Evolução das características de superfície de pavimentos

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Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial III, 1173-1176
IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014
ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X
Evolução das características de superfície de
pavimentos pétreos
Evolution of surface characteristics of stone flooring
L. M. O. Sousa1*, P. Teixeira2, M. C. F. Ramos2
Artigo Curto
Short Article
© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP
Resumo: Neste trabalho apresentam-se os resultados da avaliação de
algumas propriedades do pavimento pétreo, constituído por placas de
granito e de gabronorito, aplicadas numa zona comercial há cerca de
10 anos. Procedeu-se à avaliação da cor, da rugosidade e do brilho
em cento e cinco placas do pavimento. Os resultados permitem
verificar a homogeneidade cromática das duas rochas e diferenças
significativas na rugosidade, com o granito a apresentar valores mais
elevados. Verifica-se um desgaste diferencial entre as zonas com
maior e menor tráfego pedonal que, contudo, não altera de modo
significativo as caraterísticas estéticas dos materiais.
Palavras-chave: Rocha, Pavimento, Cor, Rugosidade, Brilho,
Desgaste.
Abstract: This paper presents the results of the evaluation of some
properties of the stone floor, which is composed of granite and
gabbronorite slabs, applied in a commercial zone for about 10 years.
The evaluation of colour, roughness and gloss was performed on one
hundred and five plates. The results allow to verify chromatic
homogeneity of the two rocks and significant differences in surface
roughness, with the granite showing higher values. There is a wear
difference between the areas of highest and lowest pedestrian traffic,
however these differences do not modify significantly the aesthetic
characteristics of the materials.
Keywords: Stone, Pavement, Colour, Roughness, Gloss, Wear.
1
Departamento de Geologia e Centro de Geociências, Universidade de Trásos-Montes e Alto Douro, Quinta de Prados, 5000-801 Vila Real, Portugal.
2
Retailgest, Centro Comercial Dolce Vita Douro, Alameda de Grasse, 5000703 Vila Real, Portugal.
*
Autor correspondente / Corresponding author: [email protected]
1. Introdução
As características estéticas, apesar de subjetivas, são a base
da seleção das rochas, pois definem a harmonia
arquitetónica e melhoram a perceção visual dos edifícios.
Esta subjetividade está relacionada com os vários fatores
que podem ser considerados, tais como a cor, a textura, o
brilho e o acabamento superficial, que podem ser
valorizados de forma diferente pelos vários utilizadores
(Sanmartín et al., 2011). Quando as rochas são polidas, é
melhorada a perceção da textura e da cor, sendo este
acabamento aquele que mais valor confere aos materiais
pétreos.
A durabilidade dos materiais pétreos é um dos
pressupostos que preside à sua escolha para as mais variadas
utilizações. Este aspeto é particularmente importante nas
situações em que a rocha está sujeita a ações suscetíveis de
modificarem o acabamento superficial, como é o caso dos
pavimentos. O desgaste acelerado das rochas sujeitas a
elevado tráfego pedonal poderá diminuir de forma
significativa as suas características estéticas.
A avaliação das propriedades de superfície das rochas
polidas é realizada normalmente através da determinação de
três propriedades, cor, brilho e rugosidade, que estão
interrelacionadas (Sousa & Gonçalves, 2013). Contudo, a
avaliação destas propriedades deve ter sempre presente o
carácter polifásico das rochas, ou seja minerais com
diferentes propriedades aleatoriamente distribuídos, o que
tem implicações na metodologia utilizada nas
determinações.
A cor é determinada pela proporção dos diferentes
minerais, sendo também influenciada pelo acabamento
superficial e pelo grau de meteorização (Prieto et al., 2010;
Sousa & Gonçalves, 2013). Os sistemas automáticos de
determinação da cor, como é o caso do sistema de
classificação de cor CIE, são cada vez utilizados para evitar
a incerteza na determinação, tendo-se o cuidado de efetuar
um número de determinações suficientes (Prieto et al., 2010;
Rivas et al., 2011; Sousa & Gonçalves, 2012).
As superfícies de rocha polidas apresentam
irregularidades e imperfeições que são consequência das
suas características próprias, tais como a composição
mineralógica, o grau de meteorização e a densidade de
fissuração, mas também do próprio processo industrial
(Aydin et al., 2011). A frequência e localização das
irregularidades, determinada nos perfis de rugosidade,
ajuda-nos a avaliar os fatores que controlam a evolução do
polimento.
O brilho é a capacidade de uma superfície em refletir a
luz incidente, está relacionado com a qualidade de
polimento, tem um efeito nos atributos estéticos da rocha e
está diretamente relacionado com a rugosidade (Sousa &
Gonçalves, 2013).
Neste estudo pretendeu-se avaliar a qualidade do
polimento de rochas em pavimentos sujeitos a elevado
tráfego pedonal. O estudo foi realizado numa área
comercial, o Centro Comercial Dolce Vita Douro,
localizado em Vila Real, que se encontra em funcionamento
desde outubro de 2004.
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L. M. O. Sousa et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial III, 1173-1176
2. Materiais e métodos
Na referida superfície comercial observam-se dois tipos de
materiais pétreos aplicados no pavimento, um granito e um
gabronorito, com acabamento amaciado (polimento com
menos brilho). As dimensões das placas variam desde 80
cm×20 cm, no caso do gabronorito, até 120 cm×80 cm no
granito, em ambos os casos com uma espessura de 2 cm.
As placas estudadas foram selecionadas de modo a que
estivessem localizadas em áreas com diferente intensidade
de tráfego pedonal, para assim identificar possíveis
diferenças. Procurou-se também fazer uma distribuição
dos locais pelas duas rochas em apreço em função da
proporção em que se encontram no pavimento.
O granito é de origem portuguesa, com a designação
comercial de Branco Micaela, possui grão fino a médio, de
duas micas e com coloração acinzentada. É constituído por
microclina (38%), quartzo (28%) e plagioclase (25%),
moscovite (5%) e biotite (3%). Apresenta boas
características físico-mecânicas, com 200 MPa de
resistência mecânica à compressão e 0,7% de porosidade
aberta (Leite & Moura, s/d).
O gabronorito é originário da África do Sul, com a
designação comercial de Nero Impala (ou Negro Impala),
apresenta grão médio e uma coloração cinzenta escura. É
constituído essencialmente por plagioclase (64%),
ortopiroxena (30%) e clinopiroxena (4%), com ligeiras
variações na respetiva proporção e a consequente variação
na coloração da rocha. Apresenta características físicomecânicas superiores ao granito: 240 MPa de resistência
mecânica à compressão e 0,3% de porosidade aberta
(Finstone, 2013).
Daqui em diante serão usadas as designações
comerciais das rochas estudadas (granito – Branco
Micaela; gabronorito – Nero Impala).
Para avaliar as características das rochas aplicadas
foram selecionadas 105 placas de rocha onde, na zona
central, foram realizadas medições de cor, brilho e
rugosidade, numa janela de observação com as dimensões
de 10 cm×10 cm. As medições apresentaram a seguinte
distribuição pelas rochas estudadas: Branco Micaela - 70
medições; Nero Impala - 35 medições.
A cor foi determinada através de 20 medições com o
colorímetro X-Rite 360, com geometria 45°/0°, utilizando
o iluminante D65 e a abertura de 16 mm, por esta abertura
permitir obter um valor fiável com um menor número de
medições (Sousa & Gonçalves, 2012). Os dados foram
expressos no sistema CIE-L*a*b* (CIE, 2004) constituído
por três coordenadas: o parâmetro L* representa a
luminosidade (L*=0, preto; L*=100, branco); o parâmetro
a* é o eixo vermelho-verde (a*=60, vermelho ; a*=-60,
verde); o parâmetro b* é o eixo amarelo-azul (b*=60,
amarelo; a*=-60, azul).
Para quantificar a rugosidade superficial recorreu-se ao
medidor de rugosidade Mitutoyo SJ-201, tendo-se
realizado dez perfis de medição, cada um com 12,5 mm de
comprimento, em cada área de medição. Os resultados são
expressos em Ra (média aritmética do perfil) e Rt
(amplitude máxima da rugosidade) (Ribeiro et al., 2011).
O brilho foi quantificado com o brilhómetro NovoGloss Trio (Rhopoint Instruments), com a geometria de
60°, efectuando 10 medições em cada área de medição. A
geometria de 60° é a mais utilizada para avaliar a
qualidade das superfícies de rocha (Yavuz et al., 2011).
3. Resultados e discussão
Os valores médios dos parâmetros cromáticos L*, a* e b*
obtidos para o Branco Micaela e o Nero Impala são 62,25,
-0,25 e 3,93 e 26,29, -0,39 e 0,37, respetivamente. Como
seria de esperar os dados relativos à caracterização da cor
evidenciam uma diferença substancial entre as duas
rochas, em especial no parâmetro L*, com valores mais
altos no Branco Micaela. Estes resultados eram esperados,
dada a evidente diferença na luminosidade dos dois
materiais. Os valores no eixo a* não permitem fazer a
distinção entre os dois materiais, embora em algumas
peças do Nero Impala se verifique uma tendência para o
verde (Fig. 1). O parâmetro b* é ligeiramente mais elevado
no Branco Micaela, portanto no campo do amarelo,
enquanto o Nero Impala se localiza próximo da
neutralidade.
Fig. 1. Relação entre os parâmetros cromáticos a*e b*.
Fig. 1. Relationship between a* and b* chromatic parameters.
A homogeneidade cromática das duas rochas é uma
evidência, como se pode deduzir das nuvens de
distribuição dos pontos. O cálculo da variação total de cor
(ΔE*ab) através da fórmula ΔE*ab=((ΔL*)2+(Δa*)
2
+(Δb*)2))1/2 (Sève, 1991), em relação ao valor médio,
mostra que não há muitos pontos com valores de superior a
3,0 unidades CIELAB. Diferenças superiores a este valor
são distinguíveis pelo olho humano e devem ser evitadas
através da colocação contígua de peças de coloração
similar. Contudo, para a identificação de eventuais
variações, o valor de ΔE*ab deverá ser determinado entre
peças adjacentes, por nessas situações serem mais
percetíveis as diferenças.
Os valores médios da rugosidade média e da
rugosidade total obtidos para o Branco Micaela e o Nero
Impala são 1,56 µm e 9,90 µm e 0,80 µm e 5,13 µm,
respetivamente. A rugosidade é notoriamente maior no
O desgaste de pavimentos pétreos
Branco Micaela, quer em termos de rugosidade média quer
em termos de amplitude máxima e, como seria de esperar,
é mais elevada do que a obtida em superfícies polidas
(Sousa & Gonçalves, 2013). A menor dimensão do
tamanho do grão no Branco Micaela, e consequentemente
maior superfície de contacto entre minerais, origina maior
perda de material. A maior área dos minerais do Nero
Impala confere à superfície uma maior continuidade que,
aliada à ausência de minerais micáceos, torna a superfície
deste material menos rugosa. Deve-se assinalar que a
menor rugosidade no Nero Impala também se verifica nos
locais com pouco ou nenhum trafego pedonal, podendo-se
atribuir esta diferença ao polimento inicial e não ao uso. A
análise detalhada da superfície das placas de Branco
Micaela permite observar pequenas depressões associadas
às micas, tal como já tinha sido observado noutra
investigação (Sousa & Gonçalves, 2013).
Os valores médios do brilho obtidos para o Branco
Micaela e o Nero Impala são 11,67 GU e 13,20 GU,
respetivamente. O brilho apresenta um comportamento
inverso ao da rugosidade com os maiores valores a serem
observados no Branco Micaela, pois como já atrás foi
referido este parâmetro encontra-se diretamente
relacionado com regularidade da superfície. Em ambas as
rochas verifica-se uma tendência para a diminuição do
brilho com o aumento da rugosidade, embora essa variação
seja mais evidente no Nero Impala para baixos valores de
rugosidade (Fig. 2).
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uma carga pedonal diferente: as medições 33 a 37
correspondem a uma zona de passagem preferencial dos
utentes; as medições 38 a 42 foram obtidas numa zona de
ângulo morto sem tráfego pedonal atual e passado. A zona
mais sujeita a desgaste apresenta valores de rugosidade
mais elevados e menor brilho, enquanto na zona mais
protegida se verifica o inverso. Em ambas as zonas o Nero
Impala apresenta melhores características de superfície,
refletindo a menor rugosidade inicial que resultou do
processo industrial. Para estes mesmos locais procedeu-se
ao cálculo da variação total de cor, verificando-se que
apenas entre os pontos de medição 38 e 39 se obtém um
valor de diferença de 4 unidades CIEALB, discernível,
portanto, pelo olho humano.
Fig. 3. Sequência de valores de brilho e rugosidade em duas zonas
(branco-Banco Micaela; cinzento-Nero Impala).
Fig. 3. Sequence of gloss and roughness values in two areas (whiteBranco Micaela; gray-Nero Impala).
4. Conclusões
Fig. 2. Relação entre o brilho (geometria de 60°) e a rugosidade média.
Fig. 2. Relationship between the gloss (60° geometry) and the mean
roughness.
A comparação das medições realizadas em zonas com
tráfego pedonal intenso e reduzido/nulo evidencia
diferenças nas características de superfície das duas
rochas, embora sem uma nítida diferenciação (Fig. 2). Esta
sobreposição de valores poderá ser devida às diferenças
originais no acabamento das placas e também às
modificações nos trajetos pedonais preferenciais em
resultado da instalação pontual de obstáculos (mobiliário e
outras instalações). Na figura 3 apresentam-se duas
sequências de medições realizadas em duas zonas com
As rochas estudadas mostram homogeneidade cromática,
revelando potencialidade para serem utilizadas em grandes
áreas.
Os resultados obtidos permitem concluir que as rochas
apresentam diferenças anteriores à sua aplicação em obra,
em consequência das características texturais e mecânicas,
verificando-se maior rugosidade na rocha cujos minerais
apresentam menor dimensão.
Os dados de rugosidade e de brilho permitiram
identificar diferenças entre as zonas de maior e menor
tráfego pedonal, resultantes do desgaste diferencial.
Contudo, estas diferenças não influenciam o respetivo
aspeto estético. A utilização do acabamento amaciado
mostrou eficácia na manutenção das qualidades estéticas
das rochas.
Referências
Aydin, G., Karakurt, I., Aydiner, K., 2011. An investigation on
surface roughness of granite machined by abrasive waterjet.
Bulletin of Materials Science, 34(4), 985-992.
CIE, 2004. Colorimetry. International Commission on Illumination,
015:2004, 3rd Ed., Vienna.
1176
L. M. O. Sousa et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial III, 1173-1176
Finstone,
2013.
Nero
Impala.
http://www.finstone.net/brochures/nero_impala_brochure.pdf
(consultado em 5/3/2014).
Leite, M.R.M., Moura, A.C., s/d. Base de Dados do Catálogo de
Rochas Ornamentais Portuguesas. LNEG, http://rop.ineti.pt/rop/
(consultado em 5/3/2014).
Prieto, B., Sanmartín, P., Silva, B., Martínez-Verdú, F, 2010.
Measuring the color of granite rocks: a proposed procedure. Color
Research & Application, 35, 368-375.
Ribeiro, R.P., Paraguassú, A.B., Moreiras, S.T.F., 2011. Factors
affecting slab surface roughness of siliceous dimension stones.
Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70, 625-631.
Rivas, T., Matías, J.M., Taboada, C., Ordóñez, J., 2011. Functional
experiment design for the analysis of colour changes in granite
using new L*a*b* functional colour coordinates. Journal of
Computational and Applied Mathematics, 235, 4701-4716.
Sanmartín, P., Silva, B., Prieto, B., 2011. Effect of surface finish on
roughness, color, and gloss of ornamental granites. Journal of
Materials in Civil Engineering, 23(8), 1239-1248.
Sève, R., 1991. New formula for the computation of CIE 1976 hue
difference. Color Research & Application, 16, 217-218.
Sousa, L.M.O., Gonçalves, B.M.M., 2012. Color assessment of
granitic rocks and implications for their ornamental utilization.
Color Research & Application, 37, 375-383.
Sousa, L.M.O., Gonçalves, B.M.M., 2013. Differences in the quality
of polishing between sound and weathered granites.
Environmental Earth Sciences, 69(4), 1347-1359.
Yavuz, H., Ozkahraman, T., Demirdag, S., 2011. Polishing
experiments on surface quality of building stone tiles.
Construction and Building Materials, 25, 1707-1711.