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Universidade Federal de Itajubá – Campus Itabira

Engenharia dos Sólidos – BAC010

GNAISSE

Geovane Alves

Guilherme Pietta

Júnio Costa

Luiz César Maia Costa

Marconi Moreira

Itabira, 2015 (2º semestre)

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Sumário Introdução .................................................................................................................................. 3

Rochas Metamórficas ......................................................................................................... 3

Gnaisse ................................................................................................................................... 4

Extração .................................................................................................................................. 8

Propriedades ........................................................................................................................... 11

GRANITO PRATA ANHANGUERA ......................................................................................... 11

GRANITO BRANCO MINERATINS ......................................................................................... 12

GRANITO VERDE NAZARÉ .................................................................................................... 13

Segunda parte ............................................................................................................................. 14

Bibliografia .................................................................................................................................. 15

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Introdução

Rochas Metamórficas

As rochas do tipo metamórficas são derivadas de algumas das rochas,

as magmáticas e sedimentares, elas podem passar por processos geológicos e

condições diferentes daquelas nas quais se formaram. Estas novas condições

podem determinar a instabilidade dos minerais preexistentes, estáveis nas

antigas condições. As rochas sofrem então transformações sob a ação destas

novas condições de temperatura, pressão, presença de agentes voláteis ou

fortes atritos, adaptando-se a novas condições. As rochas originadas a partir

destas transformações são denominadas rochas metamórficas. O conjunto de

fenômenos que leva a estas transformações é conhecido como metamorfismo.

O metamorfismo atua sobre rochas preexistentes modificando suas

texturas, estruturas e mineralogia. As modificações observadas em decorrência

do metamorfismo são reajustes necessários para que os minerais alcancem a

estabilidade nas novas condições do meio em que a rocha foi colocada. É

importante observar que esse processo ocorre sem que haja fusão da rocha

preexistente, ou seja, as transformações ocorrem na fase sólida. Podem

ocorrer tanto a recristalização dos minerais preexistentes como na formação de

novos minerais, graças à mudança da estrutura cristalina sob novas condições

de pressão e temperatura ou a combinação química entre dois ou mais

minerais formando um novo mineral.

Os principais tipos de metamorfismo são o termal, o dinamotermal, o

cataclástico e o plutônico.

A formação do gnaisse ocorre principalmente no metamorfismo

dinamotermal, onde há o predomínio da pressão dirigida e temperatura

elevada. Esses dois fatores são capazes de produzir grandes modificações nas

rochas, resultando em novas estruturas e novos minerais.

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As temperaturas do metamorfismo estão abaixo do ponto de fusão das

rochas (aproximadamente 700°C), mas são altas o bastante (acima de 250°C)

para as rochas modificarem-se por recristalização e por reações químicas.

Gnaisse

Gnaisse é uma rocha de origem metamórfica, resultante da deformação

de sedimentos arcósicos ou de granitos. Sua composição mineralógica é

definida por associações de diversos minerais, mais de 20% de feldspato

potássico, plagioclásio, anfíbólios, piroxênios e ainda quartzo e micas (biotita

ou muscovita), sendo por isso considerada essencialmente quartzofeldspática.

Alguns desses constituintes podem estar ausentes em determinadas

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associações mineralógicas, anotando-se diversos outros minerais acessórios

em proporções bem mais reduzidas

.

Sua granulação situa-se frequentemente entre média e grossa. Sua

estrutura apresenta variações, desde maciça, granitoide e com foliação (dada

pelo achatamento dos grãos) até bandada, com bandas geralmente

milimétricas a centimétricas alternadas com outras mais máficas, derivadas de

processos de segregação metamórfica que culminam em rochas magmáticas.

De acordo com Oliveira & Alves (1974), esses minerais foram

submetidos a duas fases de metamorfismo superpostas, a primeira de fácies

granulito e a segunda de fácies anfibolito. Segundo vários autores as

temperaturas de metamorfismo ficam em torno de 700 a 800 °C e as pressões

entre 6 a 8 Kbar.

Estas rochas são constituídas por interação das estruturas granulares e

xistosas e apresentam camadas alternadas ricas em minerais equidimensionais

(principalmente quartzo, feldspato) e planares ou lineares (principalmente

biotita). A estrutura planar observada é denominada de gnaissificação. A

estrutura orientada é característica do predomínio do metamorfismo

dinamotermal.

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Figura . Detalhe de uma rocha gnáissica com bandamento

composicional

A pressão dirigida produz estruturas orientadas, como por exemplo,

xistosidade e gnaissificação.

Figura . Efeito da pressão sobre a estrutura da rochas metamórficas.

Pressão hidrostática → aumento de densidade; Pressão dirigida → estruturas

orientadas

No aspecto econômico, destaca-se a importância da classe dos

gnaisses graníticos. Os gnaisses graníticos são considerados rochas

ornamentais, pois apresentam beleza visual e são resistentes tanto a ataques

químicos quanto ao polimento natural ao longo dos anos. São utilizados em

grande escala como agregado na construção civil e na pavimentação, pois

apresentam alta resistência à compressão devido à sua grande variação

mineralógica e seu grau metamórfico. Na região de Itabira – MG é o principal

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agregado graúdo utilizado em obras e construções. São atribuídas de grande

interesse e valor comercial diante de outras matérias-primas minerais.

O processo de extração dessas rochas começa nas pedreiras, onde

estas são encontradas no seu estado natural. Os blocos são levados às

serrarias onde, para o uso ornamental, são transformados em chapas,

mantendo a característica geológica e tecnológica da rocha, até que finalmente

se transforme no produto final.

Para o uso em construção, as rochas passam por processos de

extração, britagem e classificação. Podem ser usadas in natura, ou misturadas

com outros insumos (cimento, asfalto, areia, etc.) e utilizadas na construção

civil.

Segundo o site do Sindicato das Indústrias da Extração de Pedreiras

(SINDIPEDRAS) revela que a brita representa, em média, 2% do custo global

de uma edificação e 60% do seu volume. Em obras de pavimentação, sua

participação no custo da obra chega a 30%.

E segundo a ANEPAC (Associação Nacional das Entidades de

Produtores de Agregados para Construção), a participação dos tipos de rochas

utilizadas na produção de brita é a seguinte:

Granito e gnaisse – 85%;

Calcário e dolomito – 10%;

Basalto e diabásio – 5%.

Devido as características geológicas do território brasileiro, existe uma

grande diversidade de rochas utilizadas como agregados. O tipo de rocha

utilizada vai depender basicamente da disponibilidade local ou regional. Granito

e gnaisse são utilizadas na maioria dos estados brasileiros.

Algumas das rochas mais antigas do mundo são gnaisses. Um exemplo

de formação rochosa em gnaisse bastante conhecido é o Pão de Açúcar,

localizado na cidade do Rio de Janeiro, Brasil

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Extração

A brita ou pedra britada é um bem mineral que pode ser constituído de

vários tipos de materiais rochosos, disponíveis nos locais de extração e

caracteriza-se como um material que, depois de sofrer desmonte por

explosivos, britagem e classificação, pode ser usada na sua forma natural, ou

misturada com outros insumos e utilizada na construção. Trata-se de um

material de uso amplo e diversificado na indústria da construção civil em

aplicações como: concreto, pavimentação, edificações, obras civis (ferrovias,

túneis, barragens), obras de infraestrutura (saneamento básico), segundo

definição técnica de Tanno. (Sintoni, 2003).

A lavra de brita é feita a céu aberto, em meia encosta, e as operações se

iniciam com a execução do plano de fogo para desmonte primário (perfuração,

seguida de detonação por explosivos), que fragmenta cada trecho das

bancadas da frente de lavra. Caso o material não esteja com dimensões

adequadas para a entrada na planta de beneficiamento (fragmentos maiores

que 1 metro), efetua-se o desmonte secundário, por fogacho (raramente),

rompedores hidráulicos ou drop ball.

Em seguida, efetua-se o carregamento dos fragmentos rochosos com

pás-carregadeiras em caminhões, que transportam o material diretamente até

os britadores primários.

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As operações de beneficiamento são puramente mecânicas e consistem

em britagem primária, secundária e rebritagem em uma ou duas etapas

(britagem terciária e quaternária), e pode ser realizada a seco ou a úmido. O

britador primário, de mandíbulas, faz a fragmentação dos matacões, e neste

ponto pode ou não ocorrer lavagem da pedra. No caso de ocorrer lavagem, as

partículas menores são estritamente produzidas nas fases seguintes, e são

isentas de quaisquer impurezas anteriores, tais como capeamento, matéria

orgânica, dentre outras. Quando não há lavagem, é comum a separação de

bica corrida quando não há lavagem após a primeira britagem, onde o material

é enviado para ser comercializado sem qualquer classificação.

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Após a fragmentação no britador primário, há a formação de pilhas-

pulmão, que alimentam os britadores secundários. O britador secundário pode

ser de mandíbulas ou do tipo cônico. Os britadores terciário e quaternário são

cônicos, ou de impacto, sendo atualmente usados na tentativa de reduzir a

lamelaridade do agregado e a produção de finos.

O transporte de brita entre os britadores e/ou rebritadores é feito,

normalmente, por um sistema de correias transportadoras, sempre procurando

aproveitar o desnível topográfico para economia na planta de beneficiamento.

Para diminuir o pó em suspensão, gerado pela atividade de britagem, algumas

das pedreiras valem-se de sistemas de aspersores de água, instalados nas

bocas dos britadores e nas correias transportadoras.

A classificação por diâmetros nominais é feita em peneiras vibratórias,

com telas de aço ou borracha, em decks ou silos. Geralmente, a fração retida

nas peneiras superiores retorna aos rebritadores, para produzir pedra do tipo

um e atender à demanda atual, e a fração passante compõe as pilhas, principal

forma de estoque dos produtos.

A expedição é mecanizada ou automatizada e o transporte é feito

exclusivamente via frete.

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Propriedades

Gnaisse é uma rocha que apresenta diversas variações por ser de

origem metamórfica. Com isso suas propriedades variam muito de acordo com

o local de sua extração. Em média apresenta massa específica próxima de

2600 kg/m³.

GRANITO PRATA ANHANGUERA

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GRANITO BRANCO MINERATINS

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GRANITO VERDE NAZARÉ

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Segunda parte

Nessa seção do trabalho foi escolhido o artigo Substituição de areia de

quartzo por finos de gnaisse em massa cerâmica para telhas: Teste industrial.

A escolha desse artigo justifica-se pelo fato de apresentar um caráter prático e

importância no cotidiano.

O artigo avalia o efeito da substituição da areia por resíduos gerados no

corte das rochas ornamentais, chamados de finos de gnaisse, em uma massa

de cerâmica vermelha, utilizada para fabricação de telhas do tipo portuguesa

(colonial). As propriedades determinadas e analisadas foram: retração linear,

absorção de água e carga de ruptura na flexão. Além disso, avaliaram-se as

características das matérias-primas e a plasticidade das composições por meio

dos limites de Atterberg. Segundo Vieira (2008), os resultados indicaram que a

utilização de finos de gnaisse em substituição à areia possibilitou uma melhoria

na plasticidade da massa cerâmica e acarretou uma pequena redução na

absorção de água das telhas. A resistência mecânica não se alterou, dentro da

precisão estatística das medidas.

O fino de gnaisse utilizado no estudo foi totalmente obtido através dos

descartes gerados no corte dos blocos de granito, a partir da matéria prima

vinda das lavras. Esse processo gera uma quantidade considerável de rejeito,

o qual é chamado de lama e descartado diretamente em córregos e rios ou

enviados para tanques ou lagos de decantação. Na região de estudo, Santo

Antônio de Pádua, encontra-se cerca de 40 serrarias e estas geravam na

época do estudo cerca de 1.200 toneladas de lama/mês, o que estava

acarretando sérios problemas ambientais na região.

A motivação desse estudo se deu por conta da grande quantidade de

empresas de cerâmica vermelha no munícipio de Campo dos Goytacazes e a

necessidade de reduzir a refratariedade das massas de cerâmica vermelha,

consequentemente, diminuir a porosidade e melhorar a qualidade do produto

final.

Para a pesquisa foram utilizadas duas argilas plásticas, areia e finos de

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gnaisse. As argilas plásticas são denominadas argila amarela e argila preta

que, juntamente com a areia, constituem a massa cerâmica utilizada para

fabricação de telhas.

Os materiais, métodos, processos e discussões encontram-se no artigo

anexo. Assim também como a conclusão feita pelos autores, que se mostraram

satisfeitos com os resultados, mas afirmam que ainda há possibilidades de

melhoria nos testes, afim de que se obtenha resultados mais satisfatórios.

Bibliografia ALMEIDA, S. H. S. Estruturação Tectônica da Borda Norte da Cunha de Guaxupé na Região de Alfenas (MG). Rio Claro: UNESP, 1997, 156p. TESE (Mestrado em Geologia Regional) Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista-UNESP, 1997.

OLIVEIRA, M. A. F. de & ALVES, F. R. Geologia e petrologia da região de Caconde, SP. In: CONGRESSO. BRASILEIRO DE GEOLOGIA, 28, 1974, Porto Alegre. Anais...Porto Alegre: SBG, 1974, v. 5, p. 133-143.

KLEIN, Cornelis; DUTROW, Barbara. Manual de Ciências dos Minerais. 23. ed. Louisiana:

Bookman, 2012. 711 p.

CARUSO,L.G. Catálogo de Rochas Ornamentais do Estado de São Paulo,122p.1990.

FRASCÁ, M. H. B. O. Qualificação de rochas ornamentais e para revestimento de edificações: caracterização tecnológica e ensaios de alterabilidade. In: I Simpósio Brasileiro de Rochas OrnamentaiseIISemináriodeRochasOrnamentaisdoNordeste,Salvador2002.

FRANK, H. Guia de Mineralogia. 3. ed. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 150p

.2013

DANA, J. D, & HURLBULT, C. S. Manual de Mineralogia. Rio de Janeiro. 1o ed. LTC - Livros Técnicos e Científicos, 1978.

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Tipos de rochas. Disponível em: http://www.brasilescola.com/geografia/tipos-rochas.htm Tipos de rochas. Disponível em: http://br.geocities.com/guiluck/rochas.html

Sindicato da Indústria de Mineração de Pedra Britada do Estado de São Paulo. Disponível em: http://www.sindipedras.org.br/

Associação Nacional das Entidades de Produtores de Agregados para Construção. Disponível em: http://www.anepac.org.br/