho e formato dos grãos. As argilas de superfície são
mais plásticas que as argilas de jazidas mais profundas, devido à pressão
que essas recebem;
•
retração: essa propriedade ocorre quando a argila é inicialmente exposta
ao ar. As camadas externas perdem água por evaporação e recebem,
através dos capilares, a água contida nas camadas internas, ocasionando
a retração do conjunto, isto é, os grãos se aproximam uns dos outros
devido à perda de água;
•
efeitos do calor sobre a argila: uma argila, quando aquecida entre 20 e
150oC, perde somente água de capilaridade. De 150 a 600oC, a argila
perde água absorvida pela molécula e começa a enrijecer, finalizando
suas alterações físicas. Após 600oC ocorrem alterações químicas em três
estágios: o primeiro é chamado de desidratação química, que é quando a
água constituinte é expulsa e as matérias orgânicas são queimadas; o
segundo estágio é a oxidação dos carbonatos em calcinados; e o último é
a vitrificação, após 950oC, quando a sílica constituinte e as sílicas das
areias formam uma pequena quantidade de vidro que aglutina os demais
elementos (cerâmica). A quantidade de um produto cerâmico depende,
acima de tudo, da quantidade de vidro formado (ALMEIDA, 2003, p. 32).
107
5.4.2.2 Gesso
O gesso apareceu nas argamassas mais antigas, aplicadas nas alvenarias e
em revestimentos protetores e decorativos. Não se tem precisão da origem da
aplicação dos aglomerantes químicos ativos, mas sabe-se que o uso do fogo tem
grande importância nessa descoberta. O calor, e depois a umidade, transformaram
parte dessas rochas em pasta aglomerante, dando origem à utilização da primeira
alvenaria de pedra com preenchimento com material aglomerante quimicamente
ativo. Branco (1981, p. 37) cita que o gesso foi amplamente empregado no Egito na
construção de pirâmides e de outros monumentos funerários, há mais de 4000 anos;
foi também utilizado pelos babilônios, há mais de 5000 anos. Os gregos, os romanos
e os árabes, mais tarde, fizeram grande utilização do gesso nas suas construções e
decorações.
O gesso é um aglomerante aéreo (endurece pela ação química do CO2
presente no ar) empregado em forma de pasta em revestimentos e decorações
interiores. No estado natural, é uma rocha sedimentar constituída, principalmente, de
sulfato de cálcio hidratado, sendo encontrada sob a forma de material compacto, de
granulação de fina a média. Na obtenção do gesso utiliza-se essa rocha como
matéria prima, que tem na sua composição a gipsita3. A gipsita sofre calcinação, isto
é, a uma certa temperatura perde uma e meia ou duas moléculas de água, formando
produtos como o gesso de estucador, o gesso de construção, o gesso semihidratado, o gesso hidráulico, entre outros.
A gipsita calcinada é bastante utilizada pela indústria da construção civil.
Quando calcinada em temperatura adequada, perde parte da água de cristalização,
formando o gesso. Entre as temperaturas de 120oC a 150oC, a gipsita é calcinada,
formando o gesso hemidrato (CaSO4.1/2H2O). Esse gesso, depois de misturado à
água, torna-se plástico, podendo ser moldado na forma desejada, e enrijece
rapidamente, recompondo o dihidrato original (CaSO4.2H2O), com um tempo de
pega, aproximadamente, de 5 minutos.
Uma grande propriedade do gesso é a pega rápida. O gesso hemidratado
(CaSO4.1/2H2O) dá pega em poucos minutos. A quantidade de água funciona
3
É a forma mineral do sulfato de cálcio hidratado, CaSO4.2H2O, apresentando uma massa específica de 2,32g/cm3, dureza 1,5
a 2 na escala Mohs. Quando puro, tem 46,5% de SO3, 32,6% de Cal e 20,3% de H2O. Em sua forma mais pura, o gipso é
branco e ocorre em camadas estratificadas de origem marinha. A maioria dos depósitos de gipso ocorre junto aos do mineral
anidrita, sugerindo uma possível transformação de uma forma para a outra após a deposição.
108
negativamente no fenômeno de pega: quanto mais água, mais lenta será a pega e o
endurecimento. A quantidade de água a ser utilizada no gesso é, aproximadamente,
19% da massa do mesmo. Segundo Almeida (2003, p. 81), existem impurezas ou
aditivos que podem alterar a velocidade de pega. Como retardador de pega, podem
ser misturados ao gesso: açúcar, álcool, cola, serragem fina de madeira, sangue e
outros produtos de matadouro (chifres e cascos), na proporção de 0,1% da massa
do gesso. Esses produtos retardam a pega, pois formam membranas protetoras
entre os grãos, isolando-os. Como acelerador de pega, pode-se utilizar no gesso sal
de cozinha, alúmen (silicato duplo de alumínio e potássio), sulfato de alumínio e
potássio e o próprio gesso hidratado.
Além da pega rápida, o gesso tem outras propriedades, que são:
•
resistência mecânica: a relação água/gesso é decisiva para a qualidade do
produto endurecido, dependendo da porosidade. Quanto menos água,
menos poroso e, conseqüentemente, mais resistente;
•
aderência: as pastas e argamassas de gesso aderem muito bem ao tijolo,
pedra, ferro e madeira;
•
isolamento: as pastas endurecidas de gesso gozam de excelentes
propriedades
de
isolamento
térmico,
isolamento
acústico
e
impermeabilidade ao ar. A condutibilidade térmica do gesso é muito baixa
(0,40Kcal/h.m.oC), aproximadamente 1/3 do valor para o tijolo comum. O
gesso é um material que tem considerável resistência ao fogo, pois a água
de cristalização é eliminada pelo calor, reduzindo o material superficial à
condição de pó, atuando como isolante e protegendo a camada inferior de
gesso.
Atualmente, o gesso é usado especialmente em revestimentos e decorações
interiores, simplesmente como pasta ou misturado com areia na forma de
argamassa. Na indústria da construção civil é empregado como material de
revestimento (estuque), placas para rebaixamento de teto (forro), painéis para
divisórias e elementos de ornamentação (sancas, florões, etc).
109
5.4.2.3 Cal
Na antiguidade, o aglomerante clássico dos elementos de construção foi a
cal. Os gregos, etruscos, e depois os romanos, empregavam a cal como
aglomerante, misturando-a com areia, formando uma argamassa do mesmo modo
ainda hoje adotada. Verifica-se que os etruscos dominavam com segurança a
técnica de produção e utilização de cal há mais de 2500 anos, conforme
testemunham alvenarias de cisternas e túmulos que ainda existem.
A cal é um aglomerante resultante da decomposição e da calcinação, pelo
calor, de rochas carbonáticas. Os calcários, formados em grande parte de calcita ou
carbonato de cálcio (CaCO3), e os dolomitos, constituídos de dolomita ou carbonato
de cálcio e magnésio (MgCO3.CaCO3), são os componentes principais dessas
rochas. Em construções mais antigas pode-se encontrar a cal obtida através de
conchas, corais e esqueletos de animais fossilizados. Esses elementos, sob a ação
do calor, formam óxido de cálcio (cal viva) ou óxido de magnésio (cal dolomita)
liberando gás carbônico.
Basicamente, as cales se dividem em cal aérea, quando o seu endurecimento
se dá apenas pela ação do gás carbônico do ar, e cal hidráulica, quando o
endurecimento se dá pela evaporação da água de amassamento.
A cal aérea é fabricada com uma única matéria prima, o calcário ou carbonato
de cálcio (CaCO3), podendo conter um pequeno teor de argila. Essa cal tem o
endurecimento muito lento, pois depende da umidade e do gás carbônico do ar,
sendo necessária uma certa porosidade da massa para a realização desse
processo, que ocorre de fora para dentro do revestimento, assim ocorrendo a
carbonatação. Na fabricação da cal, utiliza-se a matéria prima, principalmente o
calcário,
fazendo
um
cozimento
a
uma
temperatura
inferior
à
fusão,
aproximadamente 900oC, suficiente para decomposição do calcário, produzindo-se a
cal virgem ou cal viva (CaO) e liberando gás carbônico (reação de calcinação). O
produto da calcinação, a cal virgem, reagindo com água, gera a cal extinta ou
hidratada, Ca(OH)2, liberando grande quantidade de calor (reação de hidratação ou
extinção da cal). A cal extinta, na presença de gás carbônico do ar (CO2), forma o
carbonato de cálcio, endurecendo com essa combinação (reação de carbonatação).
110
Segundo Petrucci (1978, p. 324), a cal aérea pode ser dividida em cal gorda,
onde com 1m3 de cal obtém-se mais de 1,82m3 de pasta, e cal magra, quando 1m3
de cal fornece menos de 1,82m3 de pasta.
Devido à dificuldade da extinção da cal virgem4 nas construções, a indústria
desenvolveu a cal hidráulica, que é utilizada como pasta ou em mistura com areia
(argamassa). A cal hidratada é um produto manufaturado, apresentando-se como
um produto seco, em forma de flocos de cor branca. Na sua composição, além do
carbonato de cálcio, encontra-se uma boa quantidade de material argiloso,
principalmente a sílica (SiO2), a alumina (Al2O3) e o óxido de ferro (Fe2O3). O
cozimento é semelhante à cal aérea. Uma grande propriedade da cal hidráulica é
poder endurecer e consolidar-se em ambiente úmido e debaixo de água. Segundo
Carvalho (1996, p. 27), a cal hidráulica tem as seguintes vantagens: melhor
manuseio, transporte e armazenamento, facilidade na preparação das argamassas,
pois já vem pronta para utilização, e maior segurança contra hidratação espontânea
ou incêndios.
5.4.2.4 Pozolanas
Os gregos e os romanos sabiam que, adicionando uma certa quantidade de
terras de origem vulcânica às argamassas de cal e areia, melhorava-se a sua
resistência, mesmo em presença da ação da água. Os gregos utilizavam as terras
vulcânicas da ilha de Santorim, e, os romanos, da baía de Nápoles, sendo que a
variedade mais conhecida era a retirada das vizinhanças de Pozzuoli, recebendo o
nome de pozolanas.
As pozolanas são substâncias naturais ou artificiais que têm na sua
composição basicamente sílica (42 a 66%), alumina (14 a 20%), óxido de ferro (5 a
20%), óxido de magnésio (1 a 6 %), óxido de cálcio (3 a 10%) e álcalis (2 a 10%).
Essas substâncias são reduzidas a pó e misturadas com cal comum, formando
produtos hidráulicos. As pozolanas naturais podem ser ígneas, oriundas de vulcões
(cinzas e lavas vulcânicas), como, por exemplo, as da jazida de Nápoles. Podem ser
Gaize, que é uma rocha sílico argilosa, situada na França, e orgânicas, formadas por
rochas sedimentares constituídas por esqueletos de algas diatomáceas. As
4
A cal viva ou cal virgem (CaO) em forma de pedras porosas possui a propriedade de combinar-se com a água, formando uma
pasta de hidróxido de cálcio ou cal extinta ou, ainda, cal hidratada, com grande desprendimento de calor, seguindo a reação:
CaO + H2O → Ca(OH)2 + calor (extinção da cal)
111
pozolanas artificiais podem ser obtidas a partir da calcinação da argila
(2SiO2.Al2O3.2H2O). Segundo De Souza e Ripper (1998, p. 88), as principais
pozolanas artificiais são as cinzas volantes resultantes da combustão do carvão
mineral em usinas termoelétricas, e argilas ou ainda folhelhos argilosos ativados por
calcinação entre os 700oC e os 900oC. Os dois tipos são utilizados no Brasil.
A grande propriedade das pozolanas é a sua hidraulicidade, tendo como
papel principal a fixação da cal liberada sob a forma insolúvel, impedindo-a de reagir
ou dissolver-se. Além da propriedade hidráulica das pozolanas, elas possuem uma
boa aderência ao substrato e grande resistência mecânica e resistência aos
impactos.
As pozolanas sempre são empregadas associadas com outros aglomerantes,
seja com a cal, com o cimento, ou com o gesso, oferecendo grandes vantagens ao
produto, como economia no custo da construção, maior resistência às águas e solos
agressivos, maior trabalhabilidade, menor calor de hidratação (com isso, diminui as
fissuras nas peças confeccionadas), menor permeabilidade, menor segregação do
agregado e maior estabilidade e volume.
5.4.2.5 Cimento
O nome cimento deriva da expressão latina “caementum”, que significa
argamassa ligante, aplicado a argamassas em geral independente do aglomerante
utilizado. Somente na metade do século XVIII, em 1756, o engenheiro inglês John
Smeaton, observando as causas do endurecimento das argamassas hidráulicas,
ainda constituídas de cal e pozolanas, verificou que as melhores eram produzidas
com calcários argilosos. Joseph Parker, em 1796, na Inglaterra, patenteou o cimento
produzido com rochas calcário-argilosas, chamando de “cimento romano”. Portanto,
somente em 1824, atribui-se a José Arpdin a invenção do cimento, que chamou de
Portland, por apresentar, depois de seco, o aspecto das rochas de uma localidade
inglesa com este nome (BRANCO, 1981, p. 43).
O Brasil foi o país pioneiro, na América Latina, na fabricação do cimento
Portland, pois, em 1888, o Comendador Antônio Proost Rodovalho fundou, em sua
Fazenda Santo Antônio, no município de Sorocaba-SP, uma fábrica onde produzia
cal hidráulica e pesquisava calcário para produção de cimento.
112
O cimento pode ser natural ou artificial. O cimento natural geralmente é um
produto heterogêneo devido à irregularidade das rochas calcárias5 de origem. O
cimento artificial, ou mais conhecido como cimento Portland6, é uma mistura rigorosa
de materiais calcários e argilosos previamente moídos, deixando a mistura num
estado pulverulento.
Segundo De Souza e Ripper (1998, p. 85), os cimentos tipo Portland são
obtidos através da calcinação, a temperaturas próximas de 1.500oC, de uma mistura
bem proporcionada de calcário (carbonato de cálcio) e argilas (silicatos de alumínio
e ferro), com uma certa quantidade de gipsita (gesso com grau de finura elevado),
material controlador de pega, e, eventualmente, de substâncias ricas em sílica,
alumina ou ferro. Quando essas matérias primas são submetidas a temperaturas tão
elevadas, reagem entre si, e os produtos da reação, ao serem resfriados,
aglomeram-se em pedaços com dimensões variáveis, entre 2mm e 20mm,
aglomeração chamada de clínquer. A moagem do clínquer Portland dá origem ao
cimento Portland.
A relação entre os componentes argilosos e a cal está entre 0,45 e 0,50. Além
do cimento Portland comum, existem outros tipos, chamados especiais, diferindo do
comum por modificações nos compostos, a fim de atender casos particulares de
aplicações, melhorando algumas propriedades.
O cimento é um pó fino com propriedades aglomerantes ou ligantes. Ele pode
ser usado como uma pasta (cimento e água), argamassa (cimento, água e agregado
miúdo) e concreto7 (cimento, água, agregados miúdo e graúdo). As propriedades e
características dessas formas de utilização vão depender, principalmente, do
cimento, que é o composto mais ativo quimicamente da mistura. Através de análise
química, obtém-se os principais compostos do cimento, mostrados na Tabela 12.
Tabela 12 – Tabela com os principais compostos do cimento
Compostos
Notações Químicas dos Cimentos
Notações Químicas Condensadas
Silicato Tricálcico
3CaO.SiO2
C3S
Silicato Bicálcico
2CaO.SiO2
C2S
Aluminato Tricálcico
3CaO.Al2O3
C3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
CaSO4.2H2O
C5H2
Ferro-Aluminato Tetracálcico
Gipsita
Fonte: De Souza e Ripper, 1998, p. 85
5
O calcário utilizado para a fabricação de cimento apresenta-se na natureza com composições variáveis, mas sempre estão
presentes os seguintes compostos: carbonato de cálcio, sílica, alumina, óxido de ferro, magnésia, etc.
6
O cimento Portland é o mais fabricado no Brasil e mais utilizado nas confecções de argamassas, por isso será o tipo de
cimento abordado.
7
A palavra concreto deriva da palavra latina “concretus”, que significa crescimento junto.
113
Além destes principais componentes do cimento, encontram-se em menores
proporções substâncias como óxido de cálcio ou cal livre (CaO), óxido de magnésio
(MgO), óxido de ferro (Fe2O3), sílica ou dióxido de silício (SiO2), alumina ou óxido de
alumínio (Al2O3), e álcalis (Na2O; K2O) apresentados na forma de sulfatos, entre
outros.
O óxido de ferro é responsável pela coloração cinza do cimento, e, quando
em uma mistura, sua quantidade tende a zero, e tem-se o cimento branco. O óxido
de magnésio, em proporções maiores que 6,5%, pode causar expansão da
argamassa.
Portanto,
a
quantidade
de
silicatos
e
aluminatos,
principais
componentes do cimento, são elementos fundamentais e determinantes de várias de
suas propriedades, tais como a resistência à compressão, a resistência química, o
calor de hidratação, a permeabilidade, a porosidade, etc.
5.4.3 Água
A água de amassamento para elaboração de pastas, argamassas e concretos
é o componente mais econômico, de maior quantidade na natureza e um dos mais
importantes destas misturas quando utilizado adequadamente. A água dá fluidez,
deixando a argamassa com maior trabalhabilidade, e, através de reações químicas,
dá maior coesão ao conjunto. É a quantidade de água que determina a porosidade,
a permeabilidade, e, conseqüentemente, a resistência final da pasta, argamassa ou
concreto.
Para a confecção desses materiais, a água própria para a utilização é a
potável, isto é, não tem cheiro nem sabor. Deve ser livre de matérias em suspensão,
pois alteram as resistências mecânica e química do produto final, e não conter
resíduos industriais, principalmente hidratos de carbono (açúcares), que retardam,
ou até impedem, o tempo de pega das argamassas.
As águas que contenham cloretos de sódio ou de magnésio em quantidades
superiores a 1%, ou sulfatos em quantidades superiores a 0,3%, devem ser evitadas
na aplicação, pois prejudicam a resistência das argamassas (BRANCO, 1981, p. 55).
A água do mar contém 3,5% de sais com distribuição de íons, principalmente,
em maiores quantidade, os cloretos (Cl-) e o sódio (Na+). O emprego dessa água em
argamassas leva a uma diminuição nas resistências finais e ao aparecimento de
eflorescências, devido aos sulfatos e carbonatos alcalinos e alcalinos terrosos que
114
cristalizam na superfície. Além desses problemas, pode ocasionar corrosões em
armaduras se a estrutura for de concreto armado.
Portanto, a melhor água é a potável, seja para mistura ou para cura. Quando
a água apresentar qualquer gosto ou cheiro deve-se proceder a análises ou ensaios
necessários, a fim de verificar as impurezas que se pode tolerar na água de
amassamento.
5.4.4 Aditivos
O aditivo tem a função de modificar ou dar certas propriedades à mistura.
Pode ser considerado como um componente extra que melhora a qualidade das
argamassas. Seguem abaixo algumas das aplicações possíveis, a fim de melhorar
os objetivos que se pretende alcançar com o uso de aditivos:
•
aumento da compacidade e da resistência mecânica;
•
melhora da trabalhabilidade;
•
redução da permeabilidade ;
•
redução da absorção de água por capilaridade;
•
diminuição da retração;
•
atuação sobre o tempo de pega, retardamento ou aceleração;
•
diminuição do calor de hidratação.
6 GÊNESE DAS ROCHAS E ENSAIOS TECNOLÓGICOS
A seguir será apresentada uma síntese sobre rochas, destacando suas
principais
propriedades,
definições
formações,
classificações
e
principais
características que se alinham no escopo deste trabalho. O estudo das rochas é
muito extenso devido à grande diversidade e aspectos, mas é de fundamental
importância para o entendimento de suas características.
Segundo Cavalcanti (1951, p.27), rochas são os materiais que formam a
crosta terrestre, apresentando, em geral, apreciável resistência à penetração
mecânica, mesmo que em prolongado contato com a água. Para os geólogos, as
rochas são todos os elementos que formam a crosta terrestre, independente de suas
origens, composição e estrutura. Para o engenheiro, há uma distinção entre rocha e
pedra: rocha é o todo e a pedra é a parte ou os fragmentos das rochas, retirados de
maciços para serem utilizados em construção.
Cavalcanti (1951) afirma que a pedra traz consigo, resultante de sua
formação geológica, os requisitos de resistência e de durabilidade insuperáveis por
quaisquer outros materiais, desde que sejam atendidas as condições em que deve
ser aplicada, e que, dentre as muitas variedades com que ele se apresenta, saiba o
engenheiro fazer a seleção judiciosa para as aplicações que tem em vista, dando a
cada uma o devido lugar na construção.
O homem, por centenas de milhares de anos, sempre esteve ligado ao
emprego das rochas. Atualmente, quase tudo na moderna tecnologia depende das
rochas e seus recursos minerais. Nas diversidades das construções, uma enorme
quantidade de rochas é utilizada, seja na forma bruta ou trabalhada, seja como tipos
constituintes da matéria-prima para fabricação de cimento, cal, material cerâmico,
entre outros. Somente no século XIX que estudos sobre rochas e minerais se
tornaram uma ciência, recebendo importância sob o aspecto acadêmico e
tecnológico.
116
6.1 ROCHAS
Rochas são definidas como quaisquer agregados naturais sólidos, compostos
de um ou mais minerais, e constituem parte essencial da crosta terrestre. Rochedos,
encostas de morros, cortes de estradas ou ilhas estéreis, constituem afloramentos
de rochas.
As rochas podem ser estudadas em diferentes níveis de observação:
afloramentos, amostras de mão e diversos tipos de lâminas, além de vários
aspectos. Os trabalhos de campo visam determinar os tipos litológicos presentes, a
forma dos corpos rochosos, as variações estruturais, texturais e mineralógicas que
ocorrem no sentido horizontal e vertical. Algumas destas feições são aprofundadas
pelo estudo das amostras de mão, a partir das quais são feitas as lâminas estudadas
ao microscópio com luz refletida ou transmitida. O exame microscópico é dedicado
principalmente à correta identificação dos minerais constituintes das rochas, bem
como dos aspectos texturais inerentes a formação de cada uma das rochas, o que
permite determinar muitos aspectos evolutivos a elas associados. Somam-se a isto
os estudos químicos e mineralógicos, pela análise de seus elementos principais e
traços, visando caracterizar grupos litológicos, as relações entre diversos grupos
litológicos e aspectos genéticos.
6.2 CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA DAS ROCHAS
As rochas, baseando-se em critérios genéticos, ou seja, o seu modo de
formação na natureza, pertence a três grandes grupos: ígneas (ou magmáticas),
sedimentares e metamórficas.
6.2.1 Rochas Ígneas ou Magmáticas
Estas rochas são constituídas de minerais formados a partir de processos de
resfriamento de líquidos magmáticos (magmas). Magmas são definidos como fusões
quase sempre silicatadas de constituição variável. Apresentam-se sempre em altas
temperaturas, em geral, acima de 8500C. Estas massas ígneas ou magmas (de
ígnis, fogo), em determinadas circunstâncias, extravasa na superfície terrestre em
forma de lava, por meio de atividade vulcânica.
117
Segundo Frazão (2002), a solidificação de lavas, formando rochas, ocorre na
superfície da crosta no transcorrer de episódios vulcânicos, de expressão geológica
variável. As rochas resultantes são, portanto, denominadas nos seguintes tipos:
•
intrusivas: quando a formação da rocha ocorreu no interior da Terra;
•
extrusivas: quando a formação da rocha ocorreu na superfície da crosta
através de processos vulcânicos, denominadas, também, de vulcânicas.
Em relação à gênese das rochas ígneas extrusivas, verifica-se que a lava se
consolida relativamente rápido, devido às diferenças de temperatura existentes entre
as regiões de origem e a superfície da Terra. Por isso, a rocha resultante tem
granulação muito fina (afanítica), ou granulação fina (fanerítica). As rochas ígneas
intrusivas, ao contrário das extrusivas, são sempre faneríticas, pois se consolidam
lentamente em regiões profundas da crosta.
As rochas ígneas são encontradas na natureza como intrusões principais de
matérias bem solidificadas sob a superfície da terra em condição de lento
resfriamento. As rochas ígneas apresentam mais dificuldades ao serem trabalhadas,
comparadas com as outras, mas podem ser aparelhadas com notável precisão e
apresentam alta resistência e durabilidade. Assim, foram usadas em estruturas de
caráter monumental, placas para pavimentos, calçadas e revestimentos (ROCHA,
2000).
A textura influencia na resistência das rochas, pois, em rochas de mesmas
composições mineralógicas, a resistência aumenta com a diminuição da
granulometria.
Segundo Frazão (2002), as rochas ígneas podem também ser classificadas
de acordo com o seu teor de sílica em ácidas (>65%), intermediárias (65 a 52%),
básicas (52 a 45%) e ultrabásicas (<45%). Porém, tal classificação não tem a ver
com o conceito de potencial hidrogeniônico (pH).
Exemplos típicos de rochas ácidas plutônicas são os granitos; as rochas
intermediárias plutônicas, os sienitos; de rochas básicas, os basaltos (extrusivas) e
gabros (plutônicas); e de ultrabásicas plutônicas, os peridotitos.
118
6.2.2 Rochas Sedimentares
As rochas sedimentares são dominantes em termos de área na crosta
terrestre. São chamadas de clásticas ou detríticas e provêm de fragmentos
(sedimentos) de rochas preexistentes, os quais se depositam e são consolidados por
pressão de sobrecarga (das camadas superiores) e/ou por cimentação, ou seja,
ação química dos agentes do intemperismo sobre rochas pré-existentes.
As rochas sedimentares clásticas são, em geral, menos resistentes que as
rochas ígneas, além de suas propriedades físicas e físico-mecânicas variarem de
acordo com a direção em que são medidas, em relação às estruturas. Desse modo,
haverá variação nas resistências à compressão, à tração, ao cisalhamento, entre
outros. Outros tipos de rochas sedimentares são as químicas, as quais são formadas
a partir de íons dissolvidos na água que se combinam e precipitam na forma de
substâncias cristalinas (FRAZÃO, 2002).
As rochas sedimentares ou exógenas são os acúmulos dos produtos da
decomposição e desintegração de todas as rochas presentes na crosta terrestre.
Muitas vezes, esses produtos da decomposição ou desintegração são deixados no
próprio local em que se deram as transformações. Por outro lado, outras vezes são
transportados pelo vento ou pela água e depositados em regiões geralmente mais
baixas, nos continentes ou no fundo dos mares.
Exemplos mais comuns de rochas sedimentares clásticas são os arenitos, os
silitos e os argilitos. Quanto às rochas sedimentares químicas, exemplos típicos são
os calcários, os quais são constituídos de carbonatos de cálcio (calcita), podendo
ocorrer diferentes teores de carbonato de cálcio e magnésio (dolomita).
Exemplos de rochas sedimentares são:
•
arenitos: as rochas arenosas são as mais representativas e comuns entre
as rochas sedimentares, e os fragmentos predominantes possuem
diâmetro situado entre 0,01mm e 2 mm. Alguns autores admitem que o
limite inferior esteja ao redor de 0,1 mm. Segundo Rocha (2002), os
arenitos são constituídos por grãos de quartzo, ligados por um cimento
silicoso, ferruginoso, argiloso ou calcário: arenitos silicosos, arenitos
ferruginosos, arenitos argilosos e arenitos calcários. Segundo Cavalcanti
(1951), a durabilidade de um arenito depende da natureza dos grãos de
119
silica e, principalmente, da resistência do material cimentante à alteração.
Entretanto, além da durabilidade, deve-se considerar a cor, a textura e a
estrutura que determina as dimensões dos blocos que podem ser
extraídos da pedreira. Os arenitos são resistentes aos ataques das
atmosferas poluídas das grandes cidades, porém sujam e escurecem,
prejudicando o intuito decorativo.
•
calcários: os calcários são rochas sedimentares formadas através da
precipitação de soluções químicas juntamente com o acúmulo de matéria
orgânica de natureza diversa. Esta divisão compreende os depósitos
calcários, tais como mármore travertino, crescimentos de estalactites e
estalagmites, dolomitos, entre outros, precipitados em bacias, através de
mudanças físico-químicas do meio. As rochas calcárias encontram-se em
grandes massas, de fácil extração, e apresentam-se com as qualidades
exigidas de uma boa pedra de construção, tendo grande aplicação na
fabricação de cales e cimentos. As principais características das pedras
calcárias resultam das condições de sua formação e de seu elemento
essencial, o carbonato de cálcio, diferenciando das demais rochas por
calcinarem sob a ação do fogo, dissociando-se em anidrido carbônico e
óxido de cálcio. Calcários magnesianos são aqueles que contêm elevada
porcentagem de carbonato de magnésio e são, também, chamados de
calcários dolomíticos, em homenagem ao geólogo francês Dolomieu, que
foi o primeiro a investigar as suas características, em 1791 (CAVALCANTI,
1951). Os principais tipos de rochas calcárias são:
brechas e conglomerados;
tufos calcários;
calcários diversos;
alabastro;
travertinos;
estalactites e estalagmites.
6.2.3 Rochas Metamórficas
As rochas metamórficas se originam de rochas preexistentes, magmáticas ou
sedimentares, por modificações nas associações mineralógicas, na textura e na
120
estrutura. Essas alterações são, principalmente, pela ação da pressão que irá
orientar os minerais ou pela ação da temperatura que irá recristalizá-los; ou ainda,
alteração na sua composição mineralógica, pela ação conjunta daqueles dois
fatores, ou de soluções químicas.
Como exemplos de rochas metamórficas têm-se o conjunto de rochas
gnássicas, de composição variável e com origem associada tanto a transformação
de rochas magmaticas quanto de rochas sedimentares por processos intensivos de
recristalização no estado sólido. Similarmente, o quartizito deriva por transformação
de arenitos; o mármore, por metamorfismo do calcário, e a ardósia e o filito, por
metamorfismo de sedimentos argilosos e siltosos.
As características finais de uma rocha metamórfica (associação mineralógica,
textura e estrutura) serão função da composição da rocha original e da intensidade
com que atuarão os agentes de metamorfismo (FRAZÃO, 2002). De acordo com a
intensidade, o metamorfismo é classificado como:
•
alto grau: rochas gnáissicas, granulitos e similares;
•
médio grau: a maior parte dos xistos e anibolitos;
•
baixo grau: o filito e a ardósia, que se formam a partir de argilitos e siltitos.
6.3 PRINCIPAIS COMPONENTES MINERAIS DAS ROCHAS
Segundo Aires-Barros (2001, p. 25), mineral é uma substância natural,
inorgânica, com estrutura cristalina específica e com composição química mais ou
menos bem definida, mas variando entre limites rigorosamente definidos. As rochas
são compostas por elementos mineralógicos, podendo ser predominantes na sua
constituição, servindo essencialmente para a sua identificação, ou podem ser
acessórios, quando são verificados em uma proporção reduzida ou, até mesmo,
ausentes. Existem ainda, raramente, rochas monomineralógicas, formada por um
único mineral, como, por exemplo, o travertino e o alabastro-calcário (formados por
calcita) e o alabastro formado por gipsita (gesso).
A textura e a estrutura são de fundamental importância para determinar o
conhecimento de uma rocha. A petrografia, ciência que descreve e classifica as
rochas de acordo com a sua composição mineralógica, é uma disciplina
relativamente recente, pois, antes de 1850, estudos sobre rochas eram limitados à
121
descrição macroscópica das amostras e aos estudos de campo. Com a petrografia,
a partir de 1856, iniciou-se a utilização de microscópico na preparação de rochas,
aperfeiçoando as descrições de rochas com o aprimoramento de estudos óticos e de
análise química.
A seguir, segundo Frazão (2002), são relacionados os principais minerais que
participam da constituição das rochas, ou seja, aqueles que permitem classificar a
rocha.
6.3.1 Quartzo
É a forma cristalina da sílica (SiO2). É, geralmente, transparente, tem grande
estabilidade química (dificilmente se decompõe) e é o mais duro dos minerais
essenciais das rochas, alcançando grau sete na escala Mohs (Figura 12). Há
variedades de sílica amorfa (opala) e criptocristalina (calcedônia).
6.3.2 Feldspatos
São os minerais essenciais mais importantes das rochas ígneas e
metamórficas. São silicatos de alumínio com algum tipo de metal alcalino ou
alcalino-terroso. Quando o metal é o potássio (K), pode formar as espécies
ortoclásio (KAlSi3O8) e o microclínio (KAlSiO3O8). Estas espécies são minerais
essenciais nas rochas ácidas e alcalinas. Quando o metal é o sódio (Na), forma-se a
um plagioclásio do tipo albita (NaAlSiO3O8) (Figura 13), que forma uma perfeita
solução sólida com o cálcio (Ca), podendo originar, na outra ponta, um plagioclásio
do tipo anortita (CaAl3Si3O8). O plagioclásio é importante constituinte da maior parte
das rochas magmáticas e de boa parte das rochas metamórficas. Apresentam
dureza em torno de seis na escala Mohs.
6.3.3 Micas
São minerais essenciais nas rochas ígneas ácidas e nas metamórficas. São
silicatos de alumínio hidratados com algum metal. Quando o metal é o ferro (Fe)
têm-se a biotita, de cor, geralmente, preta. Quando o metal é o potássio (K), tem-se
122
a muscovita, de cor branca (Figura 14). A dureza depende da direção em que se
promove o risco e varia de cinco a seis na escala Mohs.
Figura 13 – Feldspatos: cristais
Figura 14 – Micas: cristais de
de albita
muscovita
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/minerais
Figura 12 – Cristais de quartzo
6.3.4 Piroxênios
São minerais silicáticos contendo Fe, Mg e Ca e, à semelhança dos
plagioclásios, formam séries isomórficas. Na qualidade da família dos piroxênios
podem-se citar as seguintes espécies: enstatita, diopsídio, espodumênio, jadeíta,
egirita e augita (Figura 15) (DANA, 1981, p.476). A augita é dos piroxênios comuns.
São muito alteráveis nas condições de clima tropical úmido. A cor é de preta a
verde-escura e a dureza varia de 5 a 6 na escala Mohs.
6.3.5 Anfibólios
Os minerais do grupo dos anfibólios são hidratados e estruturalmente mais
complexos que os piroxênios, mas possuem água na sua constituição. São muito
alteráveis nas condições de clima tropical. O anfibólio mais freqüente é a hornblenda
(Figura 16). Apresentam cor de verde-escura a preta opaca e dureza entre 5 a 6 na
escala Mohs.
6.3.6 Feldspatóides
São minerais quimicamente semelhantes aos feldspatos, porém com
insaturação em sílica. São sensíveis aos ácidos. Os principais feldspatóides são
nefelina, sodalita e leucita (Figura 17). Possuem cor variando de branco a cinzento e
dureza de 5,5 a 6 na escala Mohs.
123
Figura 15 – Piroxênios: cristais
Figura 16 – Anfibólios: cristais
Figura 17 – Feldspatóides:
de augita
de hornblenda
cristais de leucita
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/minerais
6.3.7 Olivina
É um mineral silicático com Fe e Mg. É sensível aos ácidos, além de se alterar
facilmente em condições de clima tropical. Apresentam cor entre verde oliva a verdeacinzentado e dureza de 6,5 a 7 na escala Mohs, elevando-se a dureza com o
aumento no conteúdo de ferro (Figura 18).
6.3.8 Calcita
É um mineral carbonático com composição CaCO3. É facilmente atacado por
ácido clorídrico a frio a apresenta dureza baixa, três na escala Mohs (Figura 19).
6.3.9 Dolomita
É um mineral carbonático de composição CaMg(CO3)2. É atacado pelo ácido
clorídrico a quente, ou, em pó, pelo HCl a frio. A cor pode variar entre rósea, cor de
carne, incolor, branco, cinzento, verde, castanho ou preto. Sua dureza está entre 3,5
a 4 na escala Mohs (Figura 20).
Figura 18 – Cristais de olivina
Figura 19 – Cristais de calcita
Figura 20 – Cristais de dolomita
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/minerais
124
6.3.10 Argilominerais
São silicatos hidratados de alumínio. Exibem forma placóide (raramente
tubular ou fibrosa). Apresentam-se em vários grupos de diferentes espécies e
possuem, em geral, diâmetro menor que dois micrômetros. As espécies expansíveis
por absorção de água costumam acelerar a alteração da rocha onde se encontram.
São formados pela alteração de minerais preexistentes, no processo de formação
das rochas ígneas (alteração hidrotermal), ou por alteração intempérica, após a
rocha já estar formada. As diferentes espécies são consideradas em grupo, tais
como o das esmectitas (expansíveis), o das cloritas, o da caulinita, o da illita, etc. O
mineral principal de argilominerais pertence ao grupo da caulinita, a qual apresenta
cor branca ou ligeiramente amarelada e dureza 2 na escala Mohs.
6.3.11 Talco
É um silicato hidratado de magnésio. É o menos duro dos minerais
formadores da rocha, com dureza 1 na escala Mohs. É encontrado nas rochas
ígneas, por causa da alteração dos silicatos, especialmente nos peridotitos e
piroxenitos. Contudo, é encontrado de maneira mais característica nas rochas
metamórficas, nas quais, sob forma granular, a criptocristalina, conhecida por pedrasabão, podendo constituir quase toda a massa da rocha.
6.4 CLASSIFICAÇÃO TECNOLÓGICA DAS ROCHAS COMO MATERIAL DE
CONSTRUÇÃO
São vários os tipos de rochas dos quais se obtêm os materiais de construção.
O emprego das rochas em construções é mais relativo a um conceito prático do que
propriamente geológico. A utilização das rochas depende das suas características
petrográficas (composição mineralógica, textura e estrutura) e físico-mecânicas.
As rochas utilizadas em construções são divididas em silicosas, calcárias e
argilosas. As silicosas, por sua vez, são subdivididas em silicosas eruptivas,
silicosas sedimentares e silicosas metamórficas. As calcárias são sedimentares ou
metamórficas. A seguir, são apresentadas as características das principais rochas
utilizadas em construções.
125
6.4.1 Rochas silicosas eruptivas
6.4.1.1 Granitos
São rochas ígneas ácidas, muito duras, de textura fanerítica de granulação
variada, tendo também fratura irregular. São constituídas por feldspatos potássicos
(ortoclásio (Figura 21) e microclina (Figura 22)), quartzo e biotita, podendo
apresentar como minerais acessórios apatita, zircão, fluorita, magnetita, hematita,
monazita, entre outros, mas não exercem nenhuma influência nas propriedades
tecnológicas.
Figura 21 – Foto da rocha: granito grosseiro rico
Figura 22 – Fotomicrografia: granito com
em feldspato
microclínio
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
São muitas as variedades dos granitos, diferenciadas na textura (grossa,
media ou fina) e na coloração (avermelhada, rosada, amarela, verde e cinza).
Geralmente, apresentam estrutura compacta e resistência mecânica relativamente
alta e pequena alterabilidade.
O granito é uma excelente pedra de construção, prestando-se a todas as
utilizações da engenharia, devido à sua alta resistência ao desgaste e ao impacto.
São apropriadas para revestimento externo e interno de edificações e pedra britada.
É a pedra indicada para calçamento, onde as ações de desgaste e de choque
exigem qualidades excepcionais de resistência e as condições de tráfego
necessitam de superfícies ásperas e sem depressões. Exemplo típico de utilização
do granito são as calçadas coloniais, conhecidas como pé-de-moleque. Em
construções de pontes, muros de arrimo, dutos, entre outros, encontra-se o granito
em condições de utilização das suas excelentes qualidades, desde que aplicado
convenientemente.
A resistência e a durabilidade dos granitos excedem às da maioria das pedras
de construção; a sua aplicação em revestimentos de fachadas, substituindo os
126
mármores, decorre de sua maior resistência ao intemperismo. Porém, a dureza do
granito é de difícil trabalhabilidade.
6.4.1.2 Sienitos
São rochas ígneas intermediárias, constituídas por feldspatos (ortoclásio ou
microclínio) como minerais essenciais; o quartzo raramente atinge mais do que 5%.
Segundo Soares (2004), seu nome deriva da cidade de Siene, no Egito, famosa
pelas ocorrências, e sua disposição revela a presença de elementos claros e
escuros, mas não possuindo o quartzo. Esta rocha é menos dura que o granito,
portanto mais fácil de se trabalhar e de receber melhor polimento.
Os sienitos são muito utilizados como pedra de revestimento por
apresentarem características estéticas favoráveis (Figura 23), semelhantes às dos
granitos. Quanto à alterabilidade, podem ocorrer devido aos feldspatóides, que são
afetados por águas aciduladas (Figura 24).
Figura 23 – Foto da rocha: sienito
Figura 24 – Fotomicrografia: sienito
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.1.3 Monzonitos
São rochas ígneas intermediárias, contendo os mesmos minerais dos
granitos, com a diferença de que são mais pobres em quartzo. Os monzonitos
(Figura 25) são, geralmente, mais escuros que os granitos, por apresentarem maior
teor de anfibólio, biotita ou piroxênio (Figura 26).
Apresentam características semelhantes às dos granitos quanto à utilização
para revestimentos e para pedra britada.
127
Figura 25 – Foto da rocha: monzonito
Figura 26 – Fotomicrografia: monzonito
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.1.4 Dioritos
São rochas ígneas intermediárias e básicas, constituídas por plagioclásio,
anfibólio e pequeno teor de biotita. O quartzo e o feldspato potássico são
praticamente ausentes. A coloração é escura e são erroneamente chamados de
“granitos pretos” (Figura 27).
Os dioritos recebem muito bem o polimento, tornando-os pretos, e, quando
lavrados, são de cor cinza escura. Como material de revestimento e pedra britada,
apresentam as mesmas características dos granitos (Figura 28).
Figura 27 – Foto da rocha: diorito
Figura 28 – Fotomicrografia: diorito
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.1.5 Riolitos
Utilizado como termo genérico para rochas vulcânicas silicáticas (Figura 29 e
Figura 30). Quando completamente vítreos, formam o pomito ou pedra pomes,
empregado em construções, mas em partes que não suportam grandes cargas.
Os riolitos possuem pouca aplicação, sendo empregados em calçamentos e
alvenarias sem função estrutural. Atualmente, a pedra pome é utilizada na
constituição de concretos leves.
128
Figura 29 – Foto da rocha: riolito. Rica em
Figura 30 – Fotomicrografia: riolito. Grandes
quartzo (mineral claro) e feldspato (mineral
cristais de feldspato. Aumento 20x
vermelho carne)
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.1.6 Traquitos
Os traquitos são rochas vulcânicas contituídas essencialmente por feldspato
alcalino (ortoclásio) (Figura 31) e quantidades menores de plagioclásio (oligoclásio).
Pode haver a presença de albita em álcali traquitos, biotita, hornblenda, quartzo,
anfibólios sódicos e piroxênios em álcali-traquitos (Figura 32).
Os traquitos são como os riolitos, de aspecto rugoso e áspero. Segundo
Cavalcanti (1951), os traquitos aderem bem às argamassas, porém apresentam
pouca resistência ao intemperismo e aos esforços mecânicos, ficando sua aplicação
restrita.
Figura 31 – Foto da rocha: traquito com cristais
Figura 32 – Fotomicrografia: traquito
de feldspato alcalino
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.1.7 Andensitos
Os adensitos apresentam elevada resistência ao intemperismo e aos esforços
mecânicos. São rochas cinzentas (Figura 33), escuras e rugosas. A maioria dos
adensitos são rochas porfiríticas (Figura 34). O pórfiro é uma rocha formada de
grãos irregulares de quartzo e feldspato, dispostos em uma massa amorfa e
compacta, geralmente de cor vermelha.
129
São utilizados em alvenaria, cantaria e calçamento. É, segundo Pianca
(1955), uma rocha muito dura, difícil de trabalhar e não tem boa pega com
argamassas.
Figura 33 – Foto da rocha: adensito com
Figura 34 – Fotomicrografia: adensito com
granulação fina
textura porfirítica
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.1.8 Basaltos e diabásios
São rochas ígneas básicas constituídas essencialmente de plagioclásio e
piroxênios, podendo estar presentes, também, olivina e anfibólio. Segundo Frazão
(2002), é freqüente nos basaltos a presença de argilominerais expansivos por
absorção d’água. Apresentam alta resistência mecânica. Quanto à durabilidade, os
basaltos são mais alteráveis nas condições de clima tropical (Figura 35 e Figura 36).
Como pedras de revestimento, são muito utilizadas em sepulturas e mesas de
desempeno nas indústrias de instrumentos de precisão. Se polidas, geram alto
brilho. São muito utilizadas, também, como calçamento, porém são menos
resistentes ao desgaste que os granitos. Como pedra britada, apresentam boas
propriedades, exceto se sílica amorfa (vidro) estiver presente, podendo gerar
reações com álcalis do cimento Portland.
O basalto é uma rocha muito importante para a agricultura, pois o produto de
sua decomposição é uma argila de coloração avermelhada, originando solos férteis
(terra roxa).
Figura 35 – Foto da rocha: basalto com
Figura 36 – Fotomicrografia: basalto
granulação fina
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
130
6.4.2 Rochas silicosas sedimentares
6.4.2.1 Arenito
O termo arenito corresponde à areia litificada. É composto por quartzo,
feldspato (ou outros minerais de origem ígnea) e fragmentos líticos, ligados por um
cimento silicoso, ferruginoso, argiloso ou calcário (Figura 37). Os arenitos são
classificados em:
•
arenito silicoso: são de cor cinza clara (Figura 38), são muito duros e
dificilmente trabalháveis, mas são de grande durabilidade;
•
arenito ferruginoso: são de cor vermelha (Figura 39) ou parda, muito duros
e compactos e apresentam grande resistência ao intemperismo;
•
arenito argiloso: são pardacentos (Figura 40) e de durabilidade variável
com a quantidade de cimento argiloso que contêm.
•
arenito calcário: são muito trabalháveis, porém apresentam baixa
resistência ao intemperismo.
Figura 37 – Fotomicrografia: arenito com
aumento de 40x
Figura 38 – Foto da rocha: arenito cinza claro
Figura 39 – Foto da rocha: arenito vermelho
Figura 40 – Foto da rocha: arenito pardo
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
Quanto à durabilidade de um arenito, ela depende da natureza dos grãos de
sílica e da resistência do material cimentante à alteração. Junto com a natureza dos
grãos, deve-se considerar a direção dos esforços em relação à estrafificação.
131
Como pedra de revestimento, os arenitos apresentam durabilidade aceitável
(principalmente os silicosos), porém podem manchar pela acumulação de pó ou
outros detritos. Segundo Frazão (2002), os arenitos podem desagregar-se quando
submetidos a ensaios de congelamento e degelo e de sanidade com sulfatos devido
a sua maior porosidade. Como pedra britada, somente os silicosos apresentam
características favoráveis, mas, em geral, os fragmentos são angulosos e diminuem
a trabalhabilidade dos concretos.
6.4.3 Rochas silicosas metamórficas
6.4.3.1 Gnaisse
Os gnaisses são representados por um conjunto de rochas metamórficas com
estrutura orientada ou bandada (Figura 41). A composição mineralógica depende da
composição da rocha original. São, também, chamados de ortognaisses, quando
derivam de rochas ígneas e de paragnaisses, quando derivam de rochas
sedimentares. Tipos comuns de rocha gnássica são:
•
gnaisse leptinito ou leucocrático: é o tipo claro (hololeucocrático), de
granulação fina a média, no qual o quartzo e o feldspato formam um
entrelaçamento uniforme. Segundo Barroso (1993, p.38), tem mineralogia
pouco
diversificada,
sendo
constituída
basicamente
de
quartzo,
alcalifeldspatos e quantidades reduzidas de biotita e granada. É
caracterizado pela presença de incrustações de granada almandita (Figura
42), que são pouco resistentes ao intemperismo, alterando-se e
transformando-se em manchas escuras, prejudicando a aparência da
pedra. Esse é o gnáisse que mais se assemelha ao granito, sendo
também conhecido como gnaisse granitóide ou gnaisse granítico;
•
gnaisse facoidal ou lenticular: caracterizam-se por rochas de granulação
média a grosseira, composta essencialmente de uma matriz mais fina de
plagioclásio, biotita, quartzo e granada (BARROSO, 1993, P.32). É o mais
empregado em cantaria e caracteriza-se pela presença de grandes olhos
alongados ou facóides (Figura 43). Quando trabalhados, sobressai a
biotita de aspecto lenticular;
132
•
biotita gnaisse ou melanocrático: tem tonalidade mais escuras que os
outros tipos. De acordo com Barroso (1993, p. 27), a matriz da rocha é
fina, sendo rica em biotita, plagioclásio e quartzo, sendo que granada está
presente em menor quantidade. É menos trabalhável do que o
leucocrático, devido aos facóides que destacam-se da massa. Porém,
suas aplicações em cantaria são inúmeras, como, por exemplo, vergas,
portais, colunas e embasamentos.
Como pedras de revestimento, apresentam características de durabilidade
semelhantes às dos granitos, exceto quanto às lentes espessas de biotita por onde
acontece uma maior alteração. Suas resistências mecânicas variam de acordo com
a direção de aplicação dos esforços em relação à sua estrutura. Por exemplo, sua
resistência à compressão uniaxial é maior quando a aplicação da carga se dá
perpendicularmente à gnaissificação; e menor quando inclinada em relação à
gnaissificação. Quanto à resistência à flexão, será menor quando a linha de
aplicação de cargas coincidir com o plano de gnaissificação e maior quando
ortogonal a ela (FRAZÃO, 2002). Como pedra britada, apresenta características
indesejáveis, como a alta freqüência de fragmentos achatados e alongados,
diminuindo a rebritagem.
As amostras de rochas coletadas nas edificações são todas gnaisses,
verificando a vasta distribuição desse tipo de rocha na região da cidade do Rio de
Janeiro. A pesquisa, por essa ocasião, focou esse tipo de material. Seguindo a
metodologia da pesquisa foi necessário coletar em pedreiras amostras de rochas as
mais semelhantes possíveis das coletadas nas edificações. Esse assunto será
abordado no capítulo seguinte.
Figura 41 – Fotomicrografia:
gnaisse. Acessórios (cristais
Figura 42 – Gnaisse leptinito
Figura 43 – Gnaisse facoidal
de clorita e de titanita).
Aumento 40x
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
133
6.4.3.2 Anfibolito
São rochas que apresentam textura controlada por minerais de hábito lamelar
e/ou micáceo, em geral anfibólios. São compostos principalmente de anfibólio
(hornblenda) e plagioclásio. Seus principais acessórios são quartzo, feldspato
potássico, titanita e epidoto (Figura 44 e Figura 45). Os anfibolitos podem ser
utilizados
como
rocha
ornamental,
levando-se
em
consideração
várias
características.
Figura 45 – Fotomicrografia: anfibolito, no centro
cistal de hornblenda, cercado por cristais
esverdeados de clorita. Aumento 20x
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
Figura 44 – Foto da rocha: anfibolito listrado
6.4.3.3 Quartzitos
Os quartzitos são rochas metamórficas constituídas quase exclusivamente de
quartzo. Podem apresentar micas ou feldspatos como acessórios comuns. São
originados do metamorfismo dos arenitos.
Os quartzitos, em geral, são de dureza elevada e, às vezes, facilmente
transformados em placas. Apresentam baixa alterabilidade e são porosos (Figura 46
e Figura 47). Quanto à resistência mecânica, o comportamento depende da posição
da estrutura em relação à linha de aplicação de cargas.
Os quartzitos são, geralmente, esbranquiçados (Figura 48), amarelados
(Figura 49), acinzentados ou avermelhados, e apresentam textura granitóide ou
porfiróide. São muito utilizados como revestimentos. Como pedra britada, não
apresentam boas propriedades dimensionais e morfométricas. O quartzito é fonte de
materiais para tijolos e refratários de sílica, usada na siderurgia e para o preparo do
leito de fusão dos altos-fornos, rocha ornamental utilizada de diferentes maneiras
(rústica, talhada e polida). Nas cidades históricas de Minas Gerais, é muito
generalizado o calçamento das ruas com lajões de quartzito.
134
Figura 46 – Fotomicrografia: quartzito com
aumento de 40x
Figura 47 – Foto da rocha: quartzito
apresentando foliação marcada pela biotita
Figura 48 – Foto da rocha: quartzito
Figura 49 – Foto da rocha: quartzito amarelado
esbranquiçado
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.4 Rochas calcárias sedimentares e metamórficas
6.4.4.1 Conglomerados
Conglomerado é uma rocha formada por clastos rolados, de tamanho superior
a 2mm, agrupados por um cimento, formando um depósito consolidado. São
variadas as implicações econômicas dos conglomerados, que podem ser usados na
construção civil ou constituir um importante indicador de acumulação de minerais de
alta densidade e resistência física, como, por exemplo, o diamante.
Segundo Suguio (1980), a classificação dos conglomerados é a mesma
usada para os arenitos. O objetivo da classificação é diferenciar as rochas com base
em propriedades como textura, maturidade e proveniência. São classificados da
forma descrita a seguir.
a) Ortoconglomerados
O arcabouço desta rocha é caracterizado por seixos, areia grossa e cimento
químico. Representa um produto de deposição em águas agitadas, sendo portanto
rico em estruturas hidrodinâmicas, podendo-se apresentar associado a um arenito
grosso com estratificações cruzadas.
Os ortoconglomerados quartzosos são caracterizados por composição
mineralógica muito simples. Os seixos são, em geral, constituídos por materiais de
135
alta dureza, portanto de grande resistência física, e baixa alterabilidade química, tais
como o quartzito. Não são muito grossos, e os seixos possuem em média 1 a 2 cm
de diâmetros, sendo bem arredondados (Figura 50). Os depósitos ocorrem
principalmente na base de camadas de arenitos, ou formando espessos depósitos
de
conglomerados
amalgamados.
Os
da
base
constituem
os
chamados
conglomerados basais, e a geometria varia de tabular a lenticular. Os clastos dos
conglomerados são de litologia variada, podendo aparecer seixos e calhaus de
rochas plutônicas, eruptivas, sedimentares e metamórficas.
b) Paraconglomerados
Segundo Suguio (1980), estas rochas contêm mais matriz que clastos e, na
realidade, são lamitos (lamas litificadas) com seixos e calhaus dispersos. Em muitos
casos, os seixos formam cerca de 10% ou menos da rocha. Alguns seixos e calhaus
podem ser constituídos por lamitos e argilitos. O termo conglomerado lamítico é mais
comumente utilizado para conglomerados deste tipo, contendo mais megaclastos e
matriz. Existem dois tipos básicos de lamitos conglomeráticos: estratificado e
maciço. São divididos em:
•
lutitos conglomeráticos: são originados pela deposição de fragmentos
grossos sobre lama e siltes acumulados em fundo aquoso, sendo comuns
deformações produzidas pelo impacto da queda desses fragmentos
maiores sobre o material inconsolidado (Figura 51);
•
conglomerados e brechas intraformacionais: são sedimentos rudáceos
formados
por
fragmentação
contemporânea
e
redeposição
nas
proximidades de material ligeiramente retrabalhado. Esta fragmentação
pode ocorrer de várias maneiras. Uma delas é propiciada pela retirada
temporária da água, seguida de ressecamento e formação de lamas
recém-depositadas. Em fase de enchente subsequente, os fragmentos são
remobilizados a curta distância e redepositados como conglomerados e
brechas intraformacionais de partículas muito achatadas de argila. Dois
tipos são comuns: conglomerado com fragmentos de argilito e folhelho ou
ardósia, com matriz arenosa;
136
•
conglomerados e brechas piroclásticas: são também chamados de
aglomerados (diâmetro médio superior a 32 mm), e podem ser
intercalados ou podem gradar para sedimentos clásticos comuns. É rico
em vidro vulcânico (Figura 52).
Figura 51 – Fotomicrografia:
Figura 52 – Fotomicrografia:
paraconglomerado pobre em
paraconglomerado rico em
grãos de quartzo. Aumento
grãos de quartzo. Aumento
40x
40x
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
Figura 50 – Conglomerado em
matriz de arenito grosso
6.4.4.2 Calcários
Os calcários podem ser de origem sedimentar ou metamórfica, de
composição mineralógica principalmente calcita e, secundariamente, dolomítica. A
composição química é o carbonato de cálcio. A procedência do carbonato pode
variar, desde fósseis de carapaças e esqueletos calcários de organismos vivos, que
compõem os calcários fossilíferos, até por precipitação química. Na superfície
terrestre, os afloramentos de calcários de origem orgânica são os mais freqüentes.
Esta rocha é muito utilizada como cimento, pedra de construção, cal, calcificação de
solos (corretivo de solos) e como fundente na metalurgia. O calcário, sob
determinadas condições geológicas, pode constituir um importante reservatório
petrolífero.
Os calcários sedimentares têm baixa resistência mecânica e baixa dureza, e
com
isso
não
servem
para
a
utilização
como
agregados.
Porém,
sua
heterogeneidade estrutural e mineralógica propicia interessantes aspectos estéticos,
levando-os a serem utilizados como revestimento e ornamentos. Sua cor é
diversificada, variando de bege-clara a amarelada, cinza-clara e esbranquiçada.
Os calcários de origem metamórfica são mecanicamente mais resistentes,
mas ainda de dureza relativamente baixa, se comparado com as rochas silicáticas.
Deste modo, são utilizados tanto como agregados como revestimentos. Apresentam
137
bom comportamento como agregado em concreto hidráulico. A coloração varia de
cinza-clara, cinza-escura a preta (Figura 53 e Figura 54).
Figura 53 – Foto da rocha: calcário com cristais
Figura 54 – Fotomicrografia: calcário. Aumento
de pirita
40x
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.4.3 Mármores
Os mármores são rochas metamórficas originadas de calcários e dolomitos
(Figura 55). A cor é uma das características mais importantes nos empregos dos
mármores. A cor branca é quando apresentam apenas os minerais calcita pura ou
dolomita. Quando contêm outros minerais ou impurezas, como, por exemplo, argilas
e impurezas, apresentam coloração variada. As substâncias carbonatadas dão
colorações vermelhas (Figura 56), rosadas (Figura 57) ou pardas; a limonita,
hidoxido de ferro, produz colorações amarelas ou cremes (Figura 58); e a clorita
produz o verde.
Segundo Cavalcanti (1951), os mármores podem ser classificados de acordo
com a sua aplicação, sendo denominados de mármores estatuários, empregados em
objetos de arte e esculturas, e mármores de construção. O mármore estatuário é
conhecido como mármore puro. O mármore de Paros é atravessado pela luz em
uma espessura de 35 mm e o mármore branco de Carrara em uma espessura de
25mm.
Os mármores apresentam, geralmente, baixa dureza e são atacados por
ácidos. Como pedra de revestimento, a utilização é diversificada devido à sua alta
trabalhabilidade e à diversidade estética. Não são recomendados para a utilização
como revestimentos de exteriores, por seus minerais carbonáticos serem solúveis
em águas ácidas e eles perderem o polimento, a cor atenua-se, e os defeitos da
pedra tornam-se mais visíveis. Somente o mármore branco de Carrara, de
procedência italiana, possui qualidade para trabalhos em áreas externas, serviços
domésticos e sanitários.
138
Figura 55 – Fotomicrografia: calcário com
cristais de calcita. Aumento 40x
Figura 56 – Foto da rocha: mármore vermelho
Figura 57 – Foto da rocha: mármore rosa
Figura 58 – Foto da rocha: mármore creme
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.5 Rochas argilosas
6.4.5.1 Argilito
São rochas de granulação muito fina (possuem granulação menor que 0,004
mm) maciças e compactas, sendo compostas por argilas litificadas, isto é, argilas
compactadas e exibindo orientação dos minerais foliados.
Os argilitos possuem granulação finíssima, de coloração cinza até preta,
amarela, verde ou avermelhada (Figura 59), bastante untuosa ao tato. Os principais
constituintes destas rochas são os minerais argilosos (aluminossilicatos). Segundo
Pianca (1955), a argila comum ou barro apresenta-se em massas terrosas,
diversamente coradas, untuosas ao tato, formando com a água uma pasta mais ou
menos plástica que, quando seca, se contrai. A ação do calor endurece a pasta,
conservando a forma e tornando-a porosa e permeável aos líquidos. Existem
diversos tipos de argilas; as principais são o caulim e as argilas plásticas. O caulim é
a argila pura, de cor branca, pouco plástica e empregada na fabricação de azulejos
e material sanitário. As argilas plásticas são utilizadas na fabricação de cerâmicas
comuns e possuem cor amarelada ou cinzentada.
139
Figura 59 – Foto da rocha: argilito avermelhado
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.5.2 Ardósias
As ardósias são rochas metassedimentares constituídas principalmente de
quartzo e minerais argilosos. A coloração geralmente é cinza, podendo ser, também,
preta, verde, vermelha e amarela. Segundo Frazão (2002), essas rochas possuem
planos de fraqueza (clivagem ardosiana) pelos quais são facilmente transformadas
em placas (Figura 60). Apresentam dureza moderada e são pouco alteráveis (Figura
61).
A resistência mecânica é influenciada pela direção de aplicação das forças.
Como pedra de revestimento, são muito utilizadas em ambientes externos. Não são
adequadas para a produção de pedra britada, devido às características da estrutura
que formam fragmentos achatados.
Figura 60 – Foto da rocha: ardósia apresentando
Figura 61 – Fotomicrografia: ardósia rica em
clivagem ardosiana
micas e quartzo. Aumento 40x
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.4.5.3 Xistos
Trata-se de uma rocha com mais de 20% de filossilicatos. Sua variedade é
bastante grande, em função de uma mineralogia muito variável. Varia na
dependência da composição química ou da rocha pretérita (Figura 62 e Figura 63).
Pode ser:
140
•
silico-aluminosa (pelítica): quartzo, muscovita, biotita, granada, cianita,
sillimanita, cordierita, andaluzita, estaurolita;
•
silico-magnesiana: clorita, talco, serpentina, tremolita, antofilita;
•
básica: clorita, actinolita, hornblenda, albita.
Figura 62 – Foto da rocha: xisto
Figura 63 – Fotomicrografia: xisto. Aumento 32x
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas
6.5 CARACTERÍSTICAS PETROGRÁFICAS DE ALGUMAS ROCHAS
A Tabela 13 apresenta as características petrográficas gerais de algumas das
principais rochas utilizadas no Brasil.
Tabela 13 – Características petrográficas gerais de rochas mais usadas no Brasil
Origem
ÍGNEA
SEDIMENTAR
METAMÓRFICA
Tipo
petrográfico
Mineralogia
essencial/secundários
Textura
Estrutura
Granitos
Microclina, plagioclásio,
quartzo, mica/anfibólio
Grossa
Média
Fina
Ortoclásio, plagioclásio,
piroxênios, micas,
feldpatóides
Grossa a
média
Compacta,
raramente
bandada
Compacta,
às vezes
bandada
Plagioclásio,
piroxênio/olivina
Grossa a
fina
Compacta
Olivina, piroxênios
Grossa
Compacta
Dolomitos
Gnaisses
graníticos
Quartzo, argila, sílica
amorfa
Dolomita
Feldspatos, quartzo,
mica
Média a
fina
Média
Grossa a
média
Quartzito
Quartzo, mica
Média
Sienitos
Dioritos
Monzonitos
Gabro
Diabásio
Basalto
Norito
Piroxenitos
Arenitos
Ardósias
Argilas, mica
Calcita, dolomita, sílica
Mármores
amorfa, argilas
Fonte: Frazão, 2002
Fina
Grossa a
fina
Estratificada
Compacta
Bandada
Compacta
Estratificada
Folheada
Compacta e
bandada
141
6.6 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DAS ROCHAS
Para a correta utilização das rochas e outros materiais pétreos nas
construções ou nas recuperações de estruturas históricas é necessário o
conhecimento de suas propriedades. Segundo Shestoperov (1983), as propriedades
dos materiais rochosos que interessam para o seu emprego numa obra de
engenharia são chamados de propriedades de engenharia ou de construção
tecnológica.
Qualificar um material rochoso é qualificar suas propriedades. Deste modo, a
qualidade de uma rocha será conhecida pela composição química, mineralógica,
petrográfica (textura e estrutura) e pelas propriedades físicas e físico-mecânicas.
Algumas, tais como a cor e a fratura, são avaliadas visualmente, enquanto outras
são determinadas por ensaios laboratoriais. Para Cavalcanti (1951), as propriedades
de uma rocha constituem os caracteres distintivos que permitem aceitá-la ou rejeitála, para determinada utilização, considerando um conjunto de vantagens e
desvantagens tecnológicas apresentadas. Portanto, a qualidade da rocha resulta de
sua performance em satisfazer favoravelmente às condições da obra e do projeto.
As propriedades das rochas visam auxiliar sobre o seu comportamento
mediante os procedimentos de construção, de conservação, de restauração e,
ainda, sobre processo de deterioração. As tecnologias e as pesquisas são variadas
quanto às propriedades agrupadas entre geológicas, físicas e físico-mecânicas.
Segundo Lazzarini e Tabasso (1986), os requisitos básicos relevantes para o
conhecimento de um conservador, que determinam as propriedades fundamentais,
são: durabilidade e trabalhabilidade. O primeiro é a razão direta da alterabilidade das
pedras. Segundo Petrucci (1978), é a capacidade de manter as suas propriedades
físicas e mecânicas com o decorrer do tempo e sob ação de agentes agressivos,
quer do meio ambiente, quer intrínsecos, sejam eles físicos, químicos ou mecânicos.
Para Lazzarini e Tabasso (1986) a durabilidade não é exatamente mensurável nem
quantificável, mas pode ser deduzida da observação direta sobre a pedra. O
segundo requisito, a trabalhabilidade, é a capacidade da pedra em ser afeiçoada
com o mínimo de esforço.
As propriedades a serem analisadas dependem da forma que a rocha está
sendo utilizada, como, por exemplo, estrutural, revestimento, entre outros.
Entretanto, segundo Haas (2003), as principais propriedades necessárias ao
142
conhecimento do profissional com finalidade de restauração, conservação e
recuperação são:
•
dureza;
•
compacidade ou grau de densidade;
•
porosidade;
•
permeabilidade;
•
higroscopicidade ou capacidade de absorção;
•
condutibilidade térmica;
•
compressão, tração, flexão e cisalhamento.
As propriedades podem ser conhecidas diretamente por meio de métodos de
estudo específicos ou por meios indiretos, pela imposição de solicitações físicas ou
mecânicas apropriadas. A qualidade de uma rocha pode ser avaliada, também, a
partir de informações sobre seu desempenho apresentado em obras e em condições
de serviços semelhantes ao pretendido, somadas às informações fornecidas pelos
ensaios tecnológicos.
Assim, segundo Frazão (2002), as propriedades das rochas podem ser
conhecidas através dos seguintes modos:
•
análise: implica em estudar com detalhe todas as particularidades da
rocha que possam ser de interesse para avaliar sua qualidade para uma
determinada aplicação;
•
determinação: implica na identificação de um parâmetro que quantifique a
propriedade de interesse. Podem ser utilizadas várias técnicas, mas todas
devem levar à obtenção do mesmo resultado;
•
ensaio: implica em simular solicitações às quais a rocha poderá ser
submetida quando em utilização. Os ensaios poderão ter procedimentos
variados e, mesmo para a determinação de uma mesma propriedade,
podem ser obtidos valores relativamente diferentes.
Para a caracterização de rochas, os principais ensaios tecnológicos adotados
no Brasil são (FRAZÃO, 2002):
143
•
apreciação macroscópica e análise petrográfica microscópica;
•
análise granulométrica;
•
determinação de índices físicos: massa específica, porosidade e absorção
de água;
•
determinação da forma de partículas;
•
determinação de propriedades térmicas: dilatação, condutividade e outras;
•
ensaios de reatividade;
•
ensaio de adesividade;
•
ensaios de alterabilidade;
•
ensaios de desgate abrasivo. Exemplo: tipo Amsler;
•
ensaio conjugado de abrasão e impacto. Exemplo: tipo Los Angeles;
•
ensaio de impacto de agregados. Exemplo: tipo Treton;
•
ensaio de impacto de placas;
•
ensaio de esmagamento;
•
ensaio
de
compressão
uniaxial
e
determinação
de
módulo
de
deformabilidade estático (elasticidade);
•
determinação da velocidade de propagação de ondas e de constantes
elásticas ultra-sônicas;
•
ensaio de tração indireta. Exemplo: tipo flexão e compressão diametral.
As propriedades, agrupadas entre físicas e mecânicas (PETRUCCI, 1978),
para caracterizar uma rocha, são:
•
físicas: cor, fratura, homogeneidade, massa específica e compacidade,
porosidade, permeabilidade, higroscopicidade, condutibilidade térmica e
elétrica, dureza, aderência;
•
mecânicas: as resistências à compressão, tração, flexão, cisalhamento,
desgaste e choque.
A padronização de procedimentos é dita normatização e o resultado é
conhecido como norma. A normatização permite tornar mais homogêneo e preciso o
tratamento dado a um determinado assunto, como, por exemplo, a execução de
144
ensaios e de análises, materiais adequados ao processo, representação matemática
das
propriedades,
entre
outros
requisitos.
Existem
diversas
instituições
normatizadoras que servem de referência para os ensaios tecnológicos em rochas,
como, por exemplo, American Society for Testing and Materials (ASTM – EUA),
Deutsches Institut fur Normung (DIN – Alemanha) e Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT).
De acordo com Frazão (2002), as rochas apresentam grande diversidade de
propriedades. Algumas são relevantes para uma determinada utilização; umas terão
utilidade direta, outras indireta. As propriedades das rochas que interessam à
construção civil, à recuperação ou ao restauro podem ser classificadas do seguinte
modo:
•
propriedades
geológicas:
são
propriedades
químico-mineralógico-
petrográficas e estão estreitamente ligadas à natureza da rocha, ou do
material pétreo. A natureza da rocha está refletida na composição
mineralógica, textura, estrutura, grau e tipo de alteração mineralógica,
além da solubilidade, cristalinidade, alterabilidade, coerência, entre outros
(SHESTOPEROV, 1983);
•
propriedades físicas: são propriedades altamente influenciadas pelas
propriedades geológicas. Podem ser resumidas em: densidade, massa
específica, porosidade, permeabilidade, capacidade de absorção de água,
dureza, calor específico, condutibilidade térmica, dilatação térmica,
expansibilidade e contrabilidade, adesividade, etc.
•
propriedades físico-mecânicas: são propriedades altamente influenciadas
pelas propriedades geológicas. São resumidas em: resistência à
compressão, à tração, ao cisalhamento, ao impacto, à deformabilidade ou
elasticidade, à britabilidade, à abrasividade, entre outros.
As propriedades são conhecidas através de ensaios tecnológicos. Os ensaios
são destrutivos por natureza e, para evitar a destruição do patrimônio, adotam-se
dados já consagrados ou pesquisas já realizada sobre determinado assunto.
Segundo Haas (2003), a questão da unificação dos ensaios direcionados para a
área da conservação, no Brasil, jamais foi discutida. A ABNT (Associação Brasileira
de Normas Técnicas), entidade nacional responsável pela normalização e
145
sistematização dos trabalhos técnicos, não menciona, para as pedras, nenhum tipo
de ensaio direcionado à área de conservação. O profissional conservador deve, se
necessário, contar com o auxílio multidisciplinar, neste caso de um geólogo, para
obter, com precisão, a identificação das características da peça em estudo.
A seguir, estão descritas as principais técnicas para conhecer as
propriedades geológicas, físicas e físico-mecânicas.
6.6.1 Propriedades geológicas
6.6.1.1 Análises petrográficas e mineralógicas
Os minerais principais das rochas que servem como elementos principais
para classificação são chamados de essenciais. Minerais acessórios são aqueles
presentes em volumes menores, podendo estarem ausentes sem que a
nomemclatura da rocha seja alterada.
As rochas que resultam da associação de minerais da mesma espécie são
chamadas de simples, como, por exemplo, o mármore branco de Carrara; enquanto
aquelas em cuja constituição entram vários minerais são denominadas de
compostas, como, por exemplo, o granito. Muitos são os minerais encontrados nas
rochas; alguns, entretanto, são comuns a diversas espécies. Pode-se citar alguns
importantes, como: quartzo, feldspato, calcita, argila, dolomita, entre outros.
As análises petrográficas e mineralógicas visam conhecer nas rochas, areias
e pedregulhos, as seguintes características:
•
características mineralógicas: conhecer os minerais essenciais, os
minerais acessórios e os secundários e a quantidade desses minerais;
•
textura: verificar a forma, o arranjo e a dimensão dos elementos
mineralógicos constituintes de uma rocha;
•
estrutura: verificar o arranjo macroscópico da rocha, bem como a forma
das rochas no espaço e a sua modalidade de disjunção;
•
estado de alteração dos minerais: verificar se estão sãos ou alterados e,
se alterados, o tipo de alteração;
•
grau e tipo de microfissuração: verificar se é intercristalina ou
intracristalina, se possui fissuras abertas ou preenchidas. As fissuras
146
também são chamadas de fraturas. A fratura refere-se à forma e ao
aspecto da superfície resultante da fragmentação da rocha, dependendo
da textura da rocha. A fratura indica a facilidade ou dificuldade que a rocha
apresenta à extração, ao corte, manual ou mecânico, ao polimento e à
aderência com as argamassas, sendo de grande significação prática para
o conhecimento da trabalhabilidade da rocha.
A análise petrográfica pode ser executada por via direta, pelas observações
macroscópicas a olho nu ou pela microscopia óptica em seções delgadas da rocha,
também conhecidas de lâminas petrográficas. Para minerais cujas características
não permitem que estes sejam identificados por via óptica, a análise pode ser
completada por via indireta, utilizando a análise difratométrica por raio X e pelas
análises térmica diferencial e química (FRAZÃO, 2002).
A análise mineralógica é feita em materiais em grãos, como no caso de areia
natural e pedregulhos. Neste caso, muitas vezes são necessárias as utilizações de
outros métodos (físicos e químicos) para completar o ensaio, devido à associação de
outros materiais à areia e ao pedregulho.
Segundo Frazão (2002), as principais características petrográficas e
mineralógicas
dos
materiais
rochosos
para
a
utilização
em
construções,
recuperações e restauros são:
•
o estado de alteração: tem influência na sua durabilidade e nas suas
propriedades físicas e mecânicas;
•
propriedades físico-químicas dependentes da composição mineralógica
que interagem com propriedades de ligantes.
A avaliação das características petrográficas e mineralógicas pode ser feita
por meio da NBR 7389 (Apreciação petrográfica de materiais naturais, para
utilização como agregado em concreto) e da NBR 12768 (Rochas para revestimento
– análise petrográfica).
As características petrogáficas e mineralógicas podem ter influências
químicas (matérias orgânicas e sais solúveis) e influência físicas (partículas de baixa
resistência e partículas que apresentam variação volumétrica por saturação e
secagem).
147
6.6.1.2 Composição química
A determinação da composição química de uma rocha não constitui elemento
suficiente para defini-la. Uma determinação rigorosa dos componentes químicos não
é exigida, pois a composição química de uma mesma rocha pode variar muito, de
amostra para amostra.
Segundo Rocha (2000), os limites gerais de erros permitidos nas diferentes
dosagens são aproximadamente os seguintes: SiO2 – 0,1%; TiO2 – 0,05%; Al2O3 –
0,1%; Fe2O3 – 0,1%; álcalis – menor que 0,07%. Para os demais componentes, se
aceita como limite a variação de 0,05%. A soma dos resultados de uma boa análise
deve variar entre 99,7 e 100,5%.
6.6.1.3 Reatividade
6.6.1.3.1 Matéria orgânica
A matéria orgânica que pode ocorrer em agregados é constituída
principalmente de húmus, isto é, ácidos húmicos, provenientes de decomposições
de vegetais. Pode ocorrer nos agregados, principalmente areias, e podem causar
retardos de pega de concretos e argamassas, influenciando na resistência final
desses compostos. Em materiais graúdos, a matéria orgânica não chega a ser
problemática, pois pode ser facilmente eliminada com lavagens.
A verificação das impurezas orgânicas nos agregados miúdos pode ser feita
por meio da NBRNM 49 (Agregados – determinação de impurezas orgânicas
húmicas em agregado miúdo), fazendo uma comparação da cor de uma solução
aquosa de hodróxido de sódio, à qual o agregado foi submetido, com a cor de uma
solução aquosa padrão de dicromato de potássio.
6.6.1.3.2 Sais minerais
Os sais, quando associados aos agregados, promovem alterações na pega e
no endurecimento. Segundo Frazão (2002), os principais compostos deletérios são
sais de chumbo e de zinco, óxidos de ferro, sulfatos (principalmente o gesso),
sulfetos e cloretos. Os compostos ferrosos são inconvenientes por produzirem
148
manchas de ferrugem, por oxidação, além de provocarem variação volumétrica
excessiva. Os sulfetos do tipo pirita e marcassita originam manchas, por oxidação, e
expansões, principalmente em temperatura e umidade elevadas. A corrosão
provocada por sulfetos é pontual, enquanto que a provocada por cloretos é
generalizada. As eflorescências são outros tipos de manifestação da presença de
sais, como, por exemplo, carbonatos de cálcio, sulfatos de cálcio, carbonatos e
sulfatos alcalinos.
A verificação da presença de sais minerais em algum meio pode ser feita
através da NBR 9917 (Agregados para concreto – determinação de sais, cloretos e
sulfatos solúveis).
6.6.1.3.3 Materiais pulverulentos
Materiais pulverulentos ou partículas finas são aquelas cuja dimensão é
menor que 0,074 mm, abaixo da qual estão os siltes, de 0,002 a 0,074 mm, e a
argila, menor que 0,002 mm. Esse material aumenta a quantidade de água de
amassamento, influenciando na trabalhabilidade e na resistência mecânica de
argamassas.
A presença de materiais pulverulentos pode ser verificada pela NBRNM46
(Agregados – determinação do material fino que passa através da peneira 75
micrometro, por lavagem).
6.6.1.3.4 Partículas macias e friáveis
As partículas macias apresentam baixa resistência, sendo, muitas vezes, de
forma achatada e de baixa densidade. Podem ser prejudiciais em compostos por
expandirem por absorção de água, como, por exemplo, torrões de argila. No caso de
argamassas, pode acarretar o aparecimento de buracos e, consequentemente, a
diminuição da resistência.
A presença de partículas macias ou friáveis pode ser verificada pela NBR
7218 (Agregados – determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis).
149
6.6.1.3.5 Minerais reativos
Alguns minerais apresentam reatividade quando em presença de certas
substâncias que os envolvem. Algumas reações são benéficas, outras deletérias.
Segundo Frazão (2002), as reações benéficas ocorrem entre agregados originados
de rocha calcária, pois se dá com aumento da eficiência da aderência
agregado/argamassa.
As reações deletérias são basicamente as denominadas reações álcaliagregado. Os tipos mais freqüentes são: reação álcali-sílica; reação álcali-silicato;
reação álcali-carbonato e reação de sulfato com alumínio.
6.6.1.4 Alteração e alterabilidade
As
rochas
utilizadas
para
construção
ou
conservação
têm
como
características principais a resistência e a durabilidade. Modificações nestes
atributos podem ocorrer ao longo do tempo, principalmente quando expostas ao
intemperismo. Porém, o grau das modificações e a velocidade com que ocorrem
dependem tanto da intensidade do intemperismo quanto do tipo de rocha utilizada. O
intemperismo que age nas rochas pode modificar tanto os minerais primários quanto
os secundários.
Segundo Frazão (2002), os mecanismos de alteração de uma rocha por
intemperismo se manifestam pela desagregação e pela decomposição. A
desagregação leva à perda da coesão da rocha. Então, a desagregação é um
mecanismo físico. A decomposição implica modificações progressivas na natureza
dos minerais; com isso, é um mecanismo físico-químico. A combinação destes dois
mecanismos é, porém, freqüente e a predominância de um sobre outro dependerá
sempre das condições ambientais. A verificação da adequação de uma rocha para
utilização em construções, quanto ao grau de alteração, se desenvolve desde a
escala macroscópica até a microscópica. Nesta, a avaliação é feita através da
identificação dos teores de minerais primários alterados, teores e tipos de materiais
secundários, além do grau de microfissuração presente, podendo ser inter ou
intracristalina. Na escala macroscópica são utilizados meios desde os sensoriais,
150
como, por exemplo, os táteis e visuais, até os mecânicos manuais, podendo
classificar as rochas desde sãs até muito alteradas, de coerentes até incoerentes
(Tabela 14).
A alterabilidade é definida como a potencialidade, maior ou menor, da rocha a
se alterar, de apresentar maior ou menor modificação de suas propriedades ao longo
do tempo. Para a verificação da alterabilidade é necessário conhecer, além do grau
de alteração, quais os efeitos causados pelas condições ambientais em questão. O
grau de alteração e a alterabilidade afetam todas as propriedades das rochas, das
quais se pode citar: modificação da distribuição granulométrica, aumento da
porosidade e da absorção de água e diminuição da resistência mecânica, da
aderência e da adesividade.
Tabela 14 – Roteiro para avaliação preliminar do estado de alteração e do grau de coerência de
rochas
Parâmetro
Rocha
Sigla
Sã
A1
Pouco
alterada
Medianamente
alterada
Estado de
Alteração
Grau de
coerência
A2
A3
Muito alterada
A4
Coerente
C1
Medianamente
coerente
C2
Pouco
coerente
C3
Incoerente
C4
Características
Macroscopicamente, não há indícios de alterações físicas
ou químicas; minerais apresentam brilho.
Alteração incipiente dos minerais; em geral, a rocha exibe
pouca descoloração.
Minerais medianamente alterados; geralmente, não
apresentam brilho.
Minerais muito alterados, por vezes pulverulentos e
frágeis; totalmente sem brilho.
Quebra com dificuldade ao golpe do martelo e produz
poucos fragmentos e de bordas cortantes; superfície
dificilmente riscável por lâmina de aço.
Quebra com relativa facilidade ao golpe do martelo e
produz fragmentos com bordas quebradiças por pressão
dos dedos; superfície riscável por lâmina de aço.
Quebra com muita facilidade ao golpe de martelo
(esfarela) e produz fragmentos que podem ser partidos
manualmente; superfície riscável por lâmina de aço, que
deixa sulcos profundos.
Quebra facilmente com a pressão dos dedos e se
desagrega; pode ser cortada por lâmina de aço.
Fonte: Frazão, 2002
Segundo Frazão (2002), alguns critérios disponíveis para os ensaios são os
seguintes:
•
índices de alteração e alterabilidade:
relação
entre
minerais
sãos
microfissural e minerais secundários;
e
minerais
alterados,
estado
151
balanço iônico;
evolução dos valores de massa específica aparente, de porosidade
aparente e de absorção d’água;
variação granulométrica;
variação da resistência;
variação da granulometria conjugada à variação de resistência.
•
Procedimentos para ensaios de alteração: ensaios de alterabilidade das
rochas podem ser verificados por meio das normas NBR 12695, NBR
12696 e NBR 12697.
6.6.2 Propriedades físicas
6.6.2.1 Granulometria
As rochas que são utilizadas em concretos, argamassas, pavimentos,
enrocamento, entre outros, são utilizadas na forma granular. A granulometria tem
importância fundamental, pois influirá na compacidade dos agregados, resultando
em maior ou menor índice de vazios.
A análise granulométrica é a técnica utilizada para determinação da
distribuição granulométrica, sendo executada por peneiramento. As peneiras
utilizadas no Brasil são de malhas quadradas, seqüenciadas pelos tamanhos das
suas aberturas ordenadas em progressão geométrica de razão dois.
Além da distribuição dos grãos, a análise granulométrica permite obter dois
importantes parâmetros: dimensão máxima característica dos fragmentos e módulo
de finura. O módulo de finura é um número correspondente à abertura da malha na
qual ocorrem 5% do material retido acumulado. Pelo modo de finura (MF), pode-se,
por exemplo, classificar as areias em: grossas (MF<3,9); média (3,9<MF<2,4); e fina
(MF<2,4). Os agregados graúdos são, geralmente, classificados pelas dimensões
nominais, sendo a dimensão nominal dada por um diâmetro máximo e um diâmetro
mínimo.
A determinação da composição granulométrica pode ser verificada pela NBR
7217 (Agregados – determinação da composição granulométrica).
152
6.6.2.2 Adesividade
Adesividade é a propriedade que as rochas apresentam de reter uma dada
substância na sua superfície. É um fenômeno físico-químico e depende da natureza
da rocha e da composição química da substância ligante. Portanto, é no tipo de
rocha que são consideradas as variações do grau de adesividade. Essas variações
são muito dependentes da composição mineralógica da rocha, a qual, também,
determina a propriedade da sua superfície.
A adesividade pode ser verificada pela NBR 12583 (Agregado graúdo –
verificação da adesividade a ligante betuminoso).
6.6.2.3 Formas de fragmentos
A fragmentação de rochas por processos mecânicos, como, por exemplo,
britagem, resultará em produtos constituídos de fragmentos de forma e dimensões
variadas. As formas que ocorrem nas rochas britadas recebem várias designações:
cúbica (ou esférica), lamelar (ou achatada, ou discóide), alongada (ou prismática) e
alongada-lamelar. Essas formas resultantes são influenciadas pela estrutura da
rocha e pela sua textura.
De acordo com Frazão (2002), os fragmentos são importantes propriedades
dos agregados. Agregados com graus mais elevados de cubicidade apresentam
resistências mais elevadas e maior trabalhabilidade em argamassas, e promovem
menor índice de vazios, dentre outras vantagens.
As formas de fragmentos podem ser verificadas pelas normas NBR 6954
(Lastro padrão – determinação da forma do material) e NBR 7809 (Agregado graúdo
– determinação do índice de forma pelo método do paquímetro – método de ensaio).
6.6.2.4 Índices físicos
Os índices físicos das rochas são as propriedades de massa específica ou
densidade, porosidade e absorção de água.
153
6.6.2.4.1 Massa específica ou densidade
A rocha no seu estado natural apresenta-se como um conjunto de minerais
ocupando um determinado tamanho, formado pelos minerais e pelos vazios entre
estes. Pode-se distinguir a massa específica absoluta ou real e a massa específica
aparente.
A determinação da massa específica aparente no laboratório é feita da
seguinte forma:
•
secagem da amostra de rocha em uma estufa à temperatura de 105oC,
durante 24 horas. Após seu resfriamento, pesa-se a amostra (peso W0 );
•
submersão por completo da amostra em água durante 24 horas. Logo
após, pesa-se a amostra em estado de saturação (peso Ws );
•
com a amostra ainda saturada, pesa-se dentro d’água (peso Wa ).
A massa específica aparente será, portanto (Equação 6):
ρa =
W0
Wa − W s
(Equação 6)
Porém, esta expressão tem pouca importância prática, pois não existem
rochas com compacidade absoluta. O peso específico real é maior do que o
aparente e pode ser calculado da seguinte forma:
•
a quantidade de água que satura os poros de uma amostra (A) (em
gramas ou centímetros cúbicos) é igual a:
A = W a − W0
•
(Equação 7)
essa quantidade de água é retirada do peso Wa , para obter o peso
específico real ( ρ r ):
154
ρr =
W0
Wa − A − W s
(Equação 8)
De acordo com Rocha (2000), os fatores que influenciam a densidade das
rochas são:
•
estado de alteração:
pela transformação por reações químicas dos minerais densos em
minerais menos densos;
•
pelo aumento de volume desses mesmos minerais.
porosidade e compacidade:
rochas muito porosas são de densidade baixa;
a resistência à compressão cresce com a densidade;
a resistência ao desgaste cresce com a densidade;
a dificuldade de corte cresce com a densidade.
6.6.2.4.2 Porosidade
A porosidade indica a presença de vazios ou poros, podendo conter gases ou
líquidos. Segundo Cavalcanti (1951), a porosidade de uma rocha tem influências
importantes em relação à resistência à compressão e à permeabilidade, além de
estar ligada à ação de agentes exteriores de degradação, como, por exemplo, a
umidade e a vegetação. Quanto maiores e mais numerosos forem os poros, menos
resistentes à compressão; a permeabilidade não é proporcional à porosidade, pois
depende do tamanho e da dispersão dos poros. É muito importante conhecer o valor
de porosidade, mas em paralelo deve-se conhecer o tamanho e a forma dos poros
(LAZZARINI e TABASSO, 1986).
De acordo com Rocha (2000), as rochas podem ser classificadas quanto à
porosidade da seguinte forma (Tabela 15 e
Tabela 16):
Tabela 15 – Porosidade das rochas
Tipo
Extremamente porosa
Muito porosa
Bastante porosa
Medianamente porosa
Pouco porosa
Porosidade (%)
50%
10% a 30%
5% a 10%
2,5% a 5%
1% a 2,5%
155
Fonte: Rocha, 2000
Tabela 16 – Tipos de rochas
Rocha
Granito
Arenito
Calcário
Argila
Porosidade (%)
0,5% a 1,5%
10% a 20%
5% a 12%
45% a 50%
Fonte: Rocha, 2000
6.6.2.4.3 Absorção ou higroscopicidade
A absorção é a quantidade de água, ou líquido qualquer, capaz de preencher
os poros, definindo uma importante propriedade das rochas. Esta propriedade
representa a capacidade da rocha em absorver e reter a água nos seus poros. A
capacidade de absorção é expressa, em porcentagem, da seguinte maneira
(Equação 9):
 W − Ws
C a =  a
 Ws

.100%

(Equação 9)
Onde:
•
C a : capacidade de absorção;
•
Wa : peso imerso;
•
Ws : peso seco.
As propriedades das rochas são muito influenciadas pela absorção de água.
Rochas com alta absorção de água apresentam aumento na massa específica e na
condutividade térmica; enquanto que a resistência mecânica diminui.
A massa específica, a porosidade e a absorção de água podem ser
determinados por meio das normas NBR 6458 (Grãos de pedregulho retidos na
peneira de 4,8 mm – determinação da massa específica, da massa específica
aparente e da absorção de água) e NBR12766 (Rochas para revestimento –
determinação da massa específica aparente, porosidade aparente e absorção
d'água aparente).
156
6.6.2.5 Permeabilidade
Permeabilidade é a capacidade de percolação de gases e líquidos através
dos capilares da rocha (PETRUCCI, 1978). A permeabilidade e a porosidade são
propriedades bem distintas: enquanto esta se refere à quantidade de vazios que
podem ser cheios de líquidos ou gases, a permeabilidade trata-se da passagem
desses fluidos através de seus poros.
A porosidade depende das dimensões, do número de poros ligados à
superfície da pedra e do tipo e das dimensões dos canais que ligam entre si e ao
exterior os poros da pedra; enquanto a permeabilidade depende do tipo, das
dimensões e da disposição dos canais que atravessam a pedra, a porosidade
depende da relação entre o volume de vazios e o volume total e a permeabilidade,
além dessa relação, depende ainda da disposição desses vazios (ROCHA, 2000).
As rochas metamórficas e magmáticas apresentam baixa permeabilidade,
enquanto as sedimentares apresentam alta permeabilidade.
6.6.2.6 Dureza
A dureza de uma rocha é avaliada pela maior ou menor facilidade de se
deixar serrar, podendo ser brandas, semiduras (calcários), duras (mármores) e
duríssimas (granitos). A trabalhabilidade é afetada em função da dureza, daí a sua
importância (PETRUCCI, 1978).
A dureza de um mineral vem expressa em número, por meio da escala de
Mohs (Tabela 17). A escala de Mohs é constituída de dez minerais em ordem
crescente de dureza, de modo que cada um deles arranhe ou marque o precedente
(LOPEZ, 1964). Como as rochas são formadas por vários minerais, a dureza de uma
rocha fica de difícil determinação. Na prática existem três estados de dureza:
•
riscável pela unha ou exageradamente fácil pelo canivete;
•
riscável pelo canivete;
•
dificilmente ou não riscáveis pelo canivete.
157
Tabela 17 – Escala de Mohs
Rocha
Talco
Gipsita (gesso)
Calcita
Fluorita
Apatita
Dureza
Rocha
1
Feldspato
2
Quartzo
3
Topázio
4
Coríndon
5
Diamante
Fonte: Lopez, 1964
Dureza
6
7
8
9
10
6.6.2.7 Condutibilidade térmica
A condutividade térmica é uma propriedade que o material possui de
transmitir, através da sua espessura, um fluxo térmico resultante da diferença de
temperatura entre as faces opostas do material. Segundo Lazzarini e Tabasso
(1986), condutibilidade térmica é a capacidade de deixar propagar calor no seu
interior e a condutividade é inversamente proporcional à porosidade.
Na construção de edifícios, o isolamento térmico constitui um problema de
grande importância; ele é obtido construindo-se paredes e coberturas com material
que não permita a passagem de calor. A grande espessura dos elementos
constituintes de construções antigas tinha como um dos fundamentos principais o
isolamento térmico (CAVALCANTI, 1951).
A condutividade térmica é expressa pelo coeficiente de condutividade
(Equação 10), que pode ser representada da seguinte forma (FRAZÃO, 2002):
Q = λ.
S .(T1 − T2 ).Z
a
(Equação 10)
Onde:
•
Q : quantidade de calor que atravessa uma parede (kcal);
•
λ : coeficiente de condutividade (kcal/m.h.ºC);
•
S : área da superfície (m2);
•
T1 − T2 : diferença de temperatura entre as faces da parede (ºC);
•
Z : tempo de migração do calor entre as faces (h);
•
a : espessura da parede (m).
158
Segundo Rocha (2000), para oferecer o mesmo isolamento térmico, uma
parede de pedra deve apresentar uma espessura de 2,50m, enquanto que com
outros materiais, como, por exemplo, concreto celular, seria suficiente apenas 0,07m
(Figura 64). Portanto, a pedra não é material adequado para atender ao isolamento
térmico, o que não sucede com outros materiais, sendo alguns especialmente
elaborados para esse fim e, portanto, mais convenientes.
Figura 64 – Diversidade do comportamento térmico de alguns materiais
Fonte: Rocha, 2000
6.6.2.8 Dilatação térmica
A dilatação térmica é uma propriedade vetorial e depende muito da natureza
mineralógica da rocha, da sua estrutura e da sua porosidade. Segundo Frazão
(2002), os minerais que compõem a rocha têm coeficiente próprio de dilatação, ou
melhor, um mesmo mineral pode apresentar dois coeficientes de dilatação, um na
direção paralela ao eixo cristalográfico e outro na direção perpendicular a este eixo,
como é o caso do quartzo. A dilatação térmica também é influenciada pela estrutura
e porosidade da rocha. Nas rochas porosas, os minerais tendem a se expandir na
direção dos poros, diminuindo o valor total da dilatação, sendo, portanto, uma
propriedade importante para rochas destinadas a revestimentos de edificações.
De acordo com Frazão (2002), uma rocha na forma de prisma de
comprimento L1 , sendo submetida a uma variação de temperatura, T1 − T2 ,
159
apresentará uma dilatação L1 − L2 e seu coeficiente de dilatação β (em ºC
-1
ou
mm/(mºC)) será da seguinte forma (Equação 11):
β=
L2 − L1
1
∆L
.
=
L1
T2 − T1 L1 .∆T
(Equação 11)
A dilatação térmica pode ser determinada pela norma NBR 12765 (Rochas
para revestimento – determinação do coeficiente de dilatação térmica linear).
6.6.2.9 Aderência
É a propriedade que a rocha possui em ligar-se à argamassa. A aderência
resulta da ação química dos aglomerantes, pelas afinidades dos materiais em
contato durante a pega, e da ação mecânica, desenvolvida pelo endurecimento da
argamassa nas saliências da pedra, às quais ela se adapta e se incorpora.
A fratura e a porosidade das rochas influenciam na sua maior ou menor
aderência com as argamassas, sendo as pedras de fratura áspera e irregular as que
fazem melhor aderência. A textura também é índice de boa ou má aderência da
pedra, uma vez que dela resulta a fratura da pedra. A aderência é avaliada pelo
esforço de tração necessário para separar a rocha da argamassa, referida à
umidade de superfície (CAVALCANTI, 1951).
6.6.2.10 Cor
A cor é uma propriedade com importância quando tem finalidade decorativa,
sendo considerada uma propriedade bastante fraca, pois algumas rochas podem
apresentar cores diversas em uma mesma jazida. Quanto à classificação das
rochas, tendo por base sua cor, pode-se citar:
•
rochas
monocromáticas:
formadas
de
uma
única
coloração,
uniformemente distribuída;
•
rochas policromáticas: formadas de duas ou mais cores. Entre as
polícromáticas incluem-se: bícromas, trícromas, etc, conforme sejam duas
ou mais as suas cores respectivamente.
160
Segundo Rocha (2000), as cores amarelas, alaranjadas e vermelhas derivam
de pigmentações de hidróxidos de ferro, enquanto as colorações cinzentas e pretas,
típicas de calcários e dolomitos, são produzidas por pigmentos carbonosos ou
betuminosos dispersos na rocha. A coloração verde depende de compostos de ferro
(sulfetos) e de níquel, ou mais freqüentemente de pequenos grânulos de minerais
verdes dispersos, como: clorita, epídoto, glauconita.
O intemperismo pode alterar a cor de uma rocha; em geral, as colorações
devidas ao ferro realçam ou escurecem sob a ação do tempo. As granadas
almanditas são minerais de cor vermelha e de brilho vítreo, nos quais é grande a
predominância de ferro; elas decompõem-se sob a ação do tempo, circundando-se
de uma espécie de ferrugem que compromete muito o intuito decorativo que induz a
sua aplicação. Os pontos vermelhos e brilhantes, que davam à rocha um grande
valor decorativo, transformam-se em massas opacas, escuras ou pardacentas,
manchando-a e atestando a sua nocividade (CAVALCANTI, 1951).
O polimento influi favoravelmente na resistência da pedra à ação do tempo,
impedindo o acúmulo de sujidades, a aderência de vegetais inferiores e permitindo
limpeza fácil, como também acentua as cores da pedra. Os materiais polidos não
absorvem rapidamente o calor, e por essa razão não aquecem facilmente, o que
constitui mais uma vantagem.
6.6.3 Propriedades físico mecânicas
As rochas têm a função de suportar nas construções esforços que tendem a
deformá-las e a rompê-las, como, por exemplo, compressão, tração, flexão,
desgaste, entre outros. O conhecimento das propriedades mecânicas obtidas por
ensaios nas condições as mais semelhantes possíveis em que as rochas estão nas
construções, verificará uma segurança e estabilidade na obra, seja em construções,
reforços ou restaurações.
161
6.6.3.1 Resistência à compressão e módulo de deformabilidade
6.6.3.1.1 Compressão uniaxial
As rochas utilizadas em construções são freqüentemente solicitadas à
compressão, em diversos níveis de intensidade, rompendo-se quando este nível é
superior ao que ela pode suportar. A resistência à compressão é uma das principais
propriedades de uma rocha a ser utilizada em construções. Segundo Frazão (2002),
é comum determinar qual o esforço capaz de provocar a quebra da rocha. Este
esforço é a tensão de ruptura ou tensão última. A ruptura é precedida por um
aumento de volume e da velocidade de propagação de fissuras. A compressão, bem
como outros parâmetros físicos mecânicos, permite qualificar tecnologicamente as
rochas, compatibilizando os esforços das estruturas com os das rochas.
A tensão máxima σ máx (N/m2) que uma rocha se rompe, a partir de um corpo
de prova com área de topo S (m2) e submetido a uma força F (N), é dada por:
σ máx =
F
S
(Equação 12)
No ensaio de compressão, as distribuições de tensões devem ter certa
uniformidade e, por isso, o corpo-de-prova deve apresentar geometria o mais regular
possível, enquanto os pratos da prensa de compressão devem ser planos, lisos e os
mais rígidos possíveis.
A alteração da relação base: altura de um corpo-de-prova apresentará
diferentes valores de tensão de ruptura para uma mesma rocha. Uma relação 1:1
apresentará resistência maior que um corpo-de-prova da mesma rocha com relação
1:2 (LUNDBORG, 1967). Segundo Cavalcanti (1951), da mesma forma, para um
mesmo volume de corpo-de-prova, os de forma cilíndrica apresentarão menor
resistência que os de forma quadrática, na qual eles guardam a seguinte proporção
(Equação 13):
σ cubos = 1,07.σ cilindros
(Equação 13)
162
Além disso, a resistência à compressão uniaxial das rochas será influenciada
também pela taxa de carregamento, expressa na relação força/área/tempo (F/S/t).
Quanto maior essa taxa, maior o valor da tensão (HOUPERT, 1974).
O teor de umidade também influencia na resistência à compressão. A rocha
no estado saturado apresenta resistências menores que no estado seco, pois a água
é incompressível, atuando como transmissora da energia aplicada. Assim, alguns
pesquisadores aconselham obter um coeficiente de enfraquecimento ( R ), que é a
relação entre a tensão da rocha no estado saturado ( σ sat ) e no estado seco ( σ sec )
(Equação 14). Não é aconselhável utilizar rochas com R < 0,75 .
R=
σ sat
σ sec
(Equação 14)
De acordo com Houpert (1974), a resistência à compressão de rochas é
influenciada também pela dimensão dos seus grãos. Para duas amostras de rochas
com a mesma composição mineralógica, mesmo teor de umidade e mesmo tipo de
estrutura, mas com dimensões de grãos diferentes, aquela que apresentar grãos de
dimensões menores apresentará maior resistência à compressão. Isto se deve ao
fato de que numa rocha de grãos menores existe um maior número de superfícies
intercristalinas que se opõem à propagação das fissuras que precedem a ruptura.
A resistência à compressão uniaxial pode ser determinada de acordo com a
norma NBR 12767 (Rochas para revestimento – determinação da resistência à
compressão uniaxial).
6.6.3.1.2 Módulo de elasticidade ou de deformabilidade estático
Módulo de elasticidade é a propriedade que a rocha apresenta de restituir sua
forma original quando a carga que atuava sobre ela e a deformava de um certo grau
é retirada. O retorno à forma original pode ser completo ou parcial. É completo
quando a carga aplicada é baixa, ou a elasticidade da rocha é alta. Quando a
elasticidade é baixa ou a carga aplicada é muito alta, o retorno à forma original é
parcial, acontecendo uma deformação residual (FRAZÃO, 2002).
163
As rochas têm um comportamento elasto-frágil, pois, com a atuação de
cargas elevadas sobre elas, sempre haverá uma deformação residual e, à medida
que as cargas aumentarem, a rocha tenderá a se fraturar instantaneamente.
De acordo com Frazão (2002), a elasticidade da rocha, ou de qualquer outro
material, é normalmente caracterizada pelo módulo de elasticidade, ou módulo de
Young ( E ) (Equação 15), o qual relaciona o acréscimo de deformação ( ∆ε )
alcançada (Equação 16) pela rocha em relação ao acréscimo de carga ( ∆τ ) ou de
tensão ( ∆σ ) aplicada:
E=
∆τ
∆σ
ou E =
∆ε
∆ε
(Equação 15)
Sendo:
∆ε =
∆L
L0
(Equação 16)
O módulo de elasticidade pode ser determinado por meio de compressão
uniaxial (módulo de elasticidade estático – E e ) ou por velocidade de propagação de
pulso ultra-sônico (módulo de elasticidade dinâmico – E d ). O módulo de elasticidade
estático é determinado com as técnicas convencionais para ensaios de compressão
uniaxial, incorporando-se dispositivos que permitam medir as deformações durante o
carregamento, como, por exemplo, extensômetros elétricos, transdutores diferenciais
e relógios comparadores.
A deformação utilizada para o cálculo do módulo de elasticidade estático é,
geralmente, a deformação axial ( E a ). Portanto, também se pode utilizar e medir as
deformações radiais ( E r ). Nesse ensaio pode-se também determinar o coeficiente
de Poisson (ν ), que é a relação entre a deformação axial e a radial, mais
precisamente, é a relação entre o ângulo da deformação axial na curva tensão X
deformação e o ângulo da deformação radial na mesma curva. O valor do coeficiente
de Poisson varia de 0 a 0,5, sendo em torno de 0,25 para rochas cristalinas não
alteradas, e tende para 0,5 para rochas mais brandas. Além disso, com as
164
deformações axial e radial pode-se calcular a deformação volumétrica ( E v ) com a
seguinte expressão:
E v = E a + 2 .E r
(Equação 17)
6.6.3.2 Resistência ao choque
Resistência ao choque é a propriedade que uma rocha tem de resistir ao
impacto de um peso que cai de uma certa altura. É medida pelo produto do peso
que cai pela altura da queda, que causa a ruptura do corpo de prova.
Em edificações históricas, o conhecimento desta propriedade influencia na
determinação do tipo de uso que se dará ao bem, pois as novas sobrecargas, tanto
permanentes quanto temporárias, que porventura atuem na antiga estrutura,
deverão ser previamente estudadas e determinadas, de forma a garantir a
integridade e a durabilidade do monumento.
Segundo Rocha (2000), o ensaio é conhecido como Resistência ao Impacto
Treton, e consiste em submeter vinte fragmentos de rochas com dimensões entre
3/4 e 5/8 de polegadas, lavados e secos, a dez impactos de um peso de 15,883kg,
caindo em queda livre de uma altura de 384mm. O material é lavado para retirada do
pó, secado e pesado. A Resistência ao Impacto de Treton será dado pela (Equação
18:
 Pi − Pf
Rc = 
 Pi

.100%

(Equação 18)
6.6.3.3 Resistência ao desgaste
As rochas utilizadas nas construções estão sujeitas a solicitações de
desgastes por atrito mútuo ou desgastes por abrasão. A resistência ao desgaste por
atrito mútuo é, geralmente, determinada pela pedra britada e fornece a resistência
que a rocha apresenta sob a forma de agregado quando submetida a atrito mútuo de
seus fragmentos. Alguns métodos de ensaio mandam acrescentar, junto aos
fragmentos de rocha, uma carga abrasiva constituída de esferas de ferro fundido ou
aço, de dimensões e composição química especificadas. Quando a rocha é utilizada
165
na forma de placas de revestimentos de pisos, ocorre desgaste por abrasão e a
resistência dessa rocha é verificada através de abrasão por abrasivos especificados.
Uma rocha será tanto mais desgastável ou abrasivel quanto menor for a sua
dureza e esta, por sua vez, é o resultado da dureza dos seus minerais constituintes
e do grau de compacidade da rocha. A determinação de dureza de uma rocha de
forma direta é uma prática complexa e o resultado pode não refletir a realidade da
rocha. Isto é devido às diferenças de dureza dos minerais que constituem a mesma
amostra de rocha. A maneira mais usual de se determinar a dureza de uma rocha é
por via indireta, por meio de solicitações de desgaste ou abrasão em que a rocha
pode ser solicitada.
Entretanto, o desgaste é a propriedade que uma rocha possui de resistir à
remoção progressiva de constituintes de sua superfície, a qual pode ser medida ou
por diminuição de volume ou de altura do corpo-de-prova, ou por perda de massa
(FRAZÃO, 2002). Então, um corpo-de-prova de rocha com uma área S , altura inicial
H 1 e final H 2 , uma massa inicial M 1 , final M 2 e uma massa específica aparente
ρ a , pode ter seu desgaste ( D ) calculado pelas seguintes relações:
D = H 1 − H 2 (mm)
(Equação 19)
D=
M1 − M 2
(kg / m 2 )
S
(Equação 20)
D=
M1 − M 2
.100%
M1
(Equação 21)
D=
M1 − M 2
.100%
ρ a .S
(Equação 22)
Os equipamentos para esses tipos de ensaios são variados. No Brasil, para a
determinação do desgaste em rochas para utilização em revestimentos utiliza-se um
aparelho denominado Abrasímetro e areia normatizada no 50. Nesse processo, dois
corpos-de-prova na forma de placa (7,0x7,0x2,0)cm3 são pressionados sobre um
disco metálico de alta dureza sobre o qual é lançada areia quartzoza. O desgaste do
corpo-de-prova ocorre à medida que o disco gira e promove o contato da areia com
a rocha. Os resultados são calculados, após 500 e 1000 voltas, pela medição das
alturas do corpo-de-prova em mm (FRAZÃO, 2002).
166
Para a determinação da potencialidade dos agregados se desgastarem
utiliza-se o ensaio de abrasão “Los Angeles” ( ALA ). Este ensaio pode ser verificado
pela norma NBRNM51 (Agregado graúdo – determinação de abrasão "Los Angeles")
e consiste de um tambor giratório de aço e alta dureza no qual é introduzida uma
amostra de rocha, com granulometria e massa pré-determinada, juntamente com
esferas de aço. Após um número determinado de rotações do tambor de aço, o
desgaste é calculado pelo percentual de massa perdida, e quanto maior o valor
desta relação, mais desgastável é a rocha (Equação 23):
ALA =
M1 − M 2
.100%
M1
(Equação 23)
6.6.3.4 Esmagamento
O ensaio de esmagamento é executado em um conjunto de fragmentos,
numa certa granulometria, com uma massa M 1 , pré-compactada em um cilindro de
aço rígido. Esses fragmentos são submetidos à compressão por meio de um êmbolo
até alcançar uma determinada carga, a uma velocidade baixa pré-fixada. Após o
ensaio, uma massa M 2 é determinada por peneiramento numa malha também préestabelecida (FRAZÃO, 2002). O ensaio de esmagamento ( ESM ) é fornecido pela
seguinte expressão:
ESM =
M1 − M 2
.100%
M1
(Equação 24)
O ensaio de esmagamento pode ser feito através da norma NBR 9938
(Agregados – determinação da resistência ao esmagamento de agregados graúdos).
A Tabela 18 mostra valores de abrasão “Los Angeles” ( ALA ) e esmagamento
de algumas rochas.
167
Tabela 18 – Ensaios de abrasão “Los Angeles” e esmagamento de diferentes tipos de rochas
Tipo de rocha
ESM
ALA
Quartzitos (N=3)
20 ± 6
23 ± 6
Basaltos (N=18)
17 ± 3
17 ± 3
Granitos (N=18)
32 ± 9
26 ± 6
Diabásicos (N=8)
20 ± 2
16 ± 3
Gnaisses (N=16)
33 ± 9
26 ± 6
N = número de amostras ensaiadas
Fonte: Frazão, 2002
6.6.3.5 Resistência à tração
A resistência das rochas à tração não depende da resistência individual de
seus elementos constituintes, como sucede com a resistência à compressão. Ela é
função da coesão e da textura da pedra. As rochas podem estar sujeitas à tração
direta ou indireta. A tração direta raramente acontece numa aplicação qualquer. A
resistência à tração direta da rocha é cerca de 1/20 da resistência à compressão
uniaxial. A determinação da tração direta em rochas tem dificuldade operacional; por
isso, são utilizados métodos indiretos para a obtenção da resistência à tração.
Segundo Frazão (2002), um dos mais utilizados é o método da compressão
diametral ou método de Lobo Carneiro, ou, ainda, método brasileiro, descrito em
ISRM (1974). Este método consiste em submeter à tração um cilindro de altura igual
à metade do seu diâmetro. Assim, um corpo-de-prova cilíndrico de diâmetro D e
altura L , submetido a uma força P , distribuída em uma linha sobre a sua geratriz,
terá sua resistência à tração ( σ t ) por compressão diametral da seguinte maneira:
σt =
2 .P
π .D.L
(Equação 25)
6.6.3.6 Resistência à flexão
Quando a rocha é aplicada apoiada nas suas extremidades, como, por
exemplo, vergas, arquitraves ou consolos, ocorre o esforço de flexão. Este esforço
depende da direção da carga em relação aos planos de estratificação, do estado de
alteração da pedra, da presença de fissuras latentes, da umidade contida na pedra,
entre outros.
168
A resistência à flexão de uma rocha pode ser verificada pela norma NBR
12763 (Rochas para revestimento – determinação da resistência à flexão), onde se
tem uma força P aplicada em um corpo-de-prova de comprimento L , largura b e
espessura d , dada pela (Equação 26):
σf =
M
3.P.L
=
W 2.b.d 2
(Equação 26)
Onde:
•
M : momento fletor;
•
W : momento resistente da seção transversal da viga.
6.6.4 Ensaios não destrutivos
Além dos ensaios descritos anteriormente, tem-se os ensaios não destrutivos.
Os mais conhecidos estão descritos a seguir.
6.6.4.1 Teste de percussão
Utilizado para diversos tipos de materiais, como, por exemplo, pedra, madeira
e rebocos. É feito dando-se pequenas pancadas sobre a superfície a testar com um
martelo especial. Pelo som, mais oco ou mais surdo é possível (tendo experiência)
detectar espaços vazios ou descontinuidades do material. Segundo os especialistas
é falho e sua eficiência depende da prática do operador.
6.6.4.2 Teste de absorção
Faz-se depositando uma gota de água sobre a superfície. De acordo com a
forma que essa gota assume e a sua absorção mais ou menos rápida, pode-se ter
uma visão aproximada do comportamento do material:
•
se o material é hidrorrepelente: a gota manterá seu formato mais ou
menos esférico;
169
•
se é pouco absorvente: a gota se manterá por alguns segundos com a
forma mais ou menos curva;
•
se é muito absorvente: a gota se espalhará assim que entre em contato
com o material.
6.6.4.3 Teste de efervescência
Para verificar se uma pedra é calcária, faz-se um ensaio de gotejamento com
um ácido fraco, geralmente HCl diluído, ou, de forma mais improvisada, com vinagre
(ácido acético) ou gotas de limão. A efervescência do ácido garante a existência de
calcário na amostra.
6.6.4.4 Teste de movimentação de fissuras
Para verificar se uma fissura estabilizou ou se ainda está em progressão,
existe um teste em que se instala um aparelho graduado, o extensômetro, que
monitora milimetricamente a progressão da abertura.
Uma versa imediatista deste teste é feita colocando-se uma testemunha, que
pode ser uma argamassa fraca ou uma tira de papel presa dos dois lados da fissura,
que se romperá caso abertura aumente.
6.6.4.5 Ensaio de raio X
Utilizados na integridade de soldagens com metais, ou nas condições de
madeiras e pedras.
6.6.4.6 Ensaio de ultrassom
Utilizado para verificar descontinuidades e/ou diferenças entre materiais
diversos.
170
6.6.4.7 Fotogrametria
É uma forma de fazer levantamentos com fotos ortogonais à estrutura.
Permite uma leitura perfeita da estrutura e é claro das alterações de superfície e dos
deslocamentos e desaprumos. É um processo caro e complicado.
6.6.4.8 Medição de umidade
É realizada através de higrômetros, que são medidores especiais utilizados
para medir a umidade relativa de um material. É baseado na resistência elétrica do
material, que se reduz com a umidade. É calibrado para diversos materiais.
7 ENSAIOS
7.1 EDIFICAÇÕES AMOSTRAIS
Em uma grande parte da cidade do Rio de Janeiro encontram-se construções
históricas com alvenarias de pedra e argamassa de cal. Foi feita uma relação de
edifícios da cidade do Rio de Janeiro, principalmente de igrejas do centro histórico,
para obter amostras de rochas e de argamassas retiradas de suas alvenarias.
Porém, apenas as edificações descritas abaixo foram autorizadas pelo IPHAN
(Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional – 6a Superintendência
Regional) para a retirada dessas amostras.
7.1.1 Amostra 01 – Igreja de Nossa Senhora de Santa cruz
A Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz pertence à Fazenda da Taquara,
no município do Rio de Janeiro, na Taquara (Foto 62 e Foto 63).
Foto 62 – Sede da Fazenda da Taquara. Local da
Foto 63 – Fachada da Igreja de Santa Cruz
Igreja de Santa Cruz
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
172
7.1.1.1 Breve histórico da Fazenda da Taquara e da Igreja de Nossa Senhora de
Santa Cruz
Em 1616, nas imediações do Engenho d' Água, surgiu o primeiro núcleo de
ocupação de Jacarepaguá, no lugar também conhecido como Porta d' Água, que
hoje se chama Largo da Freguesia. Com o correr do tempo, o local e suas
imediações ficaram conhecidos como Jacarepaguá, em virtude da proximidade com
a Lagoa dos Jacarés. Com a ocupação se acentuando, uma parte das terras foi
desmembrada.
As terras do engenho foram desmembradas em 1653, quando os novos
proprietários deram início à construção da casa da Fazenda da Taquara e da igreja
de Nossa Senhora de Santa Cruz.
A
família
Teles
Barreto
de
Meneses
teve
grande
influência
no
desenvolvimento da região. Francisco Teles Barreto de Meneses (1625-1679), filho
de Diogo Lobo Teles de Meneses, adquiriu a Fazenda do Engenho da Taquara em
1658. Durante as décadas seguintes, os negócios da família expandiram-se com a
compra de novas fazendas e engenhos e, ao final do século, os Teles de Meneses
eram os maiores proprietários de Jacarepaguá. A Região ganhou tal importância no
período colonial que passou a ser conhecida como Planície dos onze engenhos
(Foto 64).
A Casa da Fazenda da Taquara e a Capela de Nossa Senhora de Santa
Cruz, são Bens Tombados pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional
desde 30 de Julho de 1938.
Foto 64 – Túmulo do Comendador Francisco Pinto da Fonseca e Maria Rosa da Fonseca Telles no chão da
Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz.
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
173
7.1.1.2 Situação atual
Por ser uma igreja do século XVI, diversificada em várias obras, tem as
exigências permanentes no sentido de guardar não só o estilo, o valor patrimonial,
mas a funcionalidade de cada setor, dentro de sua finalidade. Face ao desgaste
ocasionado pelo tempo, a Igreja está sendo aos poucos restaurada pelo proprietário.
Encontra-se atualmente sem telhado e com as paredes laterais da nave danificadas
pela ação da água e pela biodeterioração (Foto 65) e a parte superior por vegetação
de pequeno e médio porte, devido à falta de telhado em algumas partes (Foto 66).
No arco do cruzeiro (Foto 67) existe uma grande trinca que necessita de uma rápida
intervenção.
Foto 65 – Parede lateral da
nave
Foto 66 – Parte superior da parede
Foto 67 – Arco do cruzeiro danificado
com vegetação
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
7.1.1.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de argamassas (Amostra A01) (Foto 68) e rochas
(Amostras R01-A e R01-B) (Foto 69) para serem analisadas. Nas rochas foram
realizados ensaios de petrografia, e nas argamassas, foram feitos os seguintes
ensaios:
•
testes qualitativos de sais solúveis;
•
ensaios simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
174
Foto 68 – Amostra de argamassa A01: Igreja de
Foto 69 – Amostra de rocha R01-A e R01-B: Igreja
Santa Cruz
de Santa Cruz
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
7.1.2 Amostra 02 – Capela de Nossa Senhora das Graças
A Capela de Nossa Senhora das Graças (Foto 70) está localizada no
Educandário da Misericórdia (Foto 71), no município do Rio de Janeiro, na Rua São
Clemente, 446, Botafogo.
Foto 70 – Capela de Nossa Senhora das Graças
Foto 71 – Educandário da Misericórdia
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
7.1.2.1 Breve histórico do Educandário da Misericórdia
No ano de 1889 foi iniciado o processo para a criação do Asilo da
Misericórdia, para dar abrigo apropriado para as meninas que viviam de caridade
nos hospitais da Santa Casa, deixadas por suas mães enfermas ou enviadas pelas
autoridades. A urgente tarefa de retirá-las do convívio com os doentes fez com que
Visconde do Cruzeiro organizasse uma subscrição popular para angariar fundos. A
Princesa Isabel doou grande quantia e poetas e boêmios arrecadaram quantia ainda
maior.
Assim, foi comprada uma mansão na Rua São Clemente, cercada de floresta,
e foi iniciada a adaptação à nova função. Nesta etapa, foram necessários novos
recursos, doados por monarquistas, inclusive pelo Visconde de Ouro Preto. Em
1890, o Provedor Visconde do Cruzeiro renunciou ao cargo. Meses depois, o Asilo
175
foi inaugurado pelo novo Provedor Manoel de Oliveira Fausto com a presença do
Chefe do Governo Provisório, General Deodoro da Fonseca. Logo no primeiro ano
de funcionamento já estava lotado, mostrando a grande necessidade do Asilo.
O prédio, a despeito de suas linhas arquitetônicas simples, é uma bela
mansão erigida numa colina a duzentos metros da rua. Seu salão nobre ainda
ostenta a pintura primitiva feita no teto por artista anônimo. Com o decorrer do
tempo, foram adquiridos dois prédios vizinhos e o Educandário foi ampliado para
atender maior numero de crianças. Em 1988, iniciou-se uma reforma importante,
para preservar o patrimônio histórico dos prédios e também modernizar e conservar
as instalações. No Centenário da Instituição foi inaugurado o Auditório, totalmente
novo. A Capela de Nossa Senhora das Graças foi construída em 1917 e ampliada
em 1930.
7.1.2.2 Situação atual
Por ser um prédio centenário, diversificado em várias obras, tem as
exigências permanentes, no sentido de guardar não só o estilo, o valor patrimonial,
mas a funcionalidade de cada setor, dentro de sua finalidade. Face ao desgaste
ocasionado pelo tempo, o Educandário foi recentemente restaurado. Uma cozinha
industrial foi projetada desde o piso até o teto, com equipamentos adequados para o
funcionamento modelar. Despensas planejadas para conservação de alimentos. Um
auditório totalmente novo foi inaugurado. É um centro cultural, favorecendo a
educação artística e outras diversas áreas. Um moderno gabinete dentário com
equipamento totalmente novo foi instalado para atendimento das crianças. Novas
salas de aula e uma biblioteca foram adaptadas para uma melhor ação educadora.
Acompanhando o desenvolvimento tecnológico, foi criada uma sala especial de
audiovisual. Hoje, com capacidade para atender 500 crianças anualmente, o
educandário mantém cursos do maternal à 4ª série do primeiro grau. Assegura
atendimento educacional a carentes do Morro Dona Marta que fica ao lado. Um dos
aspectos mais apreciados no local é a sua beleza natural, preservada graças às
atividades que ali foram implantadas pela Santa Casa.
176
7.1.2.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de argamassas (Amostra A02) (Foto 72) e rochas
(Amostra R02) (Foto 73) para serem analisadas. Nas rochas foram realizados
ensaios de petrografia e, nas argamassas, foram feitos os seguintes ensaios:
•
teste qualitativo de sais solúveis;
•
ensaio simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
Foto 72 – Amostra de argamassa A01: Capela de
Foto 73 – Amostra de rocha R01: Capela de Nossa
Nossa Senhora das Graças
Senhora das Graças
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
7.1.3 Amostra 03 – Prédio do IPHAN – 6a SR
O prédio do IPHAN – 6a Superintendência Regional – situa-se na Avenida Rio
Branco, no 46 (Foto 74), no Centro da cidade do Rio de Janeiro. Trata-se de uma
edificação tombada pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional
(IPHAN), em 1978, por sua importância histórica e artística. O IPHAN funciona no
local desde 1986 (Foto 75).
Foto 75 – Porta do IPHAN: talhada em madeira no
estilo Neobarroco
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
a
Foto 74 – Prédio do IPHAN – 6 SR
177
a
7.1.3.1 Breve histórico do Prédio do IPHAN – 6 SR
O Prédio do IPHAN – 6a SR completou 100 anos no dia 30 de janeiro de
2008. O antigo Edifício Docas de Santos é um dos remanescentes da primeira fase
de construções da Avenida Central, atual Rio Branco, e um dos mais requintados
imóveis comerciais edificados após o Concurso de Fachadas, realizado pelo Prefeito
Pereira Passos, em 1905, com apoio do Presidente Rodrigues Alves, para incentivar
a construção da avenida.
O prédio foi projetado pelo arquiteto paulista Ramos de Azevedo, autor de
inúmeros e importantes projetos na cidade de São Paulo, entre os quais o do Teatro
Municipal, o da Santa Casa de Misericórdia e o do Palácio das Indústrias, atual sede
do Gabinete do Prefeito. As obras, executadas pela empresa Antônio Januzzi Irmãos
& Cia., foram concluídas em 1908, passando o imóvel a abrigar a Companhia Docas
de Santos.
De estilo eclético, possui estrutura mista, em alvenaria e ferro. Na sua
fachada, destacam-se, nos dois primeiros pisos, elementos decorativos em cantaria,
além de suas imponentes portas de entrada, em jacarandá. As portas-sacadas e as
janelas são coroadas por frontões de estilos, alternadamente, renascentista e
barroco. O prédio tem cinco pavimentos. Internamente, são detaques as pinturas
decorativas no hall de entrada, de autoria do alemão Benno Treidler; a clarabóia,
cuja luminosidade gerada a partir do terceiro andar é repassada, de piso a piso, até
o térreo, por lajes constituídas por tijolos de vidro; e a escada, em ferro fundido, que
perpassa os cinco pisos contornando o elevador de época, ainda em pleno
funcionamento.
7.1.3.2 Situação atual
Este ano, para comemorar o centenário, o prédio passou por obras de
restauração, especialmente no que diz respeito à infra-estrutura, como a
recuperação dos elevadores e das instalações elétricas e hidráulicas, entre outras
melhorias.
178
7.1.3.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de rochas (Amostra R03) (Foto 76) para serem
analisadas. Nas rochas foram realizados ensaios de petrografia.
Foto 76 – Amostra de Rocha R03: Prédio do IPHAN
Fonte: Mateus Martins, julho de 2006
7.1.4 Amostra 04 – Recolhimento de Santa Teresa – Museu de Arqueologia
O Recolhimento de Santa Teresa situa-se na Praça de Itaipu, s/no, na faixa
litorânea de Itaipu (Foto 77), região oceânica de Niterói, no Estado do Rio de
Janeiro. Trata-se de uma edificação tombada pelo Instituto do Patrimônio Histórico e
Artístico Nacional (IPHAN), em 1955. Seu entorno é bastante diversificado, com a
Vila de Pescadores, a praia de Itaipu, a Duna Grande e o Morro das Andorinhas.
Foto 77 – Museu de Arqueologia de Itaipu, Niterói, RJ
Fonte: Mateus Martins, 2003
7.1.4.1 Breve histórico do Recolhimento de Santa Teresa
O Recolhimento de Santa Teresa de Itaipu foi fundado em 17 de junho de
1764, por Manuel da Rocha, com o objetivo de acolher mulheres que desejavam
viver em recolhimento ou que para lá eram mandadas por castigos ou culpas.
O recolhimento surgiu ligado à Matriz da freguesia dedicada a São Sebastião,
não constando dados sobre o construtor. Ali se ergueu, antes do ano de 1716, uma
179
capela, elevada em 1721 à categoria de paróquia. A capela teve entrada na classe
de Igrejas Perpétuas em 12 de junho de 1755, quando Itaipu se tornou Freguesia,
tendo como primeiro pároco o padre Manoel Francisco da Costa. Nesta época, já
havia um núcleo habitacional e eram muitas as fazendas de cana-de-açúcar,
mandioca, milho, feijão, arroz, frutos diversos e café. Os bispos, na época, eram
proibidos de autorizar o funcionamento de recolhimentos, sendo necessário uma
autorização régia. Assim, o Bispo D. José Joaquim Justiniano apresentou ao ViceRei Luiz de Vasconcellos e Souza e, por seu intermédio, à Rainha Da. Maria I, que
confirmou a instituição, permitindo que o recolhimento fosse usado com a finalidade
para o qual fora instituído. Em 17 de junho de 1764 as primeiras recolhidas
ingressaram, não se tendo notícia de quando foi desativado.
O canto da praia de Itaipu era utilizado como rocio de canoas e é,
provavelmente, a origem da atual colônia de pescadores que ali persiste. Segundo
Ferreira (1996, p. 2), a região viveu próspera e produtiva, apesar dos constantes
alagamentos ocorridos por conta de enchentes da lagoa de Itaipu, que na época
ainda não era ligada à sua vizinha, a lagoa de Piratininga, o que só ocorreu na
década de 70 do século passado, com a abertura do canal de Camboatá, medida
que findou com esses sucessivos alagamentos, dando unidade ao conjunto lagunar
e sanando o problema.
Embora algumas de suas dependências tenham desaparecido, o corpo
principal do edifício ainda permanecia intacto quando foi realizado o tombamento em
janeiro de 1955. Trata-se de uma grande construção de alvenaria de pedra com
molduras de cantaria. Sua planta é retangular, medindo 46,40m de comprimento por
26,26m de largura. Uma predominância de linhas horizontais, devido à pouca altura
do pé direito e à grande largura dos vãos, dá à ruína um aspecto de calma e solidez.
Não existe simetria no conjunto, mas há elementos dispostos simetricamente em
relação à entrada principal, que parece ser o centro de uma composição que não
chegou ao fim.
Na entrada, com inscrição ilegível, vê-se ainda a data 1785. Esta entrada dá
acesso a um pátio retangular. Ao fundo, do lado direito destaca-se a capela, ainda
coberta, com porta e ferragens primitivas. Esse pátio é formado por três corpos de
construção e um muro que dá para o exterior, onde se encontra a entrada já referida
e mais duas janelas. Um corredor descoberto liga esse pátio a um segundo pátio
180
cercado por arcadas baixas e por uma galeria, medindo aproximadamente 25 metros
de comprimento, com vestígios de inúmeras divisões (Figura 65).
Figura 65 – Planta baixa: Recolhimento de Santa Teresa
Fonte: Arquivo do IPHAN-RJ
É uma construção do século XVIII de apenas um pavimento, estando situada
nos terrenos da praia de Itaipu que foram loteados para fins comerciais. A falta de
proteção
ao
imóvel
determinou
perdas
irreparáveis
no
entorno.
Alguns
compartimentos foram retalhados por pescadores que ali habitaram e a capela vazia
foi utilizada como cadeia.
O pedido de tombamento do bem foi feito em 1943, tendo sido efetuado pelo
SPHAN (atual IPHAN) no dia 8 de janeiro de 1955.
Em 1960, a Colônia de Pescadores de Itaipu solicitou, em vão, o
Recolhimento para sua sede e entrou em atrito com a Companhia Territorial de
Itaipu, proprietária das terras desde 1945. Em 1968, foram removidas diversas
famílias que residiam ilegalmente no Recolhimento e posteriormente foi feita a
consolidação das ruínas, que se estendeu até 1974, deixando o local com o aspecto
que se encontra hoje.
Em 1974 foi concluída a primeira etapa da consolidação das ruínas, sendo
feita também a restauração interna da capela, consolidação e obturação das falhas
generalizadas nos paredões externos, recuperação do corpo localizado na
extremidade direita do monumento, obras de adaptação para instituição do Museu
de Arqueologia, manutenção da vegetação nativa sobre as muralhas, plantio de
grama no chão dos pátios e recintos a céu aberto.
Em 1975 foi demarcada a área não “edificandi”, preservando a Duna Grande
e o Recolhimento de Santa Teresa. Em 1977 foi inaugurado o Museu de
181
Arqueologia, que está diretamente ligado à Duna Grande, que tem objetos de valor
arqueológico inestimável para o patrimônio da humanidade.
Uma equipe de uma firma de engenharia (CERNE Engenharia e Projetos)
visitou o local em dezembro de 1993 e janeiro de 1994 de modo a realizar vistorias e
medições. Deste trabalho resultou uma nova consolidação das ruínas do
Recolhimento, realizada pela própria CERNE, em março de 1994.
7.1.4.2 Situação atual
A ruína, construída em alvenaria de pedra, não apresenta problemas
estruturais, estando as paredes em regular estado de conservação. O rejuntamento
das alvenarias se encontra bastante degradado, apresentando sulcos profundos,
facilitando a entrada de agentes agressivos.
Existe no local, junto a algumas paredes, árvores de médio porte (Foto 78),
tais como goiabeiras e pitangueiras (Foto 79). Essas árvores devem ser avaliadas e,
se necessário, removidas.
Foto 78 – Árvores próximas às paredes
Fonte: Mateus Martins, 2006
Foto 79 – Detalhe da árvore
De maneira geral, os problemas mais graves são em locais com aberturas,
principalmente nos acabamentos de pedra, tais como ombreiras e vergas. A
argamassa de rejuntamento das alvenarias encontra-se bastante degradada, com
vazios profundos.
7.1.4.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de argamassas (Amostra A04) (Foto 80) e rochas
(Amostras R04-A e R04-B) (Foto 81) para serem analisadas. Nas rochas foram
182
realizados ensaios de petrografia e, nas argamassas, foram feitos os seguintes
ensaios:
•
teste qualitativo de sais solúveis;
•
ensaio simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
Foto 80 – Amostra de argamassa A04: Recolhimento
Foto 81 – Amostra de rocha R04-A e R04-B:
de Santa Teresa
Recolhimento de Santa Teresa
Fonte: Mateus Martins, agosto de 2006
7.1.5 Amostra 05 – Catedral de Nossa Senhora do Carmo da Antiga Sé
A Catedral da Antiga Sé localiza-se na Rua 1o de Março, no centro da cidade
do Rio de Janeiro.
7.1.5.1 Breve histórico da Catedral de Nossa Senhora do Carmo da Antiga Sé
A Igreja de Nossa Senhora do Carmo data de 1761, quando foi lançada sua
primeira pedra, no local onde havia uma Ermida de Nossa Senhora do Ó, que fora
doada aos carmelitas em 1590, mas que desabou num dia de festa. Seu autor é
desconhecido, mas ao longo do tempo várias adaptações e acréscimos modificaram
bastante sua unidade arquitetônica; no entanto, o frontão da igreja permaneceu de
Estilo Barroco. Quando, em 1857, a Rua do Cano, hoje Sete de Setembro, foi levada
até o Largo do Paço, hoje Praça XV de Novembro, a Catedral não sofreu alteração
fundamental, pois seu corte atingiu apenas o antigo Convento do Carmo.
Em 13 de junho de 1808, D. João, por um Alvará Real, elevou a Igreja à
condição de Capela Real e também Catedral, que manteve até 20 de novembro de
1976, quando a Catedral foi transferida para a Avenida Chile e a Antiga Catedral
passou a ser a Paróquia de Nossa Senhora do Carmo da Antiga Sé. Na Catedral
foram realizadas: as Coroações de D. João VI e de D. Pedro I como Imperador do
183
Brasil; o casamento de D. Pedro com D. Leopoldina de Habsburgo, da Casa da
Áustria; a Sagração de D. Pedro II ao trono imperial com menos de 15 anos de
idade; o batizado da Princesa Isabel e o casamento da Princesa Isabel com o Conde
D'Eu.
O templo possui um sino denominado D. João VI (Foto 82), fundido em 1822
por João Batista Jardineiro. Nele está gravado o brasão da Família Real Portuguesa.
No campanário existem outros seis sinos (Foto 83).
Foto 82 – Sino denominado D. João VI da Antiga
Foto 83 – Sino da Antiga Sé
Sé, fundido em 1822
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
No tempo do Cardeal D. Joaquim Arcoverde de Albuquerque Cavalcanti,
nomeado Arcebispo em 1897, a Igreja ganhou a torre do lado da Rua Sete de
Setembro, de gosto eclético, que descaracterizou a fachada original. Nela foram
colocadas as armas e o chapéu cardinalício, mais acima o relógio e os sinos.
Ganhou também a imagem em mármore branco do Padroeiro da Cidade - São
Sebastião, colocada na fachada. Para comemorar o jubileu do Dogma da Imaculada
Conceição, a igreja ganhou, acima da torre, dentro de um círculo gradeado de ferro,
a imagem de Nossa Senhora da Conceição, em bronze dourado. Após esta
restauração ela foi reinaugurada solenemente como a Catedral Metropolitana, com
grandes solenidades, em celebração do Quarto Centenário da Descoberta do Brasil.
7.1.5.2 Situação atual
A construção, que estava em péssimo estado de conservação, foi renovada
para comemorações dos 200 anos da chegada da família real portuguesa ao Brasil.
Visitar a Igreja de Nossa Senhora do Carmo – a antiga Catedral da Sé, no Rio de
Janeiro – é como voltar ao Brasil do Império. Apesar de sua importância, a Antiga Sé
184
encontrava-se em péssimo estado de conservação. A deterioração podia ser vista
nas pinturas, nas escadas de madeira e no segundo andar próximo ao órgão, onde a
Defesa Civil interditou uma área.
Mas um projeto de restauração, entretanto, transformou a igreja, de estilo
rococó, em monumento-símbolo para as comemorações dos 200 anos da chegada
da família real, em março de 2008 (Foto 84 e Foto 85).
Foto 85 – Vista do nave principal, com talha em
Estilo Rococó, executada por Inácio
Ferreira Pinto em 1785
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
Foto 84 – Vista da fachada da Igreja com a imagem
de São Sebastião, padroeiro da cidade
A organização dos eventos foi feita por uma comissão presidida pelo
embaixador Alberto da Costa e Silva. A igreja foi o centro das comemorações. Ela é
uma das mais importantes do Rio e fundamental para a história brasileira. Em seu
interior estão restos mortais de Pedro Álvares Cabral (Foto 86), a pia usada no
batismo da Princesa Isabel (Foto 87), e a cripta do cardeal Arcoverde.
Foto 86 – Placa que indica o local da lápide de
Foto 87 – Pia Batismal, que se encontra na sacristia
mármore onde está uma urna que
da Igreja.
guarda as cinzas de Pedro Álvares Cabral
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
Também aconteceram exposições e o relançamento de livros sobre o tema.
Como a igreja passou por quatros intervenções desde que foi construída, em 1761,
185
a recuperação da Antiga Sé está exigindo muito trabalho dos restauradores, que
optaram por manter o templo com as características da época imperial (Foto 88 e
Foto 89).
Foto 89 – Vista da parte do telhado, em cima da
nave
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
Foto 88 – Vista da Nave da Catedral
O consultor do projeto de restauração, Wallace Caldas, explicou que esse foi
o período mais marcante da história do templo. Por isso, a cor predominante do
interior será modificada para tons da época, como verde, dourado e ocre.
7.1.5.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de argamassas e rochas:
•
Argamassas (Foto 90):
o A05A – Argamassa: Parede direita da nave (entrando pela Igreja
de Nossa Senhora do Carmo da Terceira Ordem;
o A05B – Argamassa: Torre;
o A05C – Argamassa: Telhado – Coro;
•
Rochas (Foto 91):
o R05 – Rocha: Telhado – Coro;
Nas rochas foram realizados ensaios de petrografia e, nas argamassas, foram
feitos os seguintes ensaios:
•
teste qualitativo de sais solúveis;
186
•
ensaio simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
Foto 90 – Amostra de argamassa A05-A; A05-B e
Foto 91 – Amostra de rocha R05: Igreja de Nossa
A05-C: Igreja de Nossa Senhora do Carmo da antiga
Senhora do Carmo da antiga Sé
Sé
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
7.1.6 Amostra 06 – Igreja de Nossa Senhora da Candelária
7.1.6.1 Breve histórico da Igreja de Nossa Senhora da Candelária
Localizada no centro financeiro da cidade do Rio de Janeiro, numa área rica
em espaços culturais, a Igreja da Candelária impressiona por sua imponência.
Construída no século XVIII, tem planta em cruz latina, revestimento interior em
mármore, fachada em cantaria, portas trabalhadas em bronze e no interior toda a
sua história está pintada em murais. É uma das mais belas igrejas de todo o Rio de
Janeiro.
A Igreja de Nossa Senhora da Candelária, a maior das Igrejas da cidade, é
também uma edificação monumental. A igreja é um local de tranqüilidade e paz em
pleno centro da cidade. Seu estilo é um Barroco Tardio, já com indícios do NéoClássico, tendo fachada em cantaria (Foto 92), portas ricamente trabalhadas em
bronze (Foto 93) e interior revestido de mármore (Foto 94).
Foto 92 – Vista lateral da Candelária, detalhe da
Foto 93 – Fachada da Igreja da Candelária.
cantaria
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
187
Foi construída a partir de 1778, no local onde existia uma capela construída
pelo casal de portugueses D. Antonio Martins de Palmas e D. Leonor Gonçalves, em
agradecimento a Nossa Senhora das Candeias, por terem sido salvos de um
naufrágio e terem conseguido chegar ao Rio de Janeiro em 1600. Em seu interior
está eternizada a história do casal, com pinturas que contam esta história (Foto 95).
Foto 95 – Destaque da pintura que retrata o
naufrágio do casal
que mandou construir a primeira capela no local
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
Foto 94 – Interior revestido de mármore
Toda a pintura interior da Igreja é de autoria de Zeferino da Costa e seus
discípulos Rodolfo Bernardelli e Castagneto, incluindo o altar-mor, onde quatro
painéis retratam fatos da vida da Virgem Maria: o Esponsório; a Anunciação; a
Purificação; e a Ascensão. Sua decoração foi realizada em 1880, quando a Igreja
ficou pronta. Sua cúpula foi erguida a partir de 1877 e dela participaram o arquiteto
prussiano Gustavo Waehneldt, além de Francisco Joaquim Bethencourt da Silva e
Daniel Pedro Ferro Cardoso, tendo sido este último o autor do projeto definitivo (Foto
96 e Foto 97). As portas de acesso em bronze com figuras em relevo são do escultor
Teixeira Lopes. A Igreja foi totalmente concluída em 1898.
Foto 96 – Destaque da cúpula da igreja
Foto 97 – Detalhe interior de sua cúpula
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
188
Originalmente a Igreja estava colada a outras edificações e tinha sua fachada
voltada para uma rua estreita. Ganhou sua monumentalidade quando conseguiu
escapar da demolição que se fez, quando da abertura da Avenida Presidente
Vargas, para felicidade dos que hoje podem contemplá-la.
7.1.6.2 Situação atual
O Rio de Janeiro guarda igrejas de valor artístico indiscutível, como a do
Mosteiro de São Bento e a de São Francisco da Ordem Terceira da Penitência,
ambas tesouros do barroco. Mas nenhum outro templo é tão emblemático da
paisagem carioca quanto a Igreja de Nossa Senhora da Candelária, fincada no
coração do Centro. Sua cúpula majestosa testemunhou casamentos suntuosos,
manifestações políticas e até o hediondo massacre de meninos de rua em 1993,
conhecido mundialmente como “Massacre da Candelária”. A igreja, que pertence à
Irmandade do Santíssimo Sacramento da Candelária, começou a passar por um
grande programa de restauração. Uma verba de 2,5 milhões de reais, concedida
pelo BNDES e pelo Ministério da Cultura, está permitindo a reforma completa do
telhado, com a substituição das estruturas de madeira originais (Foto 98). Um
trabalho delicado que deve demorar cerca de um ano para ser concluído (Foto 99).
Foto 98 – Detalhe da restauração do telhado e da
Foto 99 – Detalhe interior de sua cúpula restaurada
cúpula da igreja
Fonte: http://veja.abril.com.br/vejarj/130405/patrimonio.html
Os benefícios da obra podem até passar despercebidos, mas o telhado
estava tão danificado que o interior ficava sujeito a infiltrações. Com a reforma, as
obras de arte ficam bem mais seguras. Também foram restauradas as pinturas, as
torres, os vitrais, as portas e as janelas (Foto 100 e Foto 101).
189
Foto 100 – Vista da torre da igreja com o detalhe do
Foto 101 – Detalhes da torre direita da igreja
bom estado do telhado após restaurado
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
No início do século XVII já havia uma pequena igreja onde hoje fica a
Candelária, mas só recentemente, descobriram documentos na Torre do Tombo, em
Lisboa, que fixam a data da fundação da irmandade em 18 de agosto de 1634. A
Candelária foi a segunda paróquia da cidade. Sua fundação, na várzea, foi um sinal
do crescimento do Rio naqueles tempos. Até então, só existia a Sé, lá no alto do
Morro do Castelo. A Candelária do jeito que está atualmente começou a ser
construída em 1775. Nesse caso, a expressão "obra de igreja" se aplica como uma
luva. Entre idas e vindas e falta de verba, ela só foi inaugurada em 1898. Como
conseqüência, sua arquitetura e decoração trazem traços do barroco e do
neoclássico. Mesmo com a inauguração, a novela da construção continuou. Os
púlpitos chegaram em 1931. E foi a partir de 1944 que a igreja pôde ser
contemplada em toda sua glória, com a demolição do casario adjacente e a abertura
da Avenida Presidente Vargas.
7.1.6.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de argamassas e rochas:
•
Argamassas (Foto 102):
o A06 – Argamassa: torre direita da igreja.
•
Rochas (Foto 103):
o R06 – Rocha: torre direita da igreja.
190
Nas rochas foram realizados ensaios de petrografia e, nas argamassas, foram
feitos os seguintes ensaios:
•
teste qualitativo de sais solúveis;
•
ensaio simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
Foto 102 – Amostra de argamassa A06: Igreja de
Foto 103 – Amostra de rocha R06: Igreja de Nossa
Nossa Senhora da Candelária
Senhora da Candelária
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
7.1.7 Amostra 07 – Igreja de Nossa Senhora da Saúde
7.1.7.1 Breve histórico da Igreja de Nossa Senhora da Saúde
A Igreja de Nossa Senhora da Saúde está situada atualmente junto ao Cais
do Porto, na Rua Silvino Montenegro, nº 52 (Foto 104).
Foto 104 – Fachada da Igreja de Nossa Senhora da Saúde
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
Construído por aterro no início do século XX, o local de sua implantação ficou
prejudicado pelo afastamento do mar. A construção desta Igreja é resultado de
empenho dos devotos de Nossa Senhora do Terço, que tendo obtido provisão por
intermédio do pedido do fiel Manoel Costa Negreiros, puderam edificar sua própria
capela, iniciada em 1742 e concluída por volta de 1750. Em 1898 foi fundada a
191
Irmandade de Nossa Senhora da Saúde para administrá-la, mas somente em 1900 a
Igreja passou aos cuidados da Confraria. O frontispício da Igreja é dominado por
uma singela portada de granito, com verga arqueada, a torre sineira está colocada
ao lado da epístola, e possui arremate bulboso. A talha da capela-mor apresenta
algumas imagens antigas. Sua nave única é revestida de azulejos. Coro e púlpito
são arrematados por trabalho em talha de madeira. Na sacristia disposta
lateralmente existe um lavabo com embrechados de azulejos e louça da Companhia
das Índias.
7.1.7.2 Situação atual
Dentro de sua proposta de revitalizar o patrimônio histórico e arquitetônico do
País, o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES)
patrocinou as obras de recuperação.
A igreja, que ainda preserva painéis de azulejos portugueses do século XVIII,
recebeu um telhado novo. Também foram feitas a recuperação da fachada e da
estrutura interior do prédio.
Além da restauração de edificações na região da Saúde e da Gamboa, como,
por exemplo, a Igreja de Nossa Senhora da Saúde, ainda existe um plano de
revitalização e restauração da Zona Portuária do Rio de Janeiro, bairros Saúde e
Gamboa (Foto 105 e Foto 106), com a construção de 2.500 imóveis para a classe
média-baixa no bairro. Segundo a prefeitura, existem terrenos disponíveis da Rede
Ferroviária Federal (RFFSA), que se interessa em vendê-los à iniciativa privada, que
construiria os imóveis. O negócio só ainda não foi concretizado devido à existência
de um decreto da prefeitura que declara a área de interesse público para
desapropriação. Há, também, o projeto de restauração para uso comercial e cultural
dos seis primeiros armazéns. Alguns muros entre os Armazéns serão demolidos e o
espaço cercado por grades para tornar o ambiente mais agradável. O espaço será
ocupado por bares e restaurantes. Alguns armazéns foram doados às escolas de
samba.
192
Foto 105 – Vista aérea da zona portuária do Rio de
Foto 106 – Plano de revitalização e restauração da
Janeiro, bairros Saúde e Gamboa, 2006
Zona Portuária do Rio de Janeiro
Fonte: http://www.rio.org.br/tvporto/proj_plano_rev/nucleo05.html
7.1.7.3 Amostras coletadas
Foram retiradas amostras de argamassas e rochas:
•
Argamassas (Foto 107):
o A07 – Argamassa: parede lateral direita da igreja.
•
Rochas (Foto 108):
o R07 – Rocha: parede lateral direita da igreja.
Nas rochas foram realizados ensaios de petrografia e, nas argamassas, foram
feitos os seguintes ensaios:
•
teste qualitativo de sais solúveis;
•
ensaio simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
Foto 107 – Amostra de argamassa A07: Igreja de
Foto 108 – Amostra de rocha R07: Igreja de Nossa
Nossa Senhora da Saúde
Senhora da Saúde
Fonte: Mateus Martins, outubro de 2006
7.2 ENSAIOS EM ARGAMASSAS
Todos os ensaios em argamassas foram realizados no Laboratório de
Argamassas do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade
193
Federal Fluminense. Nas amostras foram dados os nomes em função da data de
coleta e da edificação, de acordo com a Tabela 19. Nas amostras das edificações,
pela falta de local para a retirada de amostra, somente no Prédio do IPHAN-Rio não
foi possível a coleta de argamassas.
Tabela 19 – Relação das amostras de argamassas coletadas nas edificações e seus nomes
AMOSTRAS DE ARGAMASSAS COLETADAS NAS EDIFICAÇÕES
A02
A04
A01
A05-A, A05-B e A05-C
A06
A07
Índice – Nome das amostras de argamassas
A01 – Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz
A02 – Capela de Nossa Senhora das Graças
A04 – Recolhimento de Santa Teresa
A05-A, A05-B e A05-C – Catedral da Antiga Sé
A06 – Igreja de Nossa Senhora da Candelária
A07 – Igreja de Nossa Senhora da Saúde
Nas
argamassas
coletadas
das
edificações
históricas,
mostradas
anteriormente, foram realizados os seguintes ensaios:
•
testes qualitativos de sais solúveis;
•
ensaios simples de argamassa – traços;
•
análise granulométrica.
Os ensaios relacionados acima seguem a metodologia proposta por
Teutonico (1988), definindo o estado da argamassa, em função da presença ou
ausência de sais nocivos, em relação ao traço mais provável dos componentes e da
granulometria do agregado miúdo utilizado na confecção dessa argamassa.
194
7.2.1 Testes qualitativos de sais solúveis
Nos testes qualitativos de sais solúveis determinam-se, qualitativamente, a
ausência ou presença de sais solúveis em água deionizada, em diversos tipos de
amostras, especialmente em argamassas.
Os sais são nitratos, cloretos e sulfatos que estão presentes nas
eflorescências salinas. Os nitratos são provenientes de dejetos orgânicos, os
cloretos são de aerossol salino e os sulfatos de contaminação da argamassa ou de
presença de gesso. Este é um método que define o estado da argamassa, em
relação aos sais nocivos, sendo de muita importância para a restauração da
construção antiga.
Este teste segue o método de ensaio descrito a seguir.
7.2.1.1 Nitrato
•
pesar 10g da amostra moída e colocar em um béquer de 100 ml;
•
colocar aproximadamente 80 ml de água deionizada, e 20 ml de água
deionizada para lavagem do béquer. Proporção: 10g/100 ml;
•
agitar com um bastão de vidro e filtrar em um papel de filtro em um funil;
•
recolher o filtrado num Erlenmeyer;
•
se o filtrado estiver turvo, centrifugar por 5 minutos;
•
colocar um pouco do filtrado límpido numa placa de toque;
•
adicionar de três a cinco gotas do reativo: 1% difenilamina em ácido
sulfúrico (H2SO4);
•
verificar o aparecimento de uma coloração azul indicativa de nitrato;
•
fazer um teste em branco com água deionizada.
7.2.1.2 Cloreto
•
colocar um pouco do filtrado do item anterior em um tubo de ensaio;
•
usar outro tubo para o teste em branco com água deionizada;
•
adicionar aos tubos de três a cinco gotas de HNO3 P.A.;
•
adicionar de três a cinco gotas da solução: 1% de AgNO3 em água
deionizada;
195
•
verificar o aparecimento de um precipitado branco (turvação) indicativo da
presença de cloreto. Precipitado de AgCl;
•
comparar com o ensaio em branco do outro tubo.
7.2.1.3 Sulfato
•
colocar um pouco do filtrado do item b.1.1 em um tubo de ensaio;
•
usar outro tubo para o teste em branco com água deionizada;
•
adicionar aos tubos de três a cinco gotas de HCl P.A.;
•
em seguida, adicionar de três a cinco gotas da solução: 5% de BaCl2 em
água deionizada;
•
verificar o aparecimento de uma turvação indicativa da presença de
sulfato. Precipitado de BaSO4;
•
comparar com o ensaio em branco.
7.2.1.4 Resultados
Os resultados são verificados através da legenda, mostrada na Tabela 20.
Tabela 20 – Testes qualitativos de sais solúveis em argamassas
RESULTADOS
SAIS
-
Ausência
+
Pequena quantidade
++
Média quantidade
+++
Grande quantidade
7.2.2 Ensaio simples de argamassa – traços
O ensaio simples de argamassa tem como objetivo determinar a proporção
dos componentes da argamassa analisada: o ligante (Ca(OH)2 e/ou Mg(OH)2
transformados em carbonatos), os finos (argila e/ou silte) e os grossos (areia).
Determina também o traço em massa mais provável.
7.2.2.1 Reagentes
•
ácido clorídrico P.A.;
196
•
solução de HCl na proporção 1:4.
7.2.2.2 Equipamentos, vidraria e materiais
•
estufa regulada para 75°C;
•
balança analítica;
•
espátula;
•
béquer de 100ml;
•
bastão de vidro;
•
proveta de 100ml;
•
funil;
•
suporte com aro;
•
Erlenmeyer de 125ml;
•
papel de filtro quantitativo faixa branca, ∅ 12,5 cm;
•
gral de porcelana com pistilo;
•
dessecador.
7.2.2.3 Procedimento
A amostra de argamassa, depois de moída e seca, sofre um ataque ácido
onde a cal é dissolvida e separam-se os finos (filtração), e os grossos (areia) ficam
retidos no béquer. Determina-se o traço mais provável através de cálculos das
respectivas massas.
A seguir está descrito o procedimento do teste.
•
moer a amostra de forma a não quebrar os grãos de areia, em um gral de
porcelana;
•
colocar para secar em estufa a temperatura de aproximadamente 75°C,
por cerca de 24 horas;
•
pesar, com precisão, aproximadamente 10g da amostra em balança
analítica;
•
colocar em um béquer de 100ml previamente pesado e depois umedecer
com água deionizada;
197
•
adicionar cerca de 80ml de HCl 1:4, com uma proveta;
•
deixar em digestão até que todo o ligante tenha sido dissolvido. Para
verificar se o ligante já foi dissolvido completamente, colocar umas gotas
de HCl concentrado e observar se ainda há formação de bolhas. Em caso
afirmativo, colocar mais ácido, até que isto não mais ocorra;
•
adicionar cuidadosamente água deionizada sobre o material e agitar o
béquer para que as partículas finas fiquem em suspensão;
•
em seguida despejar, cuidadosamente, o líquido com o material suspenso
sobre o papel de filtro, previamente pesado, tendo o cuidado para não
deixar passar também as partículas maiores;
•
repetir o procedimento anterior até que a água de lavagem saia limpa;
•
colocar o papel de filtro com os finos e o béquer com os grossos em
estufa, a temperatura de 75°C, por cerca de 24 horas;
•
esfriar em dessecador e pesar em balança analítica;
•
calcular a % de finos , % de grossos e % de ligante e o traço mais
provável da argamassa, conforme folha de cálculos.
7.2.2.4 Folha de cálculo para ensaio de argamassa
7.2.2.4.1 Finos (argila e/ou silte)
A) Peso do papel de filtro;
B) Peso do papel de filtro + resíduo;
C) Peso dos finos encontrados: (B - A);
D) Percentagem sobre a massa total.
7.2.2.4.2 Grossos (areia)
A) Peso do béquer;
B) Peso do béquer + resíduo;
C) Peso da areia encontrada: (B - A);
D) Percentagem sobre a massa total.\
198
7.2.2.4.3 Ligante (resíduo solúvel)
A) % ligante = 100 – (% finos - % grossos);
B) Peso do carbonato;
C) Peso do hidróxido.
7.2.2.4.4 Traço mais provável da argamassa
O traço mais provável da argamassa é obtido através da seguinte relação:
peso do hidróxido
peso do hidróxido
:
peso dos finos
peso do hidróxido
:
peso dos grossos
peso do hidróxido
7.2.2.4.5 Observações
•
este teste é específico para argamassas de cal;
•
nas argamassas ditas “bastardas”, parte da areia encontrada (grossos)
poderá ser oriunda do solo utilizado.
7.2.3 Granulometria do agregado
Depois de ter feito a determinação do traço mais provável da argamassa
analisada, pode ser feita a granulometria do agregado (areia) após ataque ácido e
remoção dos finos. Em seguida é feita a curva granulométrica.
Os resultados dos testes nas argamassas estão representados a seguir.
7.2.4 Tabelas para resultados dos ensaios nas argamassas
Em função dos ensaios realizados descritos anteriormente foram criadas três
tabelas, de acordo com Teutonico (1988), para resumir os seguintes ensaios
realizados nas amostras de argamassas históricas:
• testes qualitativos de sais solúveis (Tabela 21);
• ensaio simples de argamassa – traços (Tabela 22);
199
• análise granulométrica (Tabela 23).
Tabela 21 – Teste qualitativos de sais solúveis – tabela padrão
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
LEGENDA
DATA
UFF
ANÁLISE DE ARGAMASSAS
+
++
+++
++++
Ausência
Pequena Quantidade
Média Quantidade
TESTES QUALITATIVOS DE SAIS SOLÚVEIS
Grande Quantidade
Muito Grande Quantidade
NITRATO CLORETO SULFATO
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Tabela 22 – Ensaio simples de argamassa – traço – tabela padrão
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF
AMOSTRAGEM:
AMOSTRA:
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
1
2
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
Χ
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
1
2
Χ
1
2
Χ
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
LIGANTE
:
:
:
TRAÇO 2
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
TRAÇO 1
TRAÇO
TRAÇO X
LIGANTE
:
:
ARGILA
:
AREIA
:
Tabela 23 – Análise granulométrica – tabela padrão
200
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
AMOSTRAGEM:
UFF
AMOSTRA:
PESO DO BEQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BEQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
Granulometria do agregado após ataque ácido e remoção dos finos
PENEIRA
DIM. (mm) PESO (g)
Nº
PENEIRA
+
AMOSTR
AMOSTR
A (g)
A (g)
%
RETIDA
%
RETIDA
ACUMUL
ADA
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
16
35
60
100
200
>200
SOMA
SOMA %
Curva Granulométrica
% Retida Acumulada
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
10
Peneiras (mm)
7.3 RECONHECIMENTO DAS ROCHAS COLETADAS NAS EDIFICAÇÕES
Nas amostras de rochas coletadas das edificações históricas foram realizadas
as apreciações petrográficas, ou seja, uma descrição petrográfica macroscópica da
rocha e os ensaios de índices físicos.
As apreciações petrográficas de rochas foram realizadas no Laboratório de
Petrografia da Universidade Federal do Rio de Janeiro, com o auxílio do Professor
Joel Valença e os ensaios de índices físicos foram feitos no Laboratório de
Estruturas e Argamassas do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil da
Universidade Federal Fluminense.
7.3.1 Apreciação petrográfica de rochas
Para a apreciação petrográfica foi utilizada a norma técnica sobre apreciação
petrográfica de materiais naturais (NBR 7389, 1992). Constitui um estudo
macroscópico, se necessário com utilização de lupa, identificando seus elementos e
suas propriedades. Se for possível, deve ser efetuada com a supervisão de um
201
geólogo ou profissional da área. Nas amostras foram dados os nomes em função da
data de coleta e da edificação, de acordo com a Tabela 24.
Tabela 24 - Relação das amostras de rochas coletadas nas edificações e seus nomes
AMOSTRAS DE ROCHAS COLETADAS NAS EDIFICAÇÕES
R02
R03
R01-A e R01-B
R04-A e R04-B
R07
R05
R06
Índice – Nome das amostras de rochas
R01-A e R01-B – Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz
R02 – Capela de Nossa Senhora das Graças
R03 – Prédio do IPHAN
R04-A e R04-B – Recolhimento de Santa Teresa
R05 – Catedral da Antiga Sé
R06 – Igreja de Nossa Senhora da Candelária
R07 – Igreja de Nossa Senhora da Saúde
A apreciação petrográfica foi realizada na seqüência descrita a seguir.
7.3.1.1 Características iniciais – identificação
São relatados os dados iniciais da amostra, seja fragmento de rocha,
testemunho de sondagem, pedra britada, pedrisco e cascalho, acompanhados com
os seguintes ítens:
• nome da amostra;
• número da amostra;
• local da retirada da amostra;
• tipo da amostra: cascalho, pedrisco, fragmento de rocha, testemunho de
sondagem ou pedra britada.
• dimensões da amostra: (x,y,z) cm;
202
• registro fotográfico.
7.3.1.2 Cor natural da amostra
Deve ser relatada a cor predominante, fornecida pelos conjuntos dos grãos,
ou devem ser descritas as variações que ocorrem devido à mineralogia. Podem ser
classificadas em dois tipos:
• subjetiva: quando a cor não pode ser exatamente definida, utilizando um dos
seguintes casos:
o clara;
o intermediária;
o escura.
• objetiva: quando a cor pode ser exatamente definida.
7.3.1.3 Estrutura da amostra
Devem ser relatados aspectos macroscópicos da arquitetura da rocha e suas
descontinuidades. São divididos em:
• em relação à existência de estrutura interna. São subdivididas em dois tipos:
o anisotrópica: existência de estrutura interna;
o isotrópica: inexistência de estrutura interna.
• em relação à foliação, ou seja, à feição das estruturas internas das rochas e à
orientação dos minerais. A existência de foliação permite infiltração de água,
de calor, de agentes agressivos, entre outros, para o interior da rocha,
podendo acelerar o processo de degradação. São classificadas em dois tipos:
o xistosidade (xisto): foliação com formação linear com presença de
minerais mica (biotita);
o gnáissica: foliação com formação planar com presença de minerais
feldspato, feldspatos e quartzo.
• em relação aos planos de descontinuidades da rocha. São classificados em
dois tipos:
o clivagem: quando a descontinuidade for uma microfissura;
203
o fratura: quando a descontinuidade for uma macrofissura.
• em relação a falhas na rocha: quando ocorrem deslocamentos relativos na
estrutura interna.
• em relação a dobras na rocha: quando ocorrem arcos ou sinuosidades na
estrutura interna.
7.3.1.4 Textura da amostra
Deve ser relatada a aparência geral da rocha, seja macroscopicamente, ou
sob lupa, quando puderem ser identificados aspectos de relacionamento entre grãos
minerais que constituem a textura. A classificação se divide em três partes:
• em relação à granulometria: se subdivide em dois grupos:
o relativa: é realizada sem medições, utilizando apenas o tamanho
relativo dos grãos. Podem ser de dois tipos (Figura 66):
textura inequigranular: os mesmos minerais têm dimensões
diferentes. São divididos em:
•
porfirítica: há dois tamanhos diferentes do mesmo mineral
na amostra;
• seriada: há uma seqüência gradativa de tamanho dos
minerais, formando uma série;
textura equigranular ou granular: os mesmos minerais têm
mesmo tamanho ou tamanhos muito aproximados.
o absoluta: é realizada com medições dos grãos da amostra. São
divididas em:
fina: diâmetros da maioria dos grãos são menores que 1 mm;
média: diâmetros da maioria dos grãos estão entre 1 e 5 mm;
grossa: diâmetro da maioria dos grãos estão entre 5 e 30 mm;
muito grossa: diâmetro da maioria dos grãos são maiores que
30 mm.
204
Textura Porfirítica Bimodal
(Inequigranular)
Textura Porfirítica Seriada
(Inequigranular)
Figura 66 – Textura da amostra
Textura Equigranular
• em relação ao grau de desenvolvimento das faces cristalinas dos grãos dos
minerais da amostra, são classificadas em três grupos (Figura 67):
o idiomórficos: a maioria dos grãos têm faces cristalinas;
o xenomórficos: a maioria dos grãos não têm faces cristalinas;
o hipidiomórficos: a maioria dos grãos são delimitadas parcialmente por
faces cristalinas.
Figura 67 – Faces cristalinas dos minerais: A: idiomórficos; B: xenomórficos; C: hipidiomórficos
• em relação ao grau de visibilidade dos grãos: são classificados em dois
grupos:
o fanerítica: todos os grãos, ou a maioria, podem ser vistos a olho nu ou
com uma lupa de mão;
o afanítica: não é visível nenhum grão de mineral, ou a maior parte dos
minerais da rocha, a olho nu ou com uma lupa de mão.
7.3.1.5 Composição mineralógica essencial da amostra
Devem ser discriminados os minerais que possam ser observados pelo
exame macroscópico ou sob lupa. Os minerais abaixo são os mais comuns nas
rochas:
205
• Feldspato (família ou grupo): produto de alteração da rocha. Possuem
minerais de argila (caolim) que são silicatos ricos em alumínio e hidratados.
o existem dois subgrupos:
Alcalifeldspatos: podem ser potássico e sódico, com pouco
cálcio.
Plagioclásio: podem ser cálcico e sódico, com pouco potássio.
o Feldspatos podem ter as seguintes cores:
branca, cinza claro, cinza escuro: Plagiocásio;
rósea: Alcalifeldspatos potássico sódico em 80 a 90% das
vezes.Rósea: Alcalifeldspatos Potássico Sódico: 90% das
situações.
• Quartzo: possui cor cinza;
• Biotita (mica preta): possui silicato rico em alumínio hidratado, porém com
bastante Fe+2, Mg e K. É parcialmente alterada, logo é um produto de
alteração da rocha:
7.3.1.6 Estado de alteração da amostra
Deve ser analisada a integridade dos grãos minerais constituintes, devendo a
amostra ser classificada do seguinte modo:
• rocha sã: os minerais essenciais conservam suas características de cor e
brilho. A rocha, a olho nu, não apresenta evidências de alteração;
• rocha pouco alterada: apresenta sua integridade física praticamente
preservada, porém observa-se aspectos incidentes de alteração nos seus
minerais.
• rocha
alterada:
os
minerais
essenciais
não
conservam
mais
suas
características de cor e brilho. São expressivos os aspectos relativos a
fragilidade, porosidade, fissuração e diminuição da massa específica. Alguns
minerais podem servir como elemento para avaliação da alteração:
o feldspatos: apresentam-se amarelados, impregnados por óxido de ferro
e parcialmente pulverulentos;
o minerais ferromagnesianos: apresentam-se parcial ou totalmente
oxidados.
206
7.3.1.7 Propriedades físico-mecânicas da amostra
A amostra de rocha deve ser classificada da seguinte forma:
• muito coerente: deve apresentar as seguintes propriedades:
o quebra com dificuldade ao golpe do martelo;
o os fragmentos apresentam bordas cortantes que resistem ao corte de
lâmina de aço;
o superfície dificilmente riscável por ponteira de aço.
• coerente: deve apresentar as seguintes propriedades:
o quebra com relativa facilidade ao golpe do martelo;
o os
fragmentos
apresentam
bordas
cortantes
que
podem
ser
abrandadas pelo corte de lâmina de aço;
o superfície riscável por ponteira de aço.
• pouco coerente: deve apresentar as seguintes propriedades:
o quebra com facilidade ao golpe do martelo;
o as bordas dos fragmentos podem ser quebradas pela pressão dos
dedos;
o a ponteira de aço provoca sulcos acentuados na superfície do
fragmento;
• friável: deve apresentar as seguintes propriedades:
o esfarela ao golpe do martelo;
o desagrega sob pressão dos dedos.
7.3.1.8 Classificação petrográfica macroscópica da rocha
Em relação às propriedades anteriores determinadas macroscopicamente,
principalmente a composição mineralógica, a estrutura e a textura, pode-se definir o
tipo petrográfico da rocha. A seguir, com exemplo, são citados dois tipos
petrográficos de rochas:
• Gnaisse:
o possui Quartzo e Feldspato (s) e um pouco de Biotita e ou Granada.;
o possui foliação gnáissica;
207
o possui granulometria entre fina a grossa ou muito grossa.
• Granitos:
o possui Quartzo e Feldspato (s) e um pouco de Biotita, geralmente sem
Granada;
o não possui foliação gnáissica;
o possui granulometria entre fina a grossa ou muito grossa;
o possui textura fanerítica;
o são equigranulares ou inequigranulares.
o são xenomórficas, hipidiomórficas ou idiomórficas.
7.3.1.9 Classificação petrográfica macroscópica da rocha – tabela resumo
Em função das propriedades descritas anteriormente foi criada uma tabela
(Tabela 25), segundo a NBR 7389, 1992, para resumir a apreciação petrográfica da
amostra.
Tabela 25 – Apreciação petrográfica da amostra – tabela padrão
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
NOME
PROCEDÊNCIA
F
O
T
O
DATA COLETA
TIPO
(____x____x____) cm3
DIMENSÕES
X
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
GROSSA
5<D<30mm
MUITO GROSSA
D>30mm
FRIÁVEL
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
XENOMÓRFICOS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
AFANÍTICA
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
208
7.3.2 Índices físicos
Os ensaios de índices físicos das amostras coletadas nas edificações foram
realizados no Laboratório de Estruturas e Argamassas do Programa de PósGraduação em Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense. Utilizou-se a
norma técnica para a determinação da massa específica aparente, porosidade
aparente e absorção d’água aparente (NBR 12766, 1992).
Segundo a NBR 12766 – 1992, a norma tem a finalidade de determinar a
massa específica aparente (seca e saturada com superfície seca), porosidade e
absorção d’água aparentes de rochas. A aparelhagem necessária para a execução
do ensaio é a que se segue:
• estufa capaz de manter a temperatura de (110 ± 5)0C;
• balança com capacidade de 1000g e resolução de 0,01g;
• bandejas com dimensões de (40x20x10)cm;
• recipiente de dimensões convencionais para acondicionamento de água para
pesagem dos corpos-de-prova na condição submersa.
O ensaio de índices físicos, nas amostras de rochas das edificações, foi realizado
na seqüência descrita a seguir.
7.3.2.1 Amostragem e preparação dos corpos-de-prova
Para a coleta das amostras de rochas nas edificações, foi necessária a
autorização do IPHAN-Rio, 6a Superintendência Regional. Pela dificuldade em
coletar amostras de rochas em edificações de valor histórico e cultural, foi possível a
retirada de amostras de forma e dimensões distintas, como pode ser visto, mais a
frente, nos resultados de apreciação petrográfica dessas rochas.
As amostras utilizadas nesses ensaios estão relacionadas na Tabela 24,
mostrada anteriormente.
7.3.2.2 Ensaio
O ensaio foi realizado com o seguinte procedimento:
209
• lavar os corpos-de-prova em água corrente;
• colocar os corpos-de-prova em estufa a 1000C e deixar secar por 24 horas;
• retirar os corpos-de-prova da estufa e deixar secar a temperatura ambiente;
• pesar os corpos-de-prova individualmente ao ar, com precisão de 0,01 g;
anotar massa A;
• colocar os corpos-de-prova na bandeja e adicionar água até 1/3 de sua altura.
Após 4 horas adicionar água até 2/3 da altura dos corpos-de-prova, e após
outras 4 horas, completar a submersão dos corpos-de-prova e deixar
completar o tempo total de 24 horas.
• retirar os corpos-de-prova da água, enxugar suas superfícies com um pano
absorvente e pesar ao ar; anotar massa B;
• pesar os corpos-de-prova individualmente, na condição submersa; anotar
massa C.
7.3.2.3 Cálculos
Os cálculos são de acordo com as seguintes expressões:
• massa específica aparente seca (Equação 27):
ρasec =
(
A
kg / m 3
B−C
)
(Equação 27)
• massa específica aparente saturada (Equação 28):
ρa sat =
(
B
kg / m 3
B −C
)
(Equação 28)
• porosidade aparente (Equação 29):
ηa =
B−A
.100
B−C
(Equação 29)
• absorção d’água aparente (Equação 30):
αa =
B−A
.100
A
(Equação 30)
7.3.2.4 Resultados
O documento técnico resultante da realização do ensaio deve conter:
210
• tipo petrográfico e nome comercial do material ou designação da amostra;
• discriminação da procedência da amostra;
• massa específica dos corpos-de-prova, resultados individuais e média
aritmética dos valores calculados no item anterior;
• data da coleta;
• data da realização do ensaio.
7.4 COLETA DE AMOSTRAS NA PEDREIRA
Depois de realizada a apreciação petrográfica das rochas retiradas das
edificações históricas da amostragem, foi necessário adquirir amostras de rochas
com dimensões indicadas pelas normas técnicas para a realização de ensaios e
verificar propriedades importantes para alvenarias históricas. Para isso, foram
realizadas pesquisas sobre pedreiras na região da cidade do Rio de Janeiro com o
auxílio do professor Rubem Porto do curso de Geologia da Universidade Federal
Rural do Rio de Janeiro.
A coleta de rochas foi realizada na Pedreira Tamoio Mineração S/A,
localizada na Estrada Ligação, 1397, Jacarepaguá, na cidade do Rio de Janeiro
(Foto 109). Foram retiradas rochas mais semelhantes possíveis das verificadas nas
edificações históricas (Foto 110). Para isso, contou-se com o auxílio do geólogo
André Esteves, seguindo as normas técnicas NBR 7216 (Amostragem de agregados
– Procedimentos) e NBR 9941 (Redução da amostra de campo de agregados para
ensaios de laboratório – Procedimento).
O trabalho de campo referente à seleção de pedreira realizado na pesquisa
foi de fundamental importância para coleta das amostras. Pois eram necessárias
rochas com características petrográficas mais próximas possíveis das coletadas nas
edificações para realização de ensaios e, conseqüentemente, obtenção de
importantes propriedades dessas rochas. Das sete edificações amostrais, três são
localizadas no centro da cidade do Rio de Janeiro, duas são muito próximas do
centro, e duas são bem afastadas do centro. Após a realização da apreciação
petrografica realizada nas amostras das edificações, afirma-se a predominância dos
gnaisses na região metropolitana do Rio de Janeiro. No centro da cidade,
provavelmente, as pedreiras que forneciam materiais para as diversas construções
211
foram desativadas à medida que a cidade foi crescendo, sendo ocupadas por
diversos tipos de moradias. Por esse motivo, justifica-se a escolha da pedreira
Tamoio S/A, localizada em Jacarepaguá, para retirada de material para os ensaios
da pesquisa.
Foto 109 – Pedreira Tamoio S/A
Foto 110 – Perfil de gnaisse
Fonte: Mateus Martins, abril de 2008
Nas amostras de rochas coletadas na pedreira foram realizadas a
metodologia de apreciação petrográfica de materiais naturais, segundo a NBR 7389
– 1992, descrita anteriormente, identificando seus elementos e suas propriedades
principais.
Os resultados da apreciação petrográfica realizada no material coletado na
pedreira estão descritos no capítulo seguinte.
7.4.1 Geologia da cidade do Rio de Janeiro
7.4.1.1 Gnaisses no Rio de Janeiro
Geologicamente o Estado do Rio de Janeiro é formado por rochas de idades
pré-cambrianas, com estruturas estratigráficas muito complexas. As elevações do
município do Rio de Janeiro são representadas por um núcleo de rochas cristalinas,
geralmente granito-gnáissicas, recobertas por um manto de alteração ou solo
residual. Segundo Barroso (1993, p.21), pesquisas sobre a complexa geologia da
cidade do Rio de Janeiro remontam-se ao primeiro quarto do século XX. Pioneiros
no assunto, como, por exemplo, Paes Leme, em 1912, descrevem os principais tipos
petrográficos da área, relatando a distribuição na cidade. Diversos trabalhos
posteriores são realizados, mostrando a complexidade do assunto, podendo-se citar
a formação dos gnaisses, tipos litológicos e idades das rochas, reagrupamento das
212
séries de rochas, descrições da geologia regional, reinterpretação dos gnaisses da
cidade do Rio de Janeiro, entre outros.
De acordo com Helmbold et al. (1965), há três tipos de gnaisses a considerar:
gnaisse facoidal, gnaisse leptinito e biotita gnaisses (descritos no capítulo anterior).
Estas rochas estão distribuídas por grande parte da cidade do Rio de Janeiro, nas
zonas norte, sul e noroeste, Serra da Carioca, estendendo-se até a cidade de
Niterói.
Segundo Lamego (1964), geomorfologicamente o município do Rio de Janeiro
apresenta-se com relevo montanhoso, predominando três conjuntos de elevações:
Maciço da Tijuca (1021m), Pedra Branca (1024m) e de Gericinó (887m), se dispondo
sobre as planícies sedimentares denominadas Baixada Fluminense, Jacarépaguá e
Sepetiba. O embasamento é constituído de estrutura gnáissica em base granítica.
Ainda, a origem geológica do município do Rio de Janeiro corresponde ao sistema
de falhas que, talhando abruptamente a costa, cortou de maneira idêntica, cerca de
40 km para o norte, as grandes escarpas da Serra do Mar.
De acordo com Silva & Silva (1987), a rocha mais característica do Rio de
Janeiro é o gnaisse lenticular ou facoidal, ocorrendo em grande parte do município,
como, por exemplo, nos morros da Pedra da Gávea e na Tijuca. As ocorrências
podem ser verificadas da seguinte forma:
• gnaisses leptinitos (Lep) e biotita-gnaisse (BGN): ocorrem na parte central da
Serra da Tijuca e Serra da Carioca.
• gnaisses facoidais (GNF): são encontrados nos bairros da Usina, Tijuca, e
Corcovado.
• biotita-gnaisses (BGN): ocupam a região do Sumaré, Tijuca, Usina. Constitui-
se de paragnaisses de coloração escura gradando a migmatitos, é rica em
biotita, e pequenos cristais de plagioclásio, quartzo e granada;
• leptinito (Lep): localizados na porção leste-sudeste (Morro Dona Marta), reúne
gnaisses claros, compostos por quartzo e quantidades menores de biotita e
granada.
A geologia do município da cidade do Rio de Janeiro pode ser observada na
Figura 68.
213
Figura 68 – Mapa Geológico simplificado do Estado do Rio de Janeiro
Fonte: Prefeitura da cidade do Rio de Janeiro – Armazém de Dados – IPP
214
7.5 ENSAIOS REALIZADOS NAS AMOSTRAS RETIRADAS DA PEDREIRA
7.5.1 Índices físicos
Para avaliar os índices físicos das amostras coletadas na pedreira utilizou-se
a norma técnica para a determinação da massa específica aparente, porosidade
aparente e absorção d’água aparente (NBR 12766, 1992). As amostras utilizadas
nesses ensaios estão relacionadas na Foto 111. No capítulo seguinte, os resultados
de apreciação petrográfica dessas rochas podem ser vistos na Tabela 56 na página
247. O ensaio foi desenvolvido no Laboratório de Estruturas do Programa de PósGraduação em Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense.
Foto 111 – Amostras de rochas utilizadas para o ensaio de índices físicos
Fonte: Mateus Martins
Segundo a NBR 12766 – 1992, a norma tem a finalidade de determinar a
massa específica aparente (seca e saturada com superfície seca), porosidade e
absorção d’água aparentes de rochas. A aparelhagem necessária para a execução
do ensaio é a que se segue:
• estufa capaz de manter a temperatura de (110 ± 5)0C;
• balança com capacidade de 1000g e resolução de 0,01g;
• bandejas com dimensões de (40x20x10)cm;
• recipiente de dimensões convencionais para acondicionamento de água para
pesagem dos corpos-de-prova na condição submersa.
O ensaio de índices físicos foi realizado na seqüência descrita a seguir.
215
7.5.1.1 Amostragem e preparação dos corpos-de-prova
Para a coleta das amostras de rochas representativas das características
necessárias para a pesquisa, ou seja, mais semelhantes possíveis das verificadas
nas edificações históricas, seguiu-se as normas técnicas NBR 7216 (Amostragem de
agragados – Procedimentos) e NBR 9941 (Redução da amostra de campo de
agregados para ensaios de laboratório – Procedimento).
Retirou-se o volume suficiente para permitir a preparação de dez corpos-deprova. Os corpos-de-prova podem ter qualquer formato, devem ser preparados por
quebra manual da amostra e possuir diâmetros em torno de 7cm ou massa ao redor
de 250 g cada.
7.5.1.2 Ensaio
O ensaio foi realizado com o seguinte procedimento:
• lavar os corpos-de-prova em água corrente;
• colocar os corpos-de-prova em estufa a 1000C e deixar secar por 24 horas;
• retirar os corpos-de-prova da estufa e deixar secar a temperatura ambiente;
• pesar os corpos-de-prova individualmente ao ar, com precisão de 0,01 g;
anotar massa A;
• colocar os corpos-de-prova na bandeja e adicionar água até 1/3 de sua altura.
Após 4 horas adicionar água até 2/3 da altura dos corpos-de-prova, e após
outras 4 horas, completar a submersão dos corpos-de-prova e deixar
completar o tempo total de 24 horas.
• retirar os corpos-de-prova da água, enxugar suas superfícies com um pano
absorvente e pesar ao ar; anotar massa B;
• pesar os corpos-de-prova individualmente, na condição submersa; anotar
massa C.
7.5.1.3 Cálculos
Os cálculos são de acordo com as seguintes expressões:
216
• massa específica aparente seca (Equação 31):
ρasec =
(
A
kg / m 3
B−C
)
(Equação 31)
• massa específica aparente saturada (Equação 32):
ρa sat =
(
B
kg / m 3
B −C
)
(Equação 32)
• porosidade aparente (Equação 33):
ηa =
B−A
.100
B−C
(Equação 33)
• absorção d’água aparente (Equação 34):
αa =
B−A
.100
A
(Equação 34)
7.5.1.4 Resultados
O documento técnico resultante da realização do ensaio deve conter:
• tipo petrográfico e nome comercial do material ou designação da amostra;
• discriminação da procedência da amostra;
• massa específica dos corpos-de-prova, resultados individuais e média
aritmética dos valores calculados no item anterior;
• data da coleta;
• data da realização do ensaio.
7.5.2 Compressão uniaxial
Para a determinação da resistência à compressão uniaxial das amostras
coletadas na pedreira utilizou-se a norma técnica para a determinação da resistência
à compressão simples (NBR 12767, 1992). As amostras utilizadas nesses ensaios
estão relacionadas na Tabela 26. No capítulo seguinte, os resultados de apreciação
petrográfica dessas rochas podem ser vistos nas tabelas das páginas 243 a 244.
217
Tabela 26 - Amostras de rochas utilizadas para o ensaio de compressão uniaxial
AMOSTRAS DE ROCHA COLETADAS NA PEDREIRA – ENSAIO DE COMPRESSÃO UNIAXIAL
R1
R2
R3
R4
R1, R2, R3 e R4: rochas coletadas na Pedreira Tamoio Mineração S/A
Fonte: Mateus Martins
O ensaio foi desenvolvido no Laboratório de Mecânica das Rochas do curso
de Geologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. A aparelhagem utilizada
para a execução do ensaio é a que se segue:
• máquina
universal
de
compressão
(Kratos,
modelo
407-MPS)
com
capacidade de 100 tf (Foto 112);
• equipamento para corte de rocha constituído de disco diamantado, capaz de
cortar superfícies planas;
• paquímetro de 200 mm e divisões de 0,05 mm para medição dos corpos-de-
prova;
• estufa com temperatura de (110 ± 5)0C;
• torno mecânico com rebolo diamantado para retificação dos corpos-de-prova.
Foto 112 – Máquina universal de compressão (Kratos, modelo 407-MPS), capacidade 100 tf
Fonte: Mateus Martins
7.5.2.1 Amostragem e preparação dos corpos-de-prova
Para a coleta das amostras de rochas representativas das características
necessárias para a pesquisa, ou seja, mais semelhantes possíveis das verificadas
nas edificações históricas, seguiu-se as normas técnicas NBR 7216 (Amostragem de
218
agragados – Procedimentos) e NBR 9941 (Redução da amostra de campo de
agregados para ensaios de laboratório – Procedimento).
Retirou-se o volume suficiente para permitir a preparação de três corpos-deprova (CP-A, CP-B e CP-C). Os corpos-de-prova foram preparados, de forma
cilíndrica, com as seguintes dimensões (Tabela 27):
Tabela 27 – Dimensões dos corpos-de-prova para ensaio de compressão uniaxial
Corpo-de-Prova
Diâmetro (mm)
Altura (mm)
CP-A
49,97
99,56
CP-B
50,37
101,75
CP-C
49,96
100,82
7.5.2.2 Ensaio
O ensaio foi realizado com o seguinte procedimento:
• colocar o corpo-de-prova no centro do prato inferior da prensa (Foto 113);
• movimentar o prato superior da prensa até obter ajuste dos pratos da prensa
com o corpo-de-prova;
• aplicar cargas, de modo contínuo e progressivo, a uma taxa de
aproximadamente 0,6 MPa/s, até que ocorra a ruptura do corpo-de-prova
(Foto 114);
• registrar a força de ruptura máxima registrada no ensaio (Foto 115)
Foto 113 – Corpo-de-prova
preparado para o ensaio
compressão uniaxial
Foto 114 – Corpo-de-prova
rompido, final do ensaio de
compressão uniaxial
Fonte: Mateus Martins
Foto 115 – Forma final do
corpo-de-prova
219
7.5.2.3 Cálculos
O cálculo da tensão de ruptura é realizado com a seguinte expressão
(Equação 35):
σC =
P
A
(Equação 35)
Onde:
•
σ C : tensão de ruptura da rocha (MPa);
•
P : força máxima de ruptura, em kN;
•
A : área da base do corpo-de-prova, em cm2 ou m2.
7.5.2.4 Resultados
O documento técnico resultante da realização do ensaio deve conter:
• tipo petrográfico e nome comercial do material ou designação da amostra;
• discriminação da procedência da amostra;
• número de corpos-de-prova ensaiados, dimensão e valores de tensão de
ruptura de cada um, em MPa;
• data da coleta;
• data da realização do ensaio.
7.5.3 Esmagamento
Para o teste de esmagamento das rochas coletadas na pedreira foi utilizado a
norma técnica para a determinação da resistência ao esmagamento de agregados
graúdos (NBR 9938, 1987). As amostras utilizadas nesses ensaios estão
relacionadas na Tabela 28. No capítulo seguinte, os resultados de apreciação
petrográfica dessas rochas podem ser vistos nas tabelas das páginas 245 a.246.
220
Tabela 28 - Amostras de rochas utilizadas para o ensaio de esmagamento
AMOSTRAS DE ROCHA COLETADAS NA PEDREIRA – ENSAIO DE ESMAGAMENTO
R5
R6
R7
R8
R5, R6, R7 e R8: rochas coletadas na Pedreira Tamoio Mineração S/A
Fonte: Mateus Martins
O ensaio foi desenvolvido no Laboratório de Mecânica das Rochas do curso
de Geologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Segundo a NBR 9938 – 1987, a norma tem a finalidade de prescrever o
método
para
determinação
da
resistência
ao
esmagamento
dos
grãos
compreendidos entre 9,5 mm e 12,5 mm, dos agregados graúdos definidos na
norma NBR 7211 – 2005. A aparelhagem necessária para a execução do ensaio é a
que se segue:
• cilindro vazado de ensaio em aço com (154,0 ± 0,5) mm de diâmetro interno,
(140,0 ± 0,5) mm de altura e (15,0 ± 0,5) mm de espessura;
• base quadrada em chapa de aço com (254,0 ± 1,0) mm de lado e (30,0 ± 1,0)
mm de espessura;
• êmbolo com (151,0 ± 0,5) mm de diâmetro e (26,0 ± 0,5) mm de altura, sob um
tronco de (114,0 ± 0,5) mm de diâmetro e 85,0 mm de altura. A altura total é
de (111,0 ± 9,5) mm;
• haste metálica para socamento com (16,0 ± 0,5) mm de diâmetro interno,
(180 ± 5) mm de altura, e que permita o apiloamento do agregado nele
contido, sem se deformar. Para facilitar seu manuseio, o recipiente pode ser
provido de alças laterais;
• peneiras de malha quadrada de abertura 12,5 mm, 9,5 mm e 2,4 mm;
• balança com capacidade de 15 kg e resolução de 1 g;
• estufa para secagem;
• máquina de ensaio capaz de aplicar cargas de no mínimo 500 KN;
• recipiente de material resistente de bordas rasas (bandeja);
• martelo de borracha.
221
7.5.3.1 Amostragem
Para a coleta das amostras de rochas representativas das características
necessárias para a pesquisa, ou seja, mais semelhantes possíveis das verificadas
nas edificações históricas, seguiu-se as normas técnicas NBR 7216 (Amostragem de
agragados – Procedimentos) e NBR 9941 (Redução da amostra de campo de
agregados para ensaios de laboratório – Procedimento).
Coletou-se uma quantidade suficiente para permitir a preparação de 10 kg de
agregados graúdos passantes na peneira de 12,5 mm e retidos na peneira de 9,5
mm.
7.5.3.2 Ensaio
O ensaio foi realizado na seguinte seqüência:
• pegar uma quantidade de amostra, que, depois de passar na peneira de
12,5mm, contenha cerca de 10 kg retidos na peneira de 9,5 mm. Secar a
temperatura entre 1050C e 1100C por 24 horas. Esfriar em ambiente seco;
• peneirar novamente o material através das peneiras de 12,5 mm e 9,5 mm.
Com esta fração, encher o recipiente cilíndrico em três camadas sucessivas,
aplicando-se em cada uma 25 golpes, com a haste de socamento,
distribuídos por toda a superfície. Cada uma das camadas deve ter espessura
de aproximadamente 1/3 da altura do recipiente cilíndrico;
• determinar a massa inicial ( M i ) do agregado assim preparado, com
aproximação de 1 g. Preencher com este material o cilindro de ensaio, já
acoplado à chapa de base, em três camadas sucessivas de mesma
espessura, aplicando-se, a cada uma delas, 25 golpes com a haste de
socamento;
• inserir o êmbolo no cilindro de ensaio e nivelar, com auxílio do mesmo, a
superfície do agregado;
• colocar o conjunto no centro do prato inferior da máquina de ensaio;
• aplicar a carga de 400 kN uniformemente à razão de (40 ± 5) kN por minuto;
• após aplicar a carga total, retirar o conjunto da máquina de ensaio,remover
todo o material contido no cilindro de ensaio para a bandeja. Se algumas
222
partículas ficarem retidas ao cilindro de ensaio, devido à compressão, utilizar
um martelo de borracha aplicando-se leves pancadas laterais para facilitar a
sua remoção;
• passar o material removido através da peneira 2,4 mm e determinar a massa
do material retido ( M f ).
7.5.3.3 Cálculos
A determinação da resistência ao esmagamento é feita com a seguinte
expressão (Equação 36):
R=
Mi − M f
Mi
.100
(Equação 36)
Onde:
•
R : resistência do agregado ao esmagamento, em %;
•
M i : massa inicial da amostra seca antes do ensaio, em gramas;
•
M f : massa final do material retido na peneira de 2,4 mm, em gramas.
O resultado é obtido a partir da média de duas determinações. A diferença
entre a primeira e a segunda determinação não deve superar 3%. Caso isto ocorra,
realizar uma terceira determinação e adotar as duas que satisfaçam este limite.
7.5.4 Composição química
A composição química da rocha foi obtida a partir de análise por fluorescência
de raios-X. A amostra utilizada nessa análise está relacionada na Foto 116. No
capítulo seguinte, os resultados de apreciação petrográfica dessa rocha pode ser
visto na Tabela 57 na página 247. O ensaio foi realizado no Laboratório de Análises
Químicas do Departamento de Geologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
223
Foto 116 – Amostra utilizada para o ensaio de composição química
Fonte: Mateus Martins
A análise química tem a finalidade de determinar a porcentagem dos
componentes químicos presentes em uma amostra. A aparelhagem necessária para
a execução do ensaio é a seguinte:
• espectrômetro por fluorescência de raio-X do tipo PW2400 da Philips: esse
aparelho possui um tubo de Rh de 3 KW de potência, seis cristais
analisadores e dois detetores (selado e fluxo). O software utilizado foi o
SemiQ, desenvolvido pela Philips.
7.5.4.1 Amostragem
Para a coleta das amostras de rochas representativas das características
necessárias para a pesquisa, ou seja, mais semelhantes possíveis das verificadas
nas edificações históricas, seguiu-se as normas técnicas NBR 7216 (Amostragem de
agragados – Procedimentos) e NBR 9941 (Redução da amostra de campo de
agregados para ensaios de laboratório – Procedimento). A amostra para a análise
química deve ter no mínimo 10 g. A amostra é preparada da seguinte forma:
• extrair da amostra de rocha um fragmento e moer até obter um material de
pequenos fragmentos;
• com uma peneira de número 200, segundo a NBRNM-ISSO 2395 (Peneiras
de ensaio e ensaio de peneiramento – Vocabulário), passar o material moído
até obter 10 g de uma fração muito fina.
224
7.5.4.2 Ensaio
A perda ao fogo foi determinada através da obtenção do peso da amostra
antes e depois da mesma ser levada a 950°C por meia hora. Os elementos foram
detectados a partir da fusão de 1,0 g de pó do material misturados com 7g de
tetraborato de lítio. As condições analíticas para a dosagem dos elementos
presentes nas amostras foram: detetores selado e de fluxo, cristais analisadores
PET, Ge, PX1, PX3 e LIF200 e potência do tubo 24 KV e 90 mA ou 50 KV e 50 mA,
dependendo do elemento químico a ser detectado. Com base em análises de
padrões, o erro analítico relativo estimado é: Si, Al (<1%), Fe, Mg, Ca (1-2%), Ti, Na,
K (3-5%), P e outros elementos traços (≤ 6%). As curvas de calibração foram obtidas
a partir da análise de padrões de óxidos puros dos elementos.
7.5.4.3 Resultados
O documento técnico resultante da realização do ensaio deve conter:
• discriminação da procedência da amostra;
• data da coleta;
• data da realização do ensaio.
• resultados das observações macroscópicas e microscópicas.
7.5.5 Petrografia
Para a análise petrográfica das rochas coletadas na pedreira foi utilizada a
norma técnica NBR 12768, 1992. A amostra utilizada nessa análise está relacionada
na Foto 117. No capítulo seguinte, os resultados de apreciação petrográfica dessa
rocha pode ser visto na Tabela 58 na página 248. O ensaio foi desenvolvido no
Laboratório de Petrografia do curso de Geologia da Universidade Federal Rural do
Rio de Janeiro.
225
Foto 117 – Amostra utilizada para o ensaio de petrografia microscópica
Fonte: Mateus Martins
Segundo a NBR 12768 – 1992, a norma tem a finalidade de fazer o estudo
macroscópico e microscópico da rocha, caracterizando a sua completa natureza. A
aparelhagem necessária para a execução do ensaio petrográfico é a que se segue:
• microscópico óptico de luz polarizável, com os acessórios necessários para a
execução completa da análise;
• equipamento para corte de rocha, constituído de disco adiamantado, capaz de
cortar superfícies planas;
• rebolo plano, placa de vidro e abrasivos para desgaste da rocha;
• lâminas de vidro de 2 mm de espessura e lamínulas de vidro 0,2 mm de
espessura;
• cola de resina natural (bálsamo do Canadá) ou artificial transparente (à base
de epóxi);
• solvente para a limpeza, do tipo xilol ou similar.
7.5.5.1 Amostragem
Para a coleta das amostras de rochas representativas das características
necessárias para a pesquisa, ou seja, mais semelhantes possíveis das verificadas
nas edificações históricas, seguiu-se as normas técnicas NBR 7216 (Amostragem de
agragados – Procedimentos) e NBR 9941 (Redução da amostra de campo de
agregados para ensaios de laboratório – Procedimento). A amostra para a análise
petrográfica deve ter no mínimo (10x5x2) cm3. O corpo-de-prova é preparado da
seguinte forma:
• extrair da amostra de rocha um fragmento, de aproximadamente (10x5x2)
cm3, representativo das suas feições macroscópicas. Cortá-lo na forma de um
226
3
paralelogramo de dimensões (4x3x1) cm . Lixar uma das suas faces e colá-la
à lâmina de vidro previamente fosqueada com abrasivo;
• cortar o paralelogramo na espessura de 5 mm, desgastá-lo no rebolo até a
espessura de 70 µm e completar o desgaste na placa de vidro com abrasivo
de granulação progressivamente mais fina, até obter uma lâmina delgada de
30 µm ;
• limpar a superfície com reagente adequado (xilol ou similar) e colá-la à
lamínula de vidro.
7.5.5.2 Ensaio
O ensaio foi realizado com o seguinte procedimento:
• examinar microscopicamente a amostra de rocha, registrando as seguintes
características:
o cor nos estados seco e úmido;
o estrutura.
• examinar a lâmina delgada ao microscópico, registrando as seguintes
características da rocha:
o textura;
o composição mineralógica com indicação, em porcentagem, dos
minerais essenciais e acessórios;
o natureza e classificação da rocha;
o estado microfissural;
o estado e tipo de alteração dos minerais, categorizando o grau de
alteração da rocha;
o presença ou não de minerais deletérios.
7.5.5.3 Resultados
O documento técnico resultante da realização do ensaio deve conter:
• discriminação da procedência da amostra;
• data da coleta;
• data da realização do ensaio.
• resultados das observações macroscópicas e microscópicas.
8 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS
Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados dos ensaios
obtidos no programa experimental da presente pesquisa. Os procedimentos e as
normas utilizadas em cada ensaio foram descritos no capítulo anterior. Os resultados
dos ensaios são apresentados separadamente. Uma análise conjunta e discussão
de todos os resultados são realizadas posteriormente.
Os resultados são apresentados na forma de gráficos e tabelas. Todos os
ensaios tiveram acompanhamentos de profissionais da área. O programa de
experimentos envolveu os seguintes ensaios:
•
ensaios realizados nas amostras coletadas das edificações:
o ensaios e em argamassas históricas, subdivididos em três partes:
testes qualitativos de sais solúveis;
ensaios simples de argamassa – traços;
análise granulométrica.
o apreciação macroscópica petrográfica das rochas coletadas nas
edificações;
o Índices físicos.
•
ensaios realizados nas amostras coletadas na pedreira Tamoio S/A.
o apreciação macroscópica petrográfica das rochas coletadas na
pedreira;
o índices físicos;
o compressão uniaxial;
o esmagamento;
o composição química;
o petrografia.
228
8.1 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS NAS AMOSTRAS DAS
EDIFICAÇÕES
8.1.1 Resultado dos testes nas argamassas históricas
Para a realização dos ensaios nas argamassas, coletadas das edificações
históricas, foram utilizadas oito amostras. Suas informações específicas sobre a
execução dos ensaios estão descritas no capítulo anterior. Todos os três tipos de
ensaios realizados nas argamassas históricas apresentaram muitas semelhanças
nos resultados, indicando que as edificações da pesquisa, provavelmente, utilizavam
uma quantidade muito próxima dos componentes para a preparação das
argamassas.
8.1.1.1 Resultado dos testes qualitativos de sais solúveis
Estes testes determinam, qualitativamente, a ausência ou presença de sais
solúveis em argamassas. Os sais são nitratos, cloretos e sulfatos que estão
presentes nas eflorescências salinas. Nas oito amostras ensaiadas, as quantidades
de sais são, qualitativamente, iguais. Há uma ausência de sulfato e uma pequena
quantidade de nitrato em todas as amostras. Na amostra A01 foi verificada uma
quantidade menor de cloreto, na amostra A05-C verificou-se uma maior quantidade
de cloreto e nas demais entre média e grande quantidade de cloreto, conforme
indicado na Tabela 29. Esses resultados serão discutidos ainda neste capítulo.
229
Tabela 29 – Resultados dos Testes Qualitativos de Sais Solúveis
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA
18/4/2007
ANÁLISE DE ARGAMASSAS
LEGENDA
UFF
TESTES QUALITATIVOS DE SAIS SOLÚVEIS
A01
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Igreja de Santa Cruz - Fazenda da Taquara - Rio de
Janeiro
A02
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Igreja de Nossa Senhora das Graças - Botafogo - Rio de
Janeiro
A04
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Recolhimento de Santa Tereza - Museu de Arqueologia Itaipu - Niterói
A05-A
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de Janeiro - Parede
direita da nave
A05-B
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de Janeiro - Torre
A05-C
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de Janeiro Telhado/Coro
A06
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Igreja de Nossa Senhora da Candelária - Centro - Rio de
Janeiro
A07
AMOSTRA
AMOSTRAGEM
Igreja de Nossa Senhora da Saúde - Saúde - Rio de
Janeiro
Ausência
Pequena Quantidade
Média Quantidade
Grande Quantidade
Muito Grande Quantidade
+
++
+++
++++
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
+
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
++
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
+++
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
+++
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
+++
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
++++
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
++
-
NITRATO
CLORETO
SULFATO
+
++
-
8.1.1.2 Resultado dos ensaios simples de argamassas – traços
Este ensaio determina a proporção dos componentes da argamassa
analisada, indicando traço em massa mais provável. Nas oito amostras analisadas,
os traços mais prováveis foram muito semelhantes, conforme mostrados nas tabelas
das páginas 230 a 231.
230
Tabela 30 – Traço mais provável – Amostras A01 e A02
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
AMOSTRAGEM:
27/03/2007
Igreja de Santa Cruz - Fazenda
da Taquara - Rio de Janeiro
A01
AMOSTRA:
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF
27/03/2007
Capela de Nossa Senhora das Graças Botafogo - Rio de Janeiro
AMOSTRAGEM:
A02
AMOSTRA:
UFF
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0468
1,9048
0,8580
8,56
2
1,0854
2,0861
1,0007
10,00
1
48,1209
58,1414
10,0205
54,8439
6,7230
67,09
2
48,1592
58,1703
10,0111
54,9444
6,7852
67,78
1
24,35
2,4395
1,8052
2
22,23
2,2252
1,6466
Χ
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
9,28
Χ
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
67,43
Χ
23,29
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0655
1,9143
0,8488
8,46
2
1,0797
2,0711
0,9914
9,90
1
48,1812
58,2123
10,0311
54,9675
6,7863
67,65
2
48,2349
58,2484
10,0135
54,9531
6,7182
67,09
1
23,89
2,3960
1,7730
2
23,01
2,3039
1,7049
Χ
9,18
Χ
67,37
Χ
23,45
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
ARGILA
:
AREIA
3,72
TRAÇO 1
TRAÇO
:
LIGANTE
0,48
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,61
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
1,00
TRAÇO 1
4,12
:
LIGANTE
0,48
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,58
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
1,00
3,83
3,94
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO X
1,00
:
0,54
:
3,92
TRAÇO X
1,00
:
0,53
:
3,88
Tabela 31 – Traço mais provável – Amostras A04 e A05-A
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
DATA:
27/03/2007
AMOSTRAGEM:
Recolhimento de Santa Tereza - Museu de
Arqueologia - Itaipu - Niterói - RJ
A04
AMOSTRA:
UFF
27/03/2007
AMOSTRAGEM:
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de
Janeiro - Parede direita da nave
A05-A
AMOSTRA:
UFF
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0465
2,1604
1,1139
11,09
2
1,0437
1,6475
0,6038
5,99
1
48,2376
58,2815
10,0439
55,0401
6,8025
67,73
2
48,2666
58,3446
10,0780
55,0212
6,7546
67,02
1
21,18
2,1275
1,5744
2
26,99
2,7196
2,0125
Χ
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
8,54
Χ
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
67,38
Χ
24,08
PESO DA AREIA ENCONTRADA
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0536
1,9971
0,9435
9,43
2
1,0392
2,0025
0,9633
9,63
1
48,1239
58,126
10,0021
54,8674
6,7435
67,42
2
48,2711
58,2765
10,0054
54,8985
6,6274
66,24
1
23,15
2,3151
1,7132
2
24,13
2,4147
1,7869
Χ
9,53
Χ
66,83
Χ
23,64
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
ARGILA
:
AREIA
4,32
TRAÇO 1
TRAÇO
LIGANTE
:
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,30
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
TRAÇO 1
1,00
0,71
3,36
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO X
1,00
:
0,50
:
3,84
LIGANTE
:
0,55
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,54
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
1,00
3,94
3,71
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO X
1,00
:
0,54
:
3,82
231
Tabela 32 – Traço mais provável – Amostras A05-B e A05-C
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
AMOSTRAGEM:
27/03/2007
Catedral da Antiga Sé - Centro Rio de Janeiro - Torre
A05-B
AMOSTRA:
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF
AMOSTRAGEM:
27/03/2007
Catedral da Antiga Sé - Centro Rio de Janeiro - Telhado/Coro
A05-C
AMOSTRA:
UFF
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0535
1,9379
0,8844
8,80
2
1,0456
1,9023
0,8567
8,55
1
48,1451
58,1952
10,0501
54,9665
6,8214
67,87
2
48,1212
58,145
10,0238
54,9715
6,8503
68,34
1
23,33
2,3443
1,7348
2
23,11
2,3168
1,7144
Χ
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
8,67
% SOBRE A MASSA TOTAL
Χ
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
68,11
Χ
23,22
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0437
1,8679
0,8242
8,22
2
1,0630
1,9403
0,8773
8,75
1
48,0189
58,0503
10,0314
54,9160
6,8971
68,76
2
48,1381
58,1636
10,0255
54,9012
6,7631
67,46
1
23,03
2,3101
1,7095
2
23,79
2,3851
1,7650
Χ
8,48
Χ
68,11
Χ
23,41
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
ARGILA
:
AREIA
3,93
TRAÇO 1
TRAÇO
:
LIGANTE
0,51
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,50
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
1,00
TRAÇO 1
:
LIGANTE
0,48
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,50
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
4,00
1,00
4,03
3,83
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO X
1,00
:
0,50
:
3,96
TRAÇO X
1,00
:
0,49
:
3,93
Tabela 33 – Traço mais provável – Amostras A06 e A07
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
AMOSTRAGEM:
27/03/2007
Igreja Nossa Senhora da
Candelária - Centro - Rio de
A06
AMOSTRA:
DATA:
UFF
AMOSTRAGEM:
27/03/2007
Igreja Nossa Senhora da Saúde Saúde - Rio de Janeiro
A07
AMOSTRA:
UFF
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
ENSAIO SIMPLES DE ARGAMASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
DETERMINAÇÃO DO TRAÇO MAIS PROVÁVEL
TRAÇO EM MASSA
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0622
2,0694
1,0072
10,05
2
1,0471
1,9327
0,8856
8,83
1
48,2595
58,2827
10,0232
54,9323
6,6728
66,57
2
48,2159
58,2409
10,0250
54,9882
6,7723
67,55
1
23,38
2,3432
1,7340
2
23,61
2,3671
1,7517
Χ
FINOS (ARGILA E/OU SILTE)
PESO DO PAPEL DE FILTRO
PESO DO PAPEL + RESÍDUO
PESO DOS FINOS ENCONTRADOS
9,44
Χ
% SOBRE A MASSA TOTAL
GROSSOS (AREIA)
PESO DO BÉQUER
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA
PESO DA AMOSTRA
PESO DO BÉQUER + RÉSIDUO
PESO DA AREIA ENCONTRADA
67,06
Χ
23,49
% SOBRE A MASSA TOTAL
LIGANTE (RESÍDUO SOLÚVEL)
% L = 100 - (% F + % G)
PESO DO CARBONATO
PESO DO HIDRÓXIDO
1
1,0364
1,9630
0,9266
9,24
2
1,0767
1,9789
0,9022
9,02
1
48,1814
58,2048
10,0234
54,8979
6,7165
67,01
2
48,3272
58,3302
10,0030
55,0511
6,7239
67,22
1
23,75
2,3803
1,7614
2
23,76
2,3769
1,7589
Χ
9,13
Χ
67,11
Χ
23,75
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
TRAÇO MAIS PROVÁVEL
1
2
Χ
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
LIGANTE : ARGILA : AREIA
TRAÇO 1
TRAÇO 2
TRAÇO X
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
ARGILA
:
AREIA
3,85
TRAÇO 1
TRAÇO
LIGANTE
:
0,58
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,51
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
TRAÇO 1
1,00
3,87
LIGANTE
:
0,53
:
:
TRAÇO 2
1,00
0,51
:
:
TRAÇO MAIS PROVÁVEL (EM MASSA)
1,00
3,81
3,82
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO
LIGANTE
:
ARGILA
:
AREIA
TRAÇO X
1,00
:
0,54
:
3,86
TRAÇO X
1,00
:
0,52
:
3,82
232
8.1.1.3 Resultado das análises granulométricas
Esta análise foi feita após a determinação do traço mais provável da
argamassa, com ataque ácido e remoção dos finos. Em seguida é feita a curva
granulométrica. Pode-se notar, nas tabelas das páginas 232 a 234, a semelhança
das curvas granulométricas das oito amostras analisadas.
Tabela 34 – Curva granulométrica – Amostras A01 e A02
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
DATA:
Igreja de Santa Cruz - Fazenda da
Taquara - Rio de Janeiro
A01
AMOSTRA:
61,27
48,25
13,02
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
UFF
A02
AMOSTRA:
DIM. (mm)
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
121,84
116,40
115,80
109,15
111,70
76,72
2,54
4,62
5,09
0,45
0,12
0,04
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
60,46
48,32
12,14
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
PENEIRA
Nº
Capela de Nossa Senhora das Graças Botafogo - Rio de Janeiro
UFF
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
PENEIRA
Nº
DIM. (mm)
19,51
35,48
39,09
3,46
0,92
0,31
20
55
94
98
98
99
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
121,03
116,52
115,87
108,88
111,70
76,75
1,73
4,74
5,16
0,18
0,12
0,07
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
14,25
39,04
42,50
1,48
0,99
0,58
14
53
96
97
98
99
SOMA
SOMA %
SOMA
SOMA %
12,86
98,8
12,00
98,8
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
% RETIDA
19,51
35,48
39,09
3,46
0,92
0,31
% RETIDA
14,25
39,04
42,50
1,48
0,99
0,58
Curva Granulométrica - Amostra: A01
Curva Granulométrica - Amostra: A02
100
% Retida Acumulada
% Retida Acumulada
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
Peneiras (mm)
10
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
Peneiras (mm)
10
233
Tabela 35 – Curva granulométrica – Amostras A04 e A05-A
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
DATA:
Recolhimento de Santa Tereza - Museu de
Arqueologia - Itaipu - Niterói - RJ
A04
AMOSTRA:
61,75
48,51
13,24
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
UFF
A05-A
AMOSTRA:
DIM. (mm)
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
122,85
115,95
114,95
109,70
111,70
76,73
3,55
4,17
4,24
1,00
0,12
0,05
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
59,74
47,95
11,79
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
PENEIRA
Nº
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de
Janeiro - Parede direita da nave
UFF
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
PENEIRA
Nº
DIM. (mm)
26,81
31,50
32,02
7,55
0,91
0,38
27
58
90
98
99
99
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
121,12
115,80
115,20
109,89
111,65
76,73
1,82
4,02
4,49
1,19
0,07
0,05
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
15,44
34,10
38,08
10,09
0,59
0,42
15
50
88
98
98
99
SOMA
SOMA %
SOMA
SOMA %
13,13
99,2
11,64
98,7
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
% RETIDA
26,81
31,50
32,02
7,55
0,91
0,38
% RETIDA
15,44
34,10
38,08
10,09
0,59
0,42
Curva Granulométrica - Amostra: A04
Curva Granulométrica - Amostra: A05-A
100
% Retida Acumulada
% Retida Acumulada
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
80
60
40
20
0
0,01
10
0,1
Peneiras (mm)
1
10
Peneiras (mm)
Tabela 36 – Curva granulométrica – Amostras A05-B e A05-C
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
DATA:
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de
Janeiro - Torre
A05-B
AMOSTRA:
62,66
47,67
14,99
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
UFF
A05-C
AMOSTRA:
DIM. (mm)
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
123,45
115,80
116,50
109,52
111,70
76,74
4,15
4,02
5,79
0,82
0,12
0,06
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
61,97
47,15
14,82
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
PENEIRA
Nº
Catedral da Antiga Sé - Centro - Rio de
Janeiro - Telhado/Coro
UFF
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
PENEIRA
Nº
DIM. (mm)
27,69
26,82
38,63
5,47
0,80
0,40
28
55
93
99
99
100
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
122,25
116,60
116,68
109,32
111,71
76,75
2,95
4,82
5,97
0,62
0,13
0,07
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
19,91
32,52
40,28
4,18
0,88
0,47
20
52
93
97
98
98
SOMA
SOMA %
SOMA
SOMA %
14,96
99,8
14,56
98,2
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
% RETIDA
27,69
26,82
38,63
5,47
0,80
0,40
% RETIDA
19,91
32,52
40,28
4,18
0,88
0,47
Curva Granulométrica - Amostra: A05-B
Curva Granulométrica - Amostra: A05-C
100
% Retida Acumulada
% Retida Acumulada
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
Peneiras (mm)
10
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
Peneiras (mm)
10
234
Tabela 37 – Curva granulométrica – Amostras A06 e A07
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
DATA:
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ARGAMASSAS
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
DATA:
Igreja Nossa Senhora da Candelária Centro - Rio de Janeiro
A06
AMOSTRA:
60,01
47,23
12,78
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
29/3/2007
AMOSTRAGEM:
UFF
A07
AMOSTRA:
DIM. (mm)
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
121,90
115,83
115,74
109,45
111,70
76,75
2,60
4,05
5,03
0,75
0,12
0,07
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
64,02
42,21
21,81
PESO DO BÉQUER + AMOSTRA (g)
PESO DO BÉQUER (g)
PESO DA AMOSTRA (g)
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
PENEIRA
Nº
Igreja Nossa Senhora da Saúde Saúde - Rio de Janeiro
UFF
ENSAIO DE GRANULOMETRIA - TABELA DE CÁLCULO
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
PENEIRA
Nº
DIM. (mm)
20,34
31,69
39,36
5,87
0,94
0,55
20
52
91
97
98
99
16
35
60
100
200
>200
1,18
0,5
0,25
0,15
0,075
-
PESO (g)
PENEIRA +
AMOSTRA (g)
AMOSTRA (g)
123,58
119,01
118,95
110,22
111,79
76,78
4,28
7,23
8,24
1,52
0,21
0,10
119,30
111,78
110,71
108,70
111,58
76,68
% RETIDA
% RETIDA
ACUMULADA
19,62
33,15
37,78
6,97
0,96
0,46
20
53
91
98
98
99
SOMA
SOMA %
SOMA
SOMA %
12,62
98,7
21,58
98,9
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
GRANULOMETRIA DO AGREGADO APÓS ATAQUE ÁCIDO E REMOÇÃO DOS FINOS
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
PENEIRA
Nº
16
35
60
100
200,0
>200
% RETIDA
20,34
31,69
39,36
5,87
0,94
0,55
% RETIDA
19,62
33,15
37,78
6,97
0,96
0,46
Curva Granulométrica - Amostra: A06
Curva Granulométrica - Amostra: A07
100
% Retida Acumulada
% Retida Acumulada
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
Peneiras (mm)
10
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
10
Peneiras (mm)
8.1.2 Resultados da apreciação macroscópica das rochas coletadas nas
edificações
Nas amostras coletadas nas edificações foram realizadas as apreciações
petrográficas macroscópicas, segundo a NBR 7389, 1992. Essa apreciação tem a
finalidade de reconhecer o tipo de rocha em questão. Nas nove edificações em
estudo, todas as rochas coletadas são gnaisse com pouca variação nas suas
características macroscópicas petrográficas, como é mostrado nas tabelas das
páginas 235 a 239.
235
Tabela 38 – Apreciação petrográfica: amostra R01-A: Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R01-A
NOME
PROCEDÊNCIA
IGREJA DE SANTA CRUZ – FAZENDA DA TAQUARA – JACAREPAGUÁ –
RIO DE JANEIRO – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/07/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(11 x 7 x 3,5) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
GNAISSE FACOIDAL
AFANÍTICA
Tabela 39 – Apreciação petrográfica: amostra R01-B: Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R01-B
NOME
PROCEDÊNCIA
IGREJA DE SANTA CRUZ – FAZENDA DA TAQUARA – JACAREPAGUÁ –
RIO DE JANEIRO – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/07/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(12 x 11 x 4) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
GNAISSE
236
Tabela 40 – Apreciação petrográfica: amostra R02: Capela de Nossa Senhora das Graças
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R02
NOME
PROCEDÊNCIA
CAPELA DE NOSSA SENHORA DAS GRAÇAS – RUA SÃO CLEMENTE, 446
– BOTAFOGO – RIO DE JANEIRO – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/07/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(7,5 x 3,5 x 2,5) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
CLARA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
GNAISSE
AFANÍTICA
a
Tabela 41 – Apreciação petrográfica: amostra R03: Prédio do IPHAN – 6 SR
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R03
NOME
PROCEDÊNCIA
PRÉDIO DO IPHAN – AV. RIO BRANCO, 46 – CENTRO – RIO DE JANEIRO –
RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
30/03/07
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(10 x 4 x 0,8) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
BIOTITA-GNAISSE
237
Tabela 42 – Apreciação petrográfica: amostra R04-A: Recolhimento de Santa Teresa
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R04-A
NOME
PROCEDÊNCIA
RECOLHIMENTO DE SANTA TEREZA – MUSEU DE ARQUEOLOGIA –
ITAIPU – NITERÓI – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
23/08/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(10 x 7 x 2,5) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
GNAISSE FACOIDAL
AFANÍTICA
Tabela 43 – Apreciação petrográfica: amostra R04-B: Recolhimento de Santa Teresa
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R04-B
NOME
PROCEDÊNCIA
RECOLHIMENTO DE SANTA TEREZA – MUSEU DE ARQUEOLOGIA –
ITAIPU – NITERÓI – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
23/08/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(7 x 4 x 1,5) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
GNAISSE FACOIDAL
238
Tabela 44 – Apreciação petrográfica: amostra R05: Catedral da Antiga Sé
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R05
NOME
PROCEDÊNCIA
CATEDRAL DA ANTIGA SÉ – RUA 1º DE MARÇO – CENTRO – RIO DE
JANEIRO – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
06/10/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(10 x 6 x 2,5) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
GNAISSE FACOIDAL
AFANÍTICA
Tabela 45 – Apreciação petrográfica: amostra R06: Igreja de Nossa Senhora da Candelária
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R06
NOME
PROCEDÊNCIA
IGREJA NOSSA SENHORA DA CANDELÁRIA – CENTRO – RIO DE JANEIRO
– RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
06/10/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(5 x 3 x 2) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
GNAISSE
239
Tabela 46 – Apreciação petrográfica: amostra R07: Igreja de Nossa Senhora da Saúde
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R07
NOME
PROCEDÊNCIA
IGREJA NOSSA SENHORA DA SAÚDE – SAÚDE – RIO DE JANEIRO – RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
10/10/06
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(7 x 5,5 x 3) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
BIOTITA-GNAISSE
8.1.3 Índices físicos das rochas coletadas nas edificações
Os índices físicos da rocha são propriedades de massa específica aparente
ou densidade aparente, porosidade aparente e absorção d’água aparente, os quais
guardam uma grande interdependência. O termo “aparente” 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. 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.
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. Por esse motivo realizaram-se os ensaios de índices físicos das rochas
coletadas nas edificações para fazer uma relação com os realizados nas amostras
coletadas na pedreira.
240
Em função das diferentes dimensões das rochas de cada edificação, os
resultados das nove amostras de rochas são mostrados separadamente e,
posteriormente, através de uma média aritmética. Os resultados obtidos para
massas específicas aparentes das amostras secas foram entre 2,31g/cm3 a
2,70g/cm3, e a média verificada foi de 2,52g/cm3. As massas específicas aparentes
das amostras saturadas foram entre 2,49g/cm3 a 2,73g/cm3, e a média verificada foi
de 2,58g/cm3. Esses resultados refletem a relação entre a massa e o volume da
amostras das rochas analisadas, fornecendo indicações sobre a resistência
mecânica da rocha.
A porosidade aparente é expressa pela relação entre o volume total de poros
e o volume das amostras de rochas analisadas. Os resultados verificados nas
amostras das edificações foram entre 1% a 22,54%, e a média foi de 5,85%. Esses
resultados contribuem para avaliar a boa resistência mecânica da rocha, o grau de
alteração e compactação.
A absorção d’água é expressa pela relação de água absorvida e o volume
total das amostras de rochas analisadas. Os resultados verificados estão entre
0,39% a 9,76%, sendo a média de 2,42%, fornecendo elementos de avaliação da
compactação e resistência da rocha, podendo ajudar na previsão de sua
durabilidade. É um índice importante para estudo de rochas que têm contatos com a
água.
Os resultados obtidos podem ser verificados na Tabela 47.
241
Tabela 47 – Resultados do ensaio de índices físicos das rochas coletadas nas edificações
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS
DATA:
05/06/2008
R01-A
R01-B
R02
Edificações
Amostrais
AMOSTRAGEM:
IGREJA DE SANTA CRUZ
CAPELA NOSSA S. DAS GRAÇAS
a
R03
PRÉDIO DO IPHAN - 6 SR
R04-A
R04-B
RECOLHIMENTO DE SANTA
TERESA
R05
ANTIGA SÉ
R06
IGREJA N. S. DA CANDELÁRIA
R07
IGREJA NOSSA S. DA SAÚDE
UFF
R-ÍNDICES FÍSICOS - EDIFICAÇÕES
AMOSTRA:
ENSAIO - ÍNDICES FÍSICOS
A (g) = AMOSTRA INSATURADA
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE, POROSIDADE
APARENTE E ABSORÇÃO D'ÁGUA APARENTE
B (g) = AMOSTRA SATURADA
C (g) = AMOSTRA SUBMERSA
ρasec (g/cm3) ρasat (g/cm3)
C (g)
1
R01-A
331,82
2,46
2,54
2
R01-B
705,45
2,31
2,54
3
R02
44,39
2,43
2,49
4
R03
32,72
2,47
2,50
5
R04-A
288,85
2,55
2,61
6
R04-B
49,36
2,63
2,65
7
R05
150,56
2,54
2,56
8
R06
23,53
2,70
2,73
9
R07
136,73
2,56
2,57
RESULTADOS
ρasec (g/cm3)
MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA
3
ρasat (g/cm )
MASSA ESPECÍFICA APARENTE SATURADA
MÉDIAS
a
(%)
η
POROSIDADE APARENTE
αa (%)
ABSORÇÃO D'ÁGUA APARENTE
LEGENDA: POROSIDADE E ABSORÇÃO D'ÁGUA
AMOSTRA
LOCAL
A (g)
531,13
1061,25
72,36
53,89
458,55
78,76
244,84
36,73
222,75
B (g)
547,48
1164,78
74,21
54,5
468,39
79,3
247,13
37,12
223,62
DENTRO DO RECOMENDADO
POUCO ACIMA DO RECOMENDADO
ACIMA DO RECOMENDADO
MUITO ACIMA DO RECOMENDADO
ηa (%)
αa (%)
7,58
22,54
6,20
2,80
5,48
1,80
2,37
2,87
1,00
3,08
9,76
2,56
1,13
2,15
0,69
0,94
1,06
0,39
2,52
2,58
5,85
2,42
ALTA POROSIDADE:
BAIXA RESISTÊNCIA DA ROCHA
ALTA ABSORÇÃO D'ÁGUA:
BAIXA DURABILIDADE E REDUÇÃO DA
RESISTÊNCIA MECÂNICA
AUMENTO DA SATURAÇÃO:
MENOR RESISTÊNCIA MECÂNICA
8.2 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS NAS AMOSTRAS DE ROCHAS
COLETADAS NA PEDREIRA
Os ensaios de caracterização tecnológica são importantes em todos os
segmentos de utilização das rochas. Os conhecimentos das características
petrográficas das rochas, bem como de suas propriedades físicas e físicomecânicas, permite uma melhor previsão de seu comportamento como componente
numa obra de recuperação, restauração ou consolidação de uma alvenaria histórica.
Muitos insucessos podem ser evitados havendo um maior conhecimento das
propriedades destes materiais e um melhor entendimento de seu comportamento
como componente de alvenaria. Por esta razão, os resultados dos ensaios
realizados estão descritos a seguir, servindo como referência das características
tecnológicas do material componente nas alvenarias das edificações estudadas.
242
8.2.1 Resultados da apreciação macroscópica das rochas coletadas na
pedreira
Nas amostras coletadas na pedreira foram realizadas as apreciações
petrográficas macroscópicas, segundo a NBR 7389, 1992. Essa apreciação tem a
finalidade de reconhecer o tipo de rocha em questão. Foram coletadas amostras de
tamanhos diversos, segundo as normas técnicas NBR 7216 e NBR 9941,
amostragem de agregados e redução da amostra de campo de agregados para
ensaios de laboratórios, respectivamente.
Todas as rochas coletadas na pedreira são tipos gnáissicos com pouca
variação nas suas características macroscópicas petrográficas, como pode ser vista
nas tabelas das páginas 243 a 248, com a maior semelhança possível das amostras
coletadas nas edificações.
As rochas coletadas na pedreira foram nomeadas de acordo com os ensaios
realizados, conforme indicado a seguir:
• ensaio de compressão uniaxial: rochas R1, R2, R3 e R4;
• ensaio de esmagamento: rochas R5, R6, R7 e R8;
• ensaio de índices físicos: rochas R-ÍNDICES FÍSICOS;
• ensaio de composição química: rocha R-COMPOSIÇÃO QUÍMICA;
• ensaio de petrografia: rocha R-PETROGRAFIA.
243
Tabela 48 – Apreciação petrográfica: amostra R1
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R1
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(20 x 20 x 15) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
BIOTITA-GNAISSE
AFANÍTICA
Tabela 49 – Apreciação petrográfica: amostra R2
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS - IDENTIFICAÇÃO
R2
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(18 x 10 x 7) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
K-FELDSPATO
HIPIDIOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
BIOTITA-GNAISSE
244
Tabela 50 – Apreciação petrográfica: amostra R3
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R3
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(30 x 23 x 10) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
BIOTITA-GNAISSE
AFANÍTICA
Tabela 51 – Apreciação petrográfica: amostra R4
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R4
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(18 x 18 x 12) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
BIOTITA-GNAISSE
245
Tabela 52 – Apreciação petrográfica: amostra R5
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R5
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(18 x 7 x 7) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
BIOTITA-GNAISSE
AFANÍTICA
Tabela 53 – Apreciação petrográfica: amostra R6
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R6
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(21 x 12 x 10) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
BIOTITA-GNAISSE
246
Tabela 54 – Apreciação petrográfica: amostra R7
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R7
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(28 x 17 x 10) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
GNAISSE FACOIDAL
AFANÍTICA
Tabela 55 – Apreciação petrográfica: amostra R8
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R8
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(21 x 11 x 10) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
BIOTITA-GNAISSE
247
Tabela 56 – Apreciação petrográfica: amostra R-ÍNDICES FÍSICOS
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R – ÍNDICES FÍSICOS – 10 ROCHAS
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
DIMENSÕES
MÉDIA: (DIÂMETRO=+/-7cm ou PESO=+/- 250g)
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
FRIÁVEL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FANERÍTICA
GNAISSE
AFANÍTICA
Tabela 57 – Apreciação petrográfica: amostra R-COMPOSIÇÃO QUÍMICA
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R – COMPOSIÇÃO QUÍMICA
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
(7 x 5 x 4) cm3
DIMENSÕES
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
FRIÁVEL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
GNAISSE
248
Tabela 58 – Apreciação petrográfica: amostra R-PETROGRAFIA
APRECIAÇÃO PETROGRÁFICA MACROSCÓPICA
CARACTERÍSTICAS INICIAIS – IDENTIFICAÇÃO
R – PETROGRAFIA
NOME
PROCEDÊNCIA
PEDREIRA TAMOIO MINERAÇÃO S/A, ESTRADA DA LIGAÇÃO, 1397,
JACAREPAGUÁ-RIO DE JANEIRO-RJ
DATA COLETA
F
O
T
O
18/03/08
TIPO
FRAGMENTO DE ROCHA
3
DIMENSÕES
(10 x 5 x 2) cm
COR NATURAL DA AMOSTRA
SUBJETIVA
INTERMEDIÁRIA
OBJETIVA
ESTRUTURA INTERNA
ESTADO DE ALTERAÇÃO
EM RELAÇÃO À
EXISTÊNCIA
ANISOTRÓPICA
ROCHA SÃ
ISOTRÓPICA
ROCHA POUCO ALTERADA
EM RELAÇÃO À
FOLIAÇÃO
XISTOSIDADE (XISTO)
ROCHA ALTERADA
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS
GNÁISSICA
TEXTURA
RELATIVA
MUITO COERENTE
INEQUIGRANULAR OU PORFIRÍTICA
COERENTE
EQUIGRANULAR
POUCO COERENTE
FINA
D<1mm
MÉDIA
1<D<5mm
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ESSENCIAL
GROSSA
5<D<30mm
FELDSPATOS: PLAGIOCÁSIO (BRANCO E CINZA)
MUITO GROSSA
D>30mm
QUARTZO: CINZA
GRANULOMET.
ABSOLUTA
FRIÁVEL
IDIOMÓRFICOS
FACES
CRISTALINAS
HIPIDIOMÓRFICOS
GRAU DE
VISIBILIDADE
DOS GRÃOS
BIOTITA: PRETA
XENOMÓRFICOS
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA FINAL
FANERÍTICA
AFANÍTICA
TONALITO-GNAISSE
8.2.2 Índices físicos das rochas coletadas na pedreira
Os índices físicos da rocha são parâmetros que contribuem para o
entendimento do seu comportamento mecânico. Os resultados para massa
específica aparente obtido foram 3,36g/cm3 e 3,37g/cm3 para amostras secas e
saturadas, respectivamente. Esses resultados refletem a relação entre a massa e o
volume da amostras das rochas analisadas, fornecendo indicações sobre a
resistência mecânica da rocha.
A porosidade aparente é expressa pela relação entre o volume total de poros
e o volume das amostras de rochas analisadas. O resultado verificado foi de 1,06%,
contribuindo para avaliar a boa resistência mecânica da rocha, o grau de alteração e
compactação. A absorção d’água é expressa pela relação de água absorvida e o
volume total das amostras de rochas analisadas. O resultado verificado foi de 0,33%,
fornecendo elementos de avaliação da compactação e resistência da rocha,
podendo ajudar na previsão de sua durabilidade. Representa um índice decisivo no
estudo de rochas que têm contatos com a água. Os resultados obtidos podem ser
verificados na Tabela 59.
249
Tabela 59 – Resultados do ensaio de índices físicos
UFF - PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS
DATA:
08/05/2008
AMOSTRAGEM:
Pedreira Tamoio S/A - Jacarepaguá - Rio de Janeiro
R-ÍNDICES FÍSICOS (1 A 10)
AMOSTRA:
UFF
ENSAIO - ÍNDICES FÍSICOS
A (g) = AMOSTRA INSATURADA
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE,
POROSIDADE APARENTE E ABSORÇÃO D'ÁGUA APARENTE
B (g) = AMOSTRA SATURADA
C (g) = AMOSTRA SUBMERSA
ρasec (g/cm3) ρasat (g/cm3)
C (g)
1
261,85
6,85
6,87
2
191,3
3,36
3,37
3
198,46
2,94
2,95
4
175,28
3,01
3,02
5
207,83
2,74
2,75
6
187,11
3,03
3,04
7
231,63
2,78
2,79
8
157,23
2,93
2,94
9
158,38
3,21
3,22
10
177,08
2,76
2,77
RESULTADOS
ρasec (g/cm3)
MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA
ρasat (g/cm3)
MASSA ESPECÍFICA APARENTE SATURADA
POROSIDADE APARENTE
ηa (%)
αa (%)
ABSORÇÃO D'ÁGUA APARENTE
AMOSTRA
A (g)
305,72
271,33
299,06
261,21
325,17
278,02
359,79
237,46
229,21
275,56
B (g)
306,45
272,03
300,08
262,05
326,31
278,77
360,93
238,26
229,88
277,05
ηa (%)
αa (%)
1,64
0,87
1,00
0,97
0,96
0,82
0,88
0,99
0,94
1,49
0,24
0,26
0,34
0,32
0,35
0,27
0,32
0,34
0,29
0,54
3,36
3,37
1,06
0,33
Segundo Frazão (2002, p. 63), para gnaisse tem-se como referência para
porosidade aparente e absorção d’água aparente os valores de (0,83 ± 0,29)% e
(0,31 ± 0,17)% respectivamente, mostrando que os ensaios realizados nas amostras
de gnaisse coletadas na pedreira Tamoio S/A estão dentro dessas faixas de valores.
8.2.3 Compressão uniaxial
O ensaio de compressão uniaxial reflete a resistência da rocha ao esforço
mecânico compressivo. Elevados valores de resistência à compressão uniaxial
implicam em materiais de alta resistência mecânica. A uniformidade da distribuição
das tensões, num corpo-de-prova sob a ação de esforços compressivos, deve ser
garantida. Portanto, o corpo-de-prova deve apresentar geometria bem regular e os
seus topos devem ser perfeitamente paralelos entre si.
Os resultados obtidos para compressão simples nas rochas coletadas na
pedreira estão indicados na Tabela 60. Esses dados são índices de grande
importância de qualidade para pedras que assumem funções estruturais, como
alvenarias auto-portantes de pedra e argamassas de cal, onde há atuação de cargas
verticais.
250
Tabela 60 – Resultados do ensaio de compressão simples
ENSAIO - COMPRESSÃO SIMPLES
DATA:
17/06/2008
Laboratório de Mecânica e Tecnologia das Rochas - Departamento de Geologia UFRJ
Pedreira Tamoio S/A - Jacarepaguá - Rio de Janeiro
R1, R2, R3 e R4
CP-A, CP-B e CP-C
LOCAL ENSAIO:
AMOSTRAGEM:
AMOSTRAGEM:
CORPOS-DE-PROVA
CORPO-DE-PROVA
ALTURA (H)
(mm)
DIÂMETRO (D)
(mm)
H/D
DEFORMAÇÃO
(%)
TENSÃO MÁXIMA
(MPa)
CP-A
CP-B
CP-C
99,56
101,75
100,82
49,97
50,37
49,96
1,99
2,02
2,02
0,791
1,275
1,149
66,689
83,321
65,073
MÉDIA
100,71
50,1
2,01
1,072
71,694
GRÁFICO
Tensão (MPa)
Compressão Simples(Tensão X Deformação)
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
CP-A
CP-B
CP-C
0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1
1,1 1,2 1,3 1,4
Deformação (%)
A tensão de ruptura assume, para a rocha como material de construção, a
função de propriedades índices, ou seja, propriedades que permitem qualificar
tecnologicamente a rocha. Das rochas coletadas na pedreira foram retirados três
corpos-de-prova (CP-A, CP-B e CP-C) cilíndricos de alturas e diâmetros mostrados
na tabela anterior. As tensões máximas obtidas foram de 66,689MPa, 83,321MPa e
65,073MPa para os corpos-de-prova CP-A, CP-B e CP-C, respectivamente. A média
obtida dos três corpos de prova foi de 71,694MPa. Nos corpos-de-prova CP-A e CPC foram obtidos valores de tensões máximas muito próximas, enquanto que para o
CP-B a tensão máxima verificada foi superior. Isso é devido à foliação gnáissica dos
CP-A e CP-C estarem distribuídas longitudinalmente nos cilindros e, no CP-B, a
foliação se encontrava distribuída transversalmente no corpo-de-prova.
Segundo Frazão (2002), para gnaisse tem-se como referência para
compressão uniaxial valores de (93 ± 29)MPa. Portanto, observou-se que o material
estudado apresenta-se enquadrado nas especificações em relação à resistência à
compressão uniaxial.
251
8.2.4 Esmagamento
O ensaio de esmagamento de rochas determina valores importantes para as
características de desagregabilidade prevista para materiais rochosos sujeitos a
compactação.
O ensaio de esmagamento está andamento no Laboratório de Mecânica e
Tecnologia das Rochas da UFRJ. Será inserido posteriormente.
8.2.5 Composição química
A composição química da rocha foi efetuada a partir da análise de
fluorescência de raio-X, determinando todos os componentes químicos da amostra.
É uma técnica analítica multielementar usada para obter informações qualitativas e
quantitativas da composição elementar das amostras. Esta metodologia está
baseada na produção e detecção de raios X característicos emitidos pelos
elementos constituintes da amostra quando irradiada com elétrons, prótons, raios X
ou gama com energias apropriadas.
Os resultados de cada componente químico presente, em percentagem,
podem ser verificados na Tabela 61.
Tabela 61 – Resultados do ensaio de composição química
Componente Químico
%
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
MgO
MnO
CaO
Na2O
K2O
P2O5
CuO
ZnO
Rb2O
ZrO2
L.O.I.
51,069
17,337
2,002
11,723
4,227
0,149
3,681
2,175
4,476
0,655
0,446
0,316
0,043
0,055
1,344
252
8.2.6 Petrografia
A análise petrográfica é efetuada a partir do exame em microscópico de luz
polarizada. Possibilita a observação detalhada das características intrínsecas da
rocha, como, por exemplo: composição mineralógica, granulação dos constituintes,
grau de entrelaçamento e imbricamento dos cristais, estado de alteração, presença
de microfissuras e minerais alterados. Essa análise é de fundamental importância
para o entendimento dos parâmetros físicos-mecânicos, e para a previsão do
desempenho e durabilidade da rocha durante o uso. A análise petrográfica
microscópica da rocha está descrita a seguir.
8.2.6.1 Resultado da análise petrográfica microscópica
Conforme estudo feito através da análise petrográfica os resultados da
microscopia mostram que se trata de uma rocha holocristalina8 e granulação
variando de fina a média (1 a 4mm), o que lhe confere um caráter eventual
porfiróide9. Apresenta fino bandamento gnáissico. O índice de cor10 (IC) verificado foi
leucocrático (13% a 28%). Sua mineralogia é dada pela composição modal da
Tabela 62, verificando que os minerais essenciais e acessórios são distribuídos da
seguinte forma:
•
minerais essenciais: plagioclásio, quartzo, ortoclásio e biotita;
•
minerais acessórios: zircão, apatita, titanita, minerais opacos, muscovita,
clorita, sericita e epidoto.
Tabela 62 – Composição mineralógica – petrografia microscópica
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA MODAL DA AMOSTRA – PETROGRAFIA MICROSCÓPICA
MINERAL
%
MINERAL
%
Plagioclásio
38
Titanita
0,8
Quartzo
28
Minerais Opacos
1,0
Ortoclasio
13
Muscovita
0,8
Biotita
17
Clorita
0,5
Zircão
0,1
Sericita
0,3
Apatita
0,4
Epidoto
0,1
8
Holocristalina (grau de cristalinidade): rochas constituídas somente de material cristalino.
Porfiróide (tamanho relativo dos cristais): rochas com pequenos fenocristais, imersos numa matriz de granulação fina a
densa.
10
Índice de cor: porcentagem conjunta, em volume, de minerais fêmicos, opacos e acessórios presentes em uma rocha.
9
253
8.2.6.2 Descrição dos minerais presentes na amostra
Os
seguintes
minerais
foram
verificados
no
ensaio
de
petrografia
microscópica:
• plagioclásio: ocorre como grãos xenoblásticos11 a hipidioblásticos12, de hábito
tabular a prismático e granulação variando de fina a média (1 a 4mm,
eventualmente chegando a 7mm). Grãos médios possuem, em geral,
contornos subarredondados. Observa-se, na superfície de alguns grãos,
gotículas de composição possivelmente mais sódica, orientados segundo o
arranjo planar das biotitas;
• quartzo: apresenta-se invariavelmente xenoblástico. São grãos límpidos, com
granulação variando de fina a média (1 a 3mm). Sua ocorrência sob a forma
de finas gotículas em grãos de plagioclásio e biotita é característica comum
na rocha. É em geral subarredondado, podendo ocorrer estirado segundo a
direção preferencial das biotitas;
• ortoclásio: é xenoblástico, de hábito subarredondado a quadrático, podendo
ocorrer como grãos alongados segundo os planos de biotitas. Apresenta-se
invariavelmente límpido e sua granulação varia de fina a média (1 a 2mm). Há
eventuais inclusões de zircão e biotita;
• biotita:
apresenta-se
orientada
segundo
planos
de
disposição
aproximadamente paralela a arranjos de quartzo e plagioclásio. Possui hábito
tabular, contornos hipidioblásticos a xenoblástico e sua granulação varia de
fina a média (1 a 3mm);
• hornblenda: ocorre como grãos de cor verde oliva, de hábito tabular e
contornos variando de xenoblásticos a hipidioblásticos. Apresenta-se
preferencialmente associada a minerais opacos e biotita. Sua granulação
varia de fina a média (1 a 2,5mm);
• zircão:
é
acessório
comum
à
rocha.
Possui
hábito
prismático
a
subarredondado e granulação invariavelmente fina (1mm). Exemplares de até
11
Xenoblástico (forma geométrica dos cristais): predomínio de minerais com formas anhedrais (quartzo e feldspato). Anhedrais:
predomínio de minerais equidimensionais.
12
Hipidioblástico (forma geométrica dos cristais): predomínio de minerais com formas subhedrais (piroxênios, anfibólios, micas
e plagiocásios). Subhedrais: predomínio de minerais aproximadamente equidimensionais.
254
0,6mm são preferencialmente observados em associação à biotita e minerais
opacos;
• titanita: é acessório comum na rocha. Ocorre como grãos de contornos
xenoblásticos e granulação fina (até 0,2mm). Apresenta-se dispersa de forma
regular na rocha em agregados de pequenas dimensões;
• minerais opacos: ocorrem em granulação invariavelmente fina (menores que
1mm), hábito tabular e intimamente associados a biotita. Bordas guarnecidas
por titanita são observadas sob a forma de grãos maiores;
• apatita: possui hábito prismático a hexagonal, contornos hipidioblásticos e
granulação fina (menores que 1mm). Ocorre preferencialmente associada à
biotita;
• clorita: ocorre como principal produto de alteração da biotita. Possui hábito
fibroso e granulação variando de fina a média (1 a 1,5mm);
• epidoto: possui hábito acicular, contornos hipidioblásticos e granulação
sistematicamente fina (menores que 1mm). Ocorre intimamente associado à
muscovita como produto de alteração do plagioclásio;
• sericita: representa a fase secundária de menor volume na rocha. Ocorre
como grãos aciculares de granulação fina (menores que 1mm), relacionados
a processos de alteração do ortoclásio;
• muscovita: ocorre à semelhança do epidoto, a partir da alteração do
plagioclásio. Apresentam-se como finos grãos isolados de hábito tabular. Sua
granulação varia de fina a média (menores que 1 a 1mm).
As imagens microscópicas do ensaio de petrografia podem ser vistas na
Tabela 63.
255
Tabela 63 Petrografia microscópica – lâminas
IMAGENS MICROSCÓPICAS – PETROGRAFIA
A
B
C
D
ÍNDICE
A - Aspecto geral da textura ao microscópio. Nicóis cruzados,
10x.
B - Aspecto geral da textura ao microscópio. Nicóis paralelos,
10x
C - Grão de plagioclásio com geminação deformadas. Nicóis
cruzados, 10x.
D - Grão de plagioclásio (parcialmente transformado). Nicóis
cruzados, 10x.
E - Grãos de plagioclásio com sobrecrescimento epitaxial.
Nicóis cruzados, 10x.
E
8.3 ANÁLISE GERAL DOS ENSAIOS
Infere-se com este trabalho a necessidade de uma maior preocupação e
sensibilização de todos no sentido de melhor escolha de materiais nas possíveis
intervenções de alvenarias de pedra e argamassa de cal. A reabilitação de edifícios
históricos é um processo que engloba uma equipe multidisciplinar. A recuperação de
alvenarias requer trabalho desde o nível arquitetônico até o estrutural, respeitando
os materiais autênticos e tradicionais. A princípio, necessita-se de um diagnóstico
correto com as medições e ensaios, tornando-se de extrema importância para o
conhecimento do edifício e de todos os problemas, de modo que se possa adequar
às ações de reabilitação de acordo com as características necessárias.
Os resultados das análises realizadas nas argamassas das edificações
mostram a semelhança de todas as amostras.
Em relação aos sais, em todas as amostras foi verificada a presença de uma
pequena quantidade de nitrato e uma ausência de sulfato, enquanto que na
presença de cloreto verificou-se o seguinte;
256
•
pequena quantidade: amostra A01 (Igreja de Nossa Senhora de Santa
Cruz);
•
média quantidade: amostras A02 (Igreja de Nossa Senhora das Graças),
A06 (Igreja de Nossa Senhora da Candelária) e A07 (Igreja de Nossa
Senhora da Saúde);
•
grande quantidade: amostras A04 (Recolhimento de Santa Teresa) e A05A e A05-B (Catedral da Antiga Sé);
•
muita quantidade: amostra A05-C (Catedral da Antiga Sé).
Conforme foi demonstrado, não se pode desconsiderar numa edificação
histórica ou até mesmo em edificações contemporâneas a presença de sais
higroscópicos nas alvenarias. Num nível acima do tolerado, os danos serão
prejudiciais à estrutura e à aparência da edificação. A quantidade elevada de sais
leva a uma desagregação das argamassas (NAPPI, 1997), destacando-se o alto
nível de cloretos nas amostras coletadas no Recolhimento de Santa Teresa e na
Catedral da Antiga Sé. Nessas edificações, acredita-se que há uma influência da
localidade, pois ambas estão muito próximas do mar. De modo geral, não se pode
desprezar também a possibilidade de migração de sais solúveis nos materiais e
componentes que estão na alvenaria da edificação desde a construção, ou mesmo
materiais com presença de sais utilizados inadequadamente em intervenções ou
restaurações. Eles podem alterar a aparência da superfície sobre a qual se
depositam e, em determinados casos, seus sais constituintes podem ser agressivos,
causando desagregação profunda na argamassa, como no caso dos compostos
expansivos. Esses sais podem ocorrer também junto com presença de água e
pressão hidrostática necessária para que a solução migre para o interior da
alvenaria, seja através de reações químicas, água de amassamento, limpeza com
ácidos, entre outros. Por fim, com relação à pressão hidrostática, verifica-se que o
transporte de água por meio dos materiais e a conseqüente cristalização dos sais
solúveis na superfície ocorrem por capilaridade, infiltração em trincas e fissuras,
percolação sob o efeito da gravidade, pela condensação de vapor de água dentro
das paredes, ou pelo efeito combinado dessas causas.
Nos traços mais prováveis em massa (ligante : argila : areia) das amostras
verificou-se valores muito próximos. Nos finos, argila e/ou silte, encontrou-se um
valor em massa mínimo de 0,49 (Catedral da Antiga Sé) e um valor em massa
257
máximo de 0,54 (Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz, Catedral da Antiga Sé e
Igreja de Nossa Senhora da Candelária). Nos grossos, areia, encontrou-se um valor
em massa mínimo de 3,82 (Catedral da Antiga Sé e Igreja de Nossa Senhora da
Saúde) e um valor em massa máximo de 3,96 (Catedral da Antiga Sé). Conclui-se
que os traços em massa são muito semelhantes com uma média de 1 (ligante), 0,52
(finos) e 3,88 (grossos).
Na granulometria dos agregados por peneiramento, através de sistema de
peneiras de pequeno diâmetro e em aço inoxidável, também se verificou uma grande
semelhança de todas as amostras ensaiadas. Foram utilizadas as peneiras, com
suas respectivas aberturas, de números 16 (1,18mm), 35 (0,5mm), 60 (0,25mm),
100 (0,15mm), 200 (0,075mm) e >200. Para demonstrar a semelhança das amostras
quanto à granulometria, têm-se as seguintes porcentagens de agregados retidos,
mínimas e máximas, de cada peneira envolvendo todas as amostras analisadas:
•
peneira no 16: mínimo de 14,25% (Capela de Nossa Senhora das Graças)
e máximo de 27,69% (Catedral da Antiga Sé);
•
peneira no 35: mínimo de 26,82% (Catedral da Antiga Sé) e máximo de
39,04% (Capela de Nossa Senhora das Graças);
•
peneira no 60: mínimo de 32,02% (Recolhimento de Santa Teresa) e
máximo de 42,50% (Capela de Nossa Senhora das Graças);
•
peneira no 100: mínimo de 1,48% (Capela de Nossa Senhora das Graças)
e máximo de 10,09% (Catedral da Antiga Sé);
•
peneira no 200: mínimo de 0,59% (Catedral da Antiga Sé) e máximo de
0,99% (Capela de Nossa Senhora das Graças);
•
peneira no >200: mínimo de 0,31% (Igreja de Nossa Senhora de Santa
Cruz) e máximo de 0,58% (Capela de Nossa Senhora das Graças);
De forma ilustrativa e reforçando a semelhança de todas as amostras quanto
à granulometria, foi feita a média das porcentagens de agregados retidos em cada
peneira, como pode ser visto na Tabela 64.
258
Tabela 64 – Média das porcentagens de agregados retidos nas amostras de argamassas das
edificações
MÉDIA DAS PORCENTAGENS RETIDAS DE AGREGADOS DAS AMOSTRAS DE
ARGAMASSAS DAS EDIFICAÇÕES
o
Peneira N
16
35
60
100
200
>200
% Retida
20,07
33,03
38,47
5,63
0,87
0,45
CURVA GRANULOMÉTRICA
Curva Granulométrica - Amostras: Média
% Retida Acumulada
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
10
Peneiras (mm)
As rochas retiradas das edificações têm um mesmo tipo petrográfico: gnaisse.
Das sete edificações amostrais, três são localizadas no centro da cidade do Rio de
Janeiro, duas são muito próximas do centro, e duas são bem afastadas do centro: a
Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz e o Recolhimento de Santa Teresa – Museu
de Arqueologia, localizados em Jacarepaguá, Rio de Janeiro, e Niterói,
respectivamente. Isso afirma que há uma predominância da rocha gnaisse em toda a
região metropolitana do Rio de Janeiro. Quanto ao centro da cidade, provavelmente,
as pedreiras desativadas localizadas nessa região forneciam material para as
construções das alvenarias das igrejas e outras edificações.
Com o crescimento da cidade, as pedreiras da região central foram
desativadas e ocupadas por diversos tipos de moradias. Por esse motivo, justifica-se
a escolha da pedreira Tamoio S/A, localizada em Jacarepaguá, para retirada de
material para os ensaios da pesquisa. As rochas retiradas da pedreira foram
nomeadas, conforme mostrado no capítulo anterior. Essas rochas têm o tipo
petrográfico mais semelhante possível das rochas coletadas nas edificações.
Nos ensaios de índices físicos das amostras coletadas na pedreira foram
verificados os valores médios de 1,06% e 0,33% para porosidade aparente e
absorção d’água aparente, respectivamente. Tratando-se de gnaisse, de acordo com
Frazão (2002, p. 63), estes valores se encontram dentro da faixa apropriada para
utilização na construção civil, sendo (0,83 ± 0,29)% para porosidade aparente e
(0,31 ± 0,17)% para absorção d’água aparente.
259
Com base nesses dados e com os resultados obtidos nos ensaios de índices
físicos realizados nas amostras das edificações foi possível concluir que apenas a
amostra R07 (Igreja de Nossa Senhora da Saúde) apresentou índices de porosidade
aparente e absorção d’água aparente dentro da faixa recomendada por Frazão
(2002, p. 63), 1% e 0,39%, respectivamente. A amostra R04-B (Recolhimento de
Santa Teresa) apresentou valores pouco acima do recomendado, 1,80% e 0,69%
para porosidade aparente e absorção d’água aparente, respectivamente.
Uma rocha no seu estado natural apresenta-se como um conjunto de minerais
interligados ocupando um determinado tamanho, constituído pelos minerais e pelos
vazios entre estes. Entende-se que a menor ou maior quantidade de vazios gera
menor ou maior compacidade da rocha. Segundo Frazão e Farjallat (1995), os
valores de índices físicos fornecem indicação do estado fissural da rocha. O estado
de alteração e de coesão da rocha pode ser interpretado da seguinte forma:
•
alta porosidade: baixa resistência da rocha;
•
alta absorção d’água: baixa durabilidade e redução da resistência
mecânica com o tempo;
•
aumento da saturação: menor resistência mecânica.
De acordo com Frazão e Farjallat (1995), e com os resultados obtidos nos
ensaios de índices físicos realizados nas amostras das edificações, segundo a NBR
12766 (1992), notou-se que a porosidade aparente e a absorção d’água aparente
foram maiores do que o esperado e isso pode justificar a facilidade de desintegração
de algumas amostras dessas rochas.
As amostras R03 (Prédio do IPHAN – 6a SR), R05 (Catedral da Antiga Sé) e
R06 (Igreja de Nossa Senhora da Candelária) apresentaram para porosidade
aparente os valores de 2,80%, 2,37% e 2,87%, respectivamente, enquanto que os
valores de absorção d’água aparente obtidos foram de 1,13%, 0,94% e 1,06%,
respectivamente. Esses valores mostram que as rochas coletadas nas respectivas
edificações têm taxas de porosidade e absorção d’água um pouco acima do
desejado. Acredita-se que tais resultados demonstram que já existem processos de
desintegração dessas rochas, levando a uma diminuição da durabilidade e da
resistência mecânica do material.
As amostras R01-A e R01-B (Igreja de Santa Cruz), R02 (Capela de Nossa
Senhora das Graças) e R04-A (Recolhimento de Santa Teresa) apresentaram
260
valores de porosidade aparente e absorção d’água aparente muito acima do
recomendado. Os valores de porosidade aparente obtidos foram 7,58% (R01-A),
22,54% (R01-B), 6,20% (R02) e 5,48 (R04-A), enquanto os valores de absorção
d’água aparente foram 3,08% (R01-A), 9,76% (R01-B), 2,56% (R02) e 2,15 (R04-A).
Esses resultados demonstram a grande alteração e, conseqüentemente, a perda da
resistência mecânica de todas as amostras. Foi observada a falta de integração
minerais em todas estas amostras, principalmente na amostra analisada R01-B, que
se encontrava com o grau de alteração bastante elevado. Segundo a NBR 7389
(1992), apreciação petrográfica de materiais naturais, as quatro amostras citadas
anteriormente, apresentavam características de rochas bastante alteradas, com
expressivos aspectos relativos à friabilidade e à porosidade elevada e diminuição da
massa específica. Alguns minerais demonstravam-se alterados como, por exemplo,
feldspatos
amarelados,
impregnados
por
óxidos
de
ferro
e
parcialmente
pulverulento.
Os valores obtidos referentes ao ensaio de resistência à compressão uniaxial
realizados nas amostras coletadas na pedreira mostram números dentro dos
indicados para utilizações em construções, segundo Frazão (2002). Devido à
impossibilidade de realizar ensaio de compressão uniaxial nas rochas coletadas nas
edificações e, sabendo-se que a alta porosidade e a alta absorção d’água estão
ligadas diretamente a baixa resistência da rocha, acredita-se que as amostras R01-A
e R01-B (Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz), R02 (Capela de Nossa Senhora
das Graças) e R04-A (Recolhimento de Santa Teresa) estão com a resistência
mecânica baixa, conseqüência das degradações das rochas.
Entretanto, os ensaios de análise petrográfica microscópica e a de
composição química das amostras completam a identidade da rocha que deve ser
utilizada em uma intervenção numa alvenaria histórica de pedra e argamassa de cal.
A petrografia microscópica fornece o tipo exato da rocha, completando as
características fundamentais ao entendimento dos parâmetros físicos-mecânicos, e
para a escolha de materiais mais autênticos possíveis em uma intervenção. Quanto
à composição química, os dados obtidos são em relação a todos os componentes
químicos presentes na amostra. Estes mapeamentos químicos são dados
importantes para compreender processos que ocorrem numa determinada rocha,
causando patologias e degradações.
261
Os ensaios realizados forneceram dados importantes para estudo de
alvenarias de pedra e cal, podendo servir de banco de dados para futuros trabalhos
nessa área. Com a metodologia proposta pela pesquisa de caracterização de
propriedades geológicas, físicas e físico-mecânicas de materiais constituintes de
alvenarias de pedra e argamassa de cal de construções antigas, voltadas para
intervenções de recuperação e de restauração, qual seja:
•
realização de amplo levantamento bibliográfico em nível nacional e
internacional;
•
seleção das igrejas e outras edificações históricas e obter, junto aos
órgãos de patrimônio e/ou responsáveis, autorização para a realização
das retiradas das amostras;
•
coleta de amostras de rochas e de argamassas das edificações
selecionadas;
•
determinação das principais características, identificando, principalmente,
o tipo petrográfico da rocha seus índices físicos e as principais
propriedades das argamassas;
•
pesquisa de pedreiras na região metropolitana do Rio de Janeiro;
•
escolha e coleta de rochas realizada na Pedreira Tamoio S/A, em
Jacarepaguá, na cidade do Rio de Janeiro;
•
realização das apreciações petrográficas de todo material coletado na
pedreira, verificando a semelhança do material em relação aos retirados
das edificações;
•
realização dos ensaios de caracterização tecnológica nas rochas
coletadas na pedreira. Os ensaios realizados foram os seguintes: índices
físicos, compressão uniaxial, esmagamento, composição química e
petrografia microscópica;
•
tabulação dos dados coletados nos ensaios realizados em rochas e em
argamassas;
Com metodologia proposta, foi possível reunir critérios para uma linha de
ação em casos de recuperação e restauração de alvenarias de pedra e argamassas
de cal. Acredita-se que os resultados obtidos nos ensaios desse estudo, aliado às
262
pesquisas de campo para a escolha da pedreira, possam ser utilizados como
metodologia para um melhor entendimento e intervenções nas alvenarias de pedra e
argamassa de cal.
9 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Neste capítulo serão apresentadas as conclusões da pesquisa realizada,
destacando suas principais análises, incluindo propostas para futuros trabalhos
envolvidos com o tema.
A presente tese teve por objetivo a caracterização das propriedades
geológicas, físicas e físico-mecânicas dos materiais constituintes de paredes autoportantes de pedra e argamassa de cal de construções históricas na região
metropolitana do Rio de Janeiro, propondo uma metodologia, com a finalidade de
facilitar intervenções, com a escolha adequada dos materiais constituintes.
Para isso, procurou-se contribuir na preservação do patrimônio cultural
edificado, sugerindo uma metodologia das questões relativas aos materiais que
fazem partes das alvenarias antigas. É necessário apostar na prevenção como o
meio mais eficaz de preservar o patrimônio cultural edificado, ressaltando a
necessidade de preservar a autenticidade do monumento, com o mínimo de
intervenção e, caso necessário, utilizar materiais os mais semelhantes possíveis dos
existentes no edifício tanto para trabalhos de prótase como de substituição total de
elementos, aumentando a vida útil do mesmo.
A princípio, tendo em vista estudar as características dos materiais
constituintes das alvenarias de pedra e argamassas de cal, foi feita uma relação de
igrejas do centro da cidade do Rio de Janeiro, por constituírem um grande acervo do
patrimônio edificado. Porém, devido à dificuldade de retirada de amostras de pedra e
argamassas desses patrimônios, o IPHAN autorizou a retirada de sete edificações,
que contribuíram para a pesquisa. Portanto, o trabalho contribuiu, também, no
levantamento das características dessas edificações e no levantamento bibliográfico
sobre alvenarias históricas e seus constituintes.
A partir dos resultados das análises em rochas e argamassas das amostras
foi possível criar uma metodologia para intervenções em alvenarias de pedra e
264
argamassa de cal. Os primeiros testes foram realizados nas argamassas retiradas
das edificações. Foram utilizados métodos de análise para a obtenção de valores
indicativos sobre o comportamento dessas argamassas. Na primeira análise, testes
qualitativos de sais solúveis, verificou-se a semelhança de todas as amostras, com
exceção da Igreja de Nossa Senhora de Santa Cruz, onde foi determinada a
pequena quantidade de cloreto, enquanto na amostra A05-A, da Catedral da Antiga
Sé, foi determinada uma grande quantidade de cloreto. A segunda análise, ensaio
simples de argamassas, que determina o traço em massas mais provável da
argamassa, foi verificada a pouca variação desses traços, em função da argila e da
areia, em todas as edificações amostrais, verificando as seguintes variações:
(ligante: 1; argila: 0,49 a 0,54; areia: 3,82 a 3,96). No terceiro teste realizado nas
argamassas, análise granulométrica, verificou-se a grande semelhança das curvas
granulométricas em todas as amostras. Com esses três tipos de ensaios realizados
nas argamassas, e tratando-se de alvenarias de pedra com argamassas de cal,
pode se tomar esses ensaios como referência em intervenções em que se necessita
de argamassas com determinados traços, granulometria e sais. Além disso, concluise que, em função dos traços e da granulometria, as edificações seguiam certo
padrão na obtenção das argamassas que eram utilizadas como assentamentos nas
alvenarias de pedra e cal.
Simultaneamente com as análises das argamassas, foram realizadas as
identificações das rochas coletadas das edificações amostrais. Em função do
pequeno tamanho das amostras que puderam ser coletadas das edificações, foi
possível realizar os testes de apreciação petrográfica macroscópica e de índices
físicos. Assim, foi possível identificar o tipo e as características principais das rochas
e dados importantes como porosidade e absorção d’água que têm relações diretas
com as propriedades mecânicas. Em relação às características principais, como cor
natural da amostra, estrutura interna, textura e composição mineralógica essencial,
todas as amostras são semelhantes, concluindo que todas são gnaisses na
classificação petrográfica final. Quanto às características de estado de alteração e
propriedades físico-mecânicas, as amostras R01-B (Igreja de Santa Cruz) e R04-B
(Recolhimento de Santa Tereza – Museu de Arqueologia) demonstraram-se pouco
alteradas e coerentes, respectivamente, enquanto que nas demais amostras
verificaram-se rocha sã (estado de alteração) e muito coerente (propriedades físicomecânicas). Desta forma, é possível afirmar que as rochas utilizadas nas
265
construções do centro da cidade do Rio de Janeiro eram retiradas de pedreiras
próximas ao centro da cidade que, atualmente, estão desativadas. Durante o
desenvolvimento do trabalho foi possível constatar que uma das rochas mais
características da cidade e da região metropolitana do Rio de Janeiro é a
denominada gnaisse lenticular ou facoidal. Verificou-se que a sua área de ocorrência
é grande e se encontra nos morros da Pedra da Gávea, Tijuca, Centro, Botafogo,
Flamengo, Jacarepaguá, entre outros.
Após ter concluído as semelhanças das amostras retiradas das edificações,
realizou-se pesquisas de pedreiras na região da cidade do Rio de Janeiro para
coletar materiais para realizar ensaios importantes para a verificação de
propriedades das rochas para possíveis intervenções em alvenarias históricas de
pedra e cal. A pedreira escolhida para se efetivar a coleta do material foi a Pedreira
Tamoio Mineração S/A, em Jacarepaguá, na cidade do Rio de Janeiro. Nas rochas
coletadas realizou-se a apreciação petrográfica macroscópica, com a finalidade de
obter material o mais semelhante possível das rochas coletadas nas edificações.
O trabalho de campo referente à seleção de pedreira realizado na pesquisa é
de fundamental importância para coleta de amostras. Foi necessário um estudo
geológico e um estudo das possíveis pedreiras ativas na região da cidade do Rio de
Janeiro. Depois de selecionada a pedreira, dentro da própria pedreira há, também, a
necessidade de buscar o material mais próximo das características desejadas. Para
isso, se for necessário, é importante a presença de um geólogo. Portanto, a escolha
de locais para coleta de amostras deve ser feita após se ter uma visão geral da área.
Aliando essas considerações de campo às obtidas através de ensaios de
laboratório, tanto das amostras coletadas nas edificações quanto das coletadas na
pedreira, sugere-se a metodologia para intervenções em alvenarias de pedra e
argamassa de cal.
Nos ensaios realizados sobre as amostras retiradas da pedreira foi possível
verificar propriedades importantes das rochas para alvenarias de pedra e cal,
criando um banco de dados para futuras pesquisas na área e intervenções em
alvenarias de pedra e cal.
Além dos dados obtidos, foram feitas comparações dos índices físicos
realizados nas rochas retiradas das edificações e das retiradas da pedreira,
mostrando que há valores de porosidade e absorção d’água, na maioria das
amostras das edificações, muito acima dos propostos em pesquisas realizadas em
266
gnaisses, como, por exemplo, Frazão (2002). A resistência mecânica da rocha está
diretamente ligada à porosidade e à absorção d’água, conseqüentemente, observouse a baixa resistência mecânica da maioria das rochas das edificações estudadas.
O diagnóstico realizado sobre as amostras retiradas das edificações permitiu
estimar as características dos materiais constituintes das alvenarias de pedra e
argamassas de cal. Na ausência de melhor informação, estes resultados devem
constituir uma referência para futuras intervenções nesses tipos de alvenarias.
Refere-se ainda que, para obter valores mais representativos das características dos
componentes das alvenarias, é necessária uma campanha experimental mais
abrangente, além do âmbito desse trabalho.
Neste trabalho foi proposta a valorização do patrimônio cultural edificado
através da pesquisa sobre alvenarias históricas de pedra e argamassas de cal. Além
das propostas desta pesquisa, propõe-se um conjunto de sugestões para futuros
trabalhos, no âmbito do estudo de estruturas históricas de alvenaria.
Como já foi referido, este trabalho mostra a necessidade de estabelecer
valores de referência para os materiais constituintes de alvenarias de pedra e cal,
como importante complemento à metodologia apresentada para uma possível
intervenção. Na seqüência desse desenvolvimento e com o objetivo de estabelecer
um mapa com características de materiais componentes das alvenarias históricas,
seria interessante realizar outros ensaios experimentais como, por exemplo,
alteração e alterabilidade, velocidade de propagação de ondas ultrassônicas,
medições de umidade, entre outros, no que diz respeito à análise do gnaisse,
ampliando o banco de dados sobre esse material. Seria desejável a análise de
outros tipos de rochas, podendo fazer uma correlação entre elas. Em relação aos
dois materiais, gnaisse e argamassas de cal, seria de grande interesse o estudo da
degradação e suas causas. Seria importante desenvolver, a nível nacional, por
regiões e, dentro destas por centros históricos, um exaustivo trabalho de
levantamento das características tipológicas e caracterização dos materiais das
alvenarias de pedra e argamassa de cal, que, conseqüentemente, em médio prazo,
desenvolvesse uma base de dados de informações. Para organizar os dados
recolhidos, poder-se-ia estudar a possibilidade de correlacionar as características
tipológicas dos grupos de alvenarias. A disponibilidade deste tipo de informação
permitiria, por exemplo, verificar a validade da hipótese assumida, neste trabalho, na
267
aplicação da metodologia apresentada, ao considerar idênticas características para
alvenarias de regiões diferentes ou iguais.
Finalmente, espera-se que este trabalho tenha também por finalidade servir
como contribuição a estudantes, de graduação e pós-graduação, e a profissionais
que se interessam pelo tema. Por esta razão, esta pesquisa tem o intuito de servir
como contribuição à ampliação e à difusão do conhecimento das características
tecnológicas dos componentes das alvenarias de pedra e argamassa de cal, bem
como a metodologia proposta para intervenções nesses tipos de estruturas.
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