rochas ornamentais - ii semana de engenharia de minas e petróleo

TRAÇANDO O CAMINHO DAS ROCHAS
A IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS INDUSTRIAIS
GEOL. ERNESTO F. ALVES DA SILVA
I Semana de Engenharia de Minas e Petróleo
EPUFBa
Salvador
12 a 15/05/2008
ROTEIRO
- Considerações introdutórias
- Rochas: constituintes da crosta terrestre
- Rochas Industriais: conceitos e abrangências
●
Rochas ornamentais
● Calcários
e dolomitos
- Considerações Finais
CONSIDERAÇÕES INTRODUTÓRIAS
- Agradecimentos
- Escopo da apresentação
ROCHAS CONSTITUINTES DA CROSTA TERRESTRE
O QUE SÃO ROCHAS?
- Por definição, as rochas são produtos consolidados,
resultantes da união natural de minerais. Diferente dos
elementos, por exemplo areia de praia (um conjunto
de minerais soltos), as rochas têm os seus cristais ou
grãos constituintes muito bem unidos.
ROCHAS CONSTITUINTES DA CROSTA TERRESTRE
CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA DAS ROCHAS
- Classificar as rochas significa usar critérios que permitam
agrupá-las segundo características semelhantes. Uma das
principais classificações é a genética, em que as rochas são
agrupadas de acordo com o seu modo de formação na
natureza. Sob este aspecto, as rochas se dividem em três
grandes grupos:
ROCHAS CONSTITUINTES DA CROSTA TERRESTRE
ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS
- Estas rochas resultam do resfriamento de material rochoso
fundido, chamado magma. Quando o resfriamento ocorrer no
interior do globo terrestre, a rocha resultante será do tipo
ígnea intrusiva. Se o magma conseguir chegar à superfície, a
rocha resultante será do tipo ígnea extrusiva, também
chamada de vulcânica.
- O granito é a rocha ígnea intrusiva mais abundante na
crosta terrestre.
ROCHAS CONSTITUINTES DA CROSTA TERRESTRE
SEDIMENTARES
- Parte das rochas sedimentares é formada a partir da
compactação e/ou cimentação de fragmentos produzidos
pela ação dos agentes de intemperismo e pedogênese sobre
uma rocha preexistente (protólito), e após serem
transportados pela ação dos ventos, das águas que escoam
pela superfície, ou pelo gelo, do ponto de origem até o ponto
de deposição.
ROCHAS CONSTITUINTES DA CROSTA TERRESTRE
METAMÓRFICAS
- As rochas metamórficas resultam da transformação de uma
rocha preexistente (protólito) no estado sólido. O processo
geológico de transformação se dá por aumento de pressão
e/ou temperatura sobre a rocha preexistente, sem que o
ponto de fusão dos minerais seja atingido.
ROCHAS CONSTITUINTES DA CROSTA TERRESTRE
O CICLO DAS ROCHAS
ROCHAS INDUSTRIAIS: CONCEITOS E ABRANGÊNCIA
- Minério: é um mineral que pode
economicamente. (Maranhão, R. J. L., 1982)
ser
utilizado
- Mineral-minério: são minerais que são recuperados e
aproveitados economicamente. Ganga são minerais sem
valor econômico. (Maranhão, R. J. L., 1982)
-Minerais industriais: são aqueles dos quais podem ser
extraídos metais e ligas metálicas. (Sinha, R. K., 1882)
- Minerais e rochas industriais: são todos aqueles
utilizados pela indústria, excluindo os minerais metálicos
e os combustíveis fósseis. (Donadello, M. D., 1994)
ROCHAS INDUSTRIAIS: CONCEITOS E ABRANGÊNCIA
Rochas industriais: são aquelas substâncias minerais
utilizadas em processos industriais diretamente, ou mediante
uma preparação adequada, em função das propriedades
físicas e químicas, e não em função das substâncias
potencialmente extratíveis das mesmas nem de sua energia.
(Riguera, 1996)
OBS: Regueiro (1996), comenta que os conceitos de minerais e
rochas industriais ainda não estão claramente definidos, e cita os
exemplos do calcário dolomítico e da magnesita utilizados tanto no
estado natural como calcinado e somente uma parte da produção
seria considerada como minério, já que se destina a produção de
magnésio.
ROCHAS ORNAMENTAIS
HISTÓRICO E CONCEITO
Desde os primórdios da história da humanidade nossos
antepassados utilizavam a pedra natural em praças e jardins,
e embora a ciência não possa estabelecer cronologicamente
com precisão, sabemos que desde a mais remota préhistória o homem já utilizava a pedra para a construção de
templos religiosos.
ROCHAS ORNAMENTAIS
HISTÓRICO E CONCEITO
Portanto, embora a utilização da Pedra Natural pelo homem
em todo o mundo tenha uma larga história, todavia é recente
seu enquadramento como uma atividade industrial.
A Pedra Natural, como um produto industrial, são aquelas
rochas que diretamente ou com um simples processo de
elaboração estão aptas para serem utilizadas como materiais
nobres de construção, elementos de ornamentação, arte
funerária, escultura, objetos artísticos e variados,
observando-se, integralmente, sua composição, textura e
característica físico-químicas.
ROCHAS ORNAMENTAIS
PRINCIPAIS TIPOS DE ROCHAS ORNAMENTAIS
- As Pedras Naturais, de maior interesse comercial e
econômico, são aquelas que por suas características de
beleza, propriedades físico-mecânicas e aptidão para o
polimento no caso das ardósias se considera a fissilidade
para o quebramento, constituem a matéria prima que
proporciona o desenvolvimento da chamada Indústria da
Pedra Natural.
ROCHAS ORNAMENTAIS
CLASSIFICAÇÃO
As rochas ornamentais compreendem os mármores,
granitos e outras rochas de revestimento,
classificadas, segundo conceituações comerciais,
como:
Mármores: rochas calcárias ou
dolomíticas, sedimentares ou
metamórficas, que possam
receber desdobramento,
polimento, apicotamento ou
flameamento
Mármore Pérola Bahia
ROCHAS ORNAMENTAIS
CLASSIFICAÇÃO
Granitos: qualquer rocha não calcária ou
dolomítica, que apresenta boas condições de
desdobramento, de polimento, apicotamento
ou flameamento.
Rochas de Revestimento: compreendem
outros materiais de revestimento na
construção civil, não sujeitos a processo
industrial de desdobramento de blocos, tais
como: ardósias, arenitos, basaltos,
gnaisses, quartzitos, serpentinitos, além de
outras passíveis de serem extraídas já em
forma laminada ou que sejam utilizadas em
revestimento independente da mencionada
forma (ConDet, 1999).
Granito Verde Fontein
Quartzito Azul Macaúbas
ROCHAS ORNAMENTAIS
DIRETRIZES DE CARACTERIZAÇÃO DAS ROCHAS
ORNAMENTAIS
A utilização de rochas ornamentais, conforme o seu
uso projetado, torna indispensável o conhecimento
das suas características petrológicas, químicas e
mecânicas além dos aspectos cromáticos e
texturais, pois estas propriedades são, em última
análise, as diretrizes básicas que norteiam e
determinam seu emprego.
ROCHAS ORNAMENTAIS
ESPECIFICIDADES DAS ROCHAS ORNAMENTAIS
- A composição química, a composição mineralógica e
o arranjo dos cristais (textura), são características
que definem as propriedades fundamentais de
natureza física, mecânica e térmica das rochas
ornamentais. O conjunto dessas propriedades
determina uma série de especificações básicas que
devem ser conhecidas na escolha dos materiais para
diferentes finalidades.
ROCHAS ORNAMENTAIS
FEIÇÕES ESTRUTURAIS E TEXTURAIS (1)
- É difícil traçar uma distinção nítida entre os termos
estrutura e textura. Em geral, contudo, o termo estrutura
refere-se aos aspectos de grande escala reconhecíveis no
campo, tais como a disposição em camadas ou bandas, a
foliação, a lineação, as fraturas e a vesiculação.
- Por outro lado, a palavra textura refere-se ao grau de
cristalização, a cristalinidade ao tamanho e forma dos grãos
minerais (granulação), e às relações mútuas entre eles.
ROCHAS ORNAMENTAIS
FEIÇÕES ESTRUTURAIS E TEXTURAIS (2)
Para as rochas ígneas a distinção entre a estrutura e a
textura é mais nítida uma vez que os aspectos texturais
estão direta e unicamente relacionados aos aspectos
originais de cristalização dessas litologias.
Em contrapartida, para as rochas metamórficas, tanto os
aspectos da estrutura como da textura, estão vinculados aos
processos metamórfico-deformacionais envolvidos na
formação dessas rochas.
ROCHAS ORNAMENTAIS
TRAMA E PADRÃO ESTÉTICO
Os aspectos da estrutura e da textura juntas compõem o que
é denominada petrograficamente a TRAMA da rocha ou em
outras palavras são, os elementos que definem o seu
desenho geométrico e que juntamente com o padrão
cromático que a rocha exibe, resultante das cores dos seus
diferentes minerais constituintes, são os atributos que irão
definir o PADRÃO ESTÉTICO de uma rocha ornamental.
ROCHAS ORNAMENTAIS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE JAZIDAS
DE ROCHAS ORNAMENTAIS (1)
Existem basicamente dois tipos de jazidas de Rochas
Ornamentais: subterrâneas e a céu aberto.
As primeiras, ocorrem em maior freqüência e podem
também ser subdivididas em dois grandes grupos: as de
maciço e as de matacão.
ROCHAS ORNAMENTAIS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE JAZIDAS
DE ROCHAS ORNAMENTAIS (2)
As primeiras apresentam maior incidência e estão instaladas
como o próprio nome indica diretamente no contexto dos
maciços rochosos, o qual é definido como o conjunto
formado pela matriz rochosa e por todas as
descontinuidades nela contidas.
ROCHAS ORNAMENTAIS
Figura 1 – Maciço
ROCHAS ORNAMENTAIS
JAZIDAS/PEDREIRAS A CÉU ABERTO
- As jazidas e suas conseqüentes pedreiras a céu aberto,
instaladas em maciços rochosos são agrupadas em:
• pedreiras em cava sobre terrenos planos;
• pedreiras em encostas de terrenos inclinados e
• pedreiras de nivelamento
ROCHAS ORNAMENTAIS
Figura 02 – Jazida/Pedreira em Cava sobre terrenos planos.
ROCHAS ORNAMENTAIS
Figura 03 – Jazidas/Pedreira em encosta de terreno inclinados.
ROCHAS ORNAMENTAIS
Figura 04 – Jazida/Pedreira de nivelamento.
ROCHAS ORNAMENTAIS
JAZIDAS/PEDREIRAS EM MATAÇÕES
- As jazidas em matacões, correspondem ao aproveitamento
de grandes blocos naturais de rocha, dispostos sobre os
maciços rochosos. São jazidas de mais fácil aproveitamento
pois a porção da rocha a ser explotada já se encontra
desmembrada do maciço. Entretanto, as dimensões dos
blocos a serem obtidas ficam subordinadas ao tamanho dos
matacões.
ROCHAS ORNAMENTAIS
Figura 05 – Matacões
ROCHAS ORNAMENTAIS
JAZIDAS/PEDREIRAS SUBTERRANEAS
- As Pedreiras subterrâneas, estão se desenvolvendo cada
vez mais, sobretudo na Europa, devido a três razões:
• Econômicas
• Meio Ambiente
• Climatologia
ROCHAS ORNAMENTAIS
Figura 06 – Cratera de mármore subterrânea
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
- Definição: os termos calcário e dolomito são
usados para designarem uma variedade de
rochas carbonáticas que ocorrem na crosta
terrestre com porcentagem de carbonato de
cálcio ou carbonato duplo de cálcio e magnésio
superiores a 50%.
CLASSIFICAÇÃO PETROGRÁFICA DAS ROCHAS CALCÁRIAS
MOMENCLATURA
Calcário
Calcário Magnesiano
Calcário Dolomítico
Calcário Calcítico
Dolomito
Teor (%)
Calcita
>= 95
90 – 95
10 -50
50 – 90
<= 10
Dolomita
>= 5
10 – 5
90 – 50
40 – 10
>= 90
CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DAS ROCHAS CALCÁRIAS
MgO
0 – 1.1 %
1.1 – 2.1 %
2.1 – 10.8 %
10.8 – 19.5 %
19.5 – 21.6 %
ROCHA
Calcário
Calcário Magnesiano
Calcário Dolomítico
Dolomito Calcíto
Dolomito
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
PRINCIPAIS APLICAÇÕES
- Indústria
cimenteira.
- Indústria da cal.
- Calcário moído ou micronizado para a indústria.
- Pó calcário/dolomito para corretivo de solo.
- Brita.
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
INDÚSTRIA CIMENTEIRA
- Cimento: todo material com propriedades adesivas e
coesivas capaz de ligar fragmentos de minerais entre si
de modo a formar um todo compacto.
- O cimento Portland (cru) comum: é constituído por
minerais anidros de CaO+SiO2+Al2O3+Fe2O3 em
proporções variadas (a depender das composições e
proporções da mistura inicial calcário + argila).
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
HISTÓRICO
- Egípcios usavam gesso impuro calcinado.
- Gregos usavam calcário calcinado e desenvolveram uma
mistura cal, água, areia e pedra britada, tijolos ou telhas em
metalhas (primeiro congreto da história).
- Romanos trituravam calcário com cinzas vulcânicas ou
telhas de argila queimadas finamente moídas (cimento
pozolânico – Pozzuoli)
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
MATÉRIAS PRIMAS PARA O CIMENTO (1)
1) Calcários (preferencialmente puros): fonte de CaO;
• Podem ser silicosos ou aluminosos (argilosos),
desde que em proporções regulares, é importante que
o magnésio seja inferior 5% no cimento;
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
MATÉRIAS PRIMAS PARA O CIMENTO (2)
2) Argilas (preferencialmente caulnitícas): fonte de Al2O3 SiO2;
• As argilas não devem ter Fe (para cimento branco); as
cloritas, em grande quantidade, são indesejáveis (contém
Mg), a presença de illita e montmorinita (em proporções
menores) não são prejudiciais (aumenta um pouco o teor de
álcalis e Fe), há restrição para fluor, sulfatos e fosfato.
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
MATÉRIAS PRIMAS PARA O CIMENTO (3)
3) Gipsita (CaSO4);
4) Outros matérias: escórias, resíduos
aluminosos, resíduos cálcio-silicatados, bauxita
(fonte de Al2O3), areias (fontes de SiO2) .
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
FORMULAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS PARA O CIMENTO
COMUM
- As matérias primas (devidamente analisadas) são
misturadas de maneira a obedecer determinados
parâmetros que ditam a composição química final
do cimento e a proporção dos minerais que lhe dão
resistência.
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
FARINHA
• Mistura moída das matérias-primas.
• Via úmida ou via seca.
• Módulo de Saturação = CaO x 100/2,8 (SiO2 + Al2O3 +
0,65 Fe2O3)
• Módulo de sílica = SiO2/Al2O3 + Fe2O3
• Módulo de alumina = Al2O3/Fe2O3
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
ETAPAS DO PROCESO DE FABRICAÇÃO DO CIMENTO (1)
• PEDREIRA: após extração, trituração e hogeneização (pré-homo).
• MOAGEM DE CRU: matérias-primas, com a adição de argilas
e corretivos, secas e moídas até obtenção de um pó muito fino
(farinha), que é depois armazenado e homogeneizado.
•
QUEIMA:
tratamento
térmico,
farinha,
ciclones,
descarbonatação, forno, temperatura de queima e clínquer,
resfriamento.
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
ETAPAS DO PROCESO DE FABRICAÇÃO DO CIMENTO (2)
• MOAGEM DE CIMENTO: moagem, gipsita, eventuais aditivos,
dos diversos tipos de cimento.
• ENSILAGEM E EXPEDIÇÃO: cimento é ensilado, granel ou
ensacado, paletes ou pacotões, expedição, por caminhão,
trem ou navio.
CLINQUER
• COMBINAÇÃO DA SILICA + ÓXIDO DE FERRO + ALUMINA+ CALCÁRIO
= REAGEM FORMANDO O CLINQUER
• COMPOSTOS PRINCIPAIS DO CLINQUER
(forma abreviada de representar)
- SILICATO TRICÁLCICO
3CaOSiO2
(C3S)
- SILICATO DICÁLCICO
2CaOSiO2
(C2S)
- ALUMINATO TRICÁLCICO
3CaOAl2O3
(C3A)
- FERRO ALUMINATO TETRACÁLCICO
4CaOAl2O3 Fe2O3
(C4AF)
CALCÁRIOS E DOLOMITOS
OUTROS TIPOS DE CIMENTO
• O cimento de alta alumina, fabricado com bauxita e calcário (é
deficiente em sílica), sem gipsita, tão forte quanto o cimento comum;
• O cimento rápido é fabricado como o cimento comum, mas é muído
mais fino, endurecendo mais rapidamente;
• O cimento branco é como o cimento comum, sem ferro (usa argila
branca, caulínica);
• O cimento pozolânico, usa cal e sílica + alumina reativa
(proveniente de rochas vilcânicas, argilas calcinadas, etc), imitando o
processo original de fabricação do cimento pelos romanos.
TRAÇANDO O CAMINHO DAS ROCHAS
A IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS INDUSTRIAIS
CONSIDERAÇÕES FINAIS
• A importância geológica e econômica
dessas rochas para o Estado da Bahia.