ESTUDO E APLICAÇÃO DA ROCHA CALCÁRIA EM OBRAS GEOTÉCNICAS DE PEQUENO PORTE

ESTUDO E APLICAÇÃO DA ROCHA CALCÁRIA EM OBRAS GEOTÉCNICAS DE PEQUENO PORTE

Nelci Rones Pereira de Sousa, mestrando em Geotecnia pelo Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental (DEHA) da Universidade Federal do Ceará(UFC), Fortaleza, Ceará, BRASIL.

Anderson Borghetti Soares, D. Sc. Engenharia Civil, DEHA (UFC), Fortaleza, Ceará, Brasil

RESUMO

A rocha calcária é um material abundante no subsolo da região metropolitana de João Pessoa, Estado da Paraíba, Brasil, favorecendo sua utilização como agregado em concretos, devido sua extração extremamente econômica e baixos custos de transportes. Entretanto, é uma rocha sedimentar, sendo solúvel quando exposta à presença de água. Este trabalho propõe caracterizar a rocha calcária daquela região, para verificar a aplicação como agregado de concreto em fundações superficiais.  Foram executados ensaios de densidade real dos grãos, de massa específica aparente seca, de absorção de água, testes de abrasão, de resistência à compressão simples, de microscopia eletrônica, de difração de raios-X e ensaios de campo. Os resultados indicaram que ela é composta de carbonato de cálcio (CaCO3), com alto índice de absorção de água e baixa resistência a abrasão e a compressão simples, concluindo que o seu uso deve ser restrito a determinados tipos de fundações.

Palavras-chave: Calcário. Fundações. Caracterização.

ABSTRACT

The limestone is abundant in the subsoil of the metropolitan region of João Pessoa, State of Paraíba, in Brazil, favoring its use as concretes aggregate, for economic extraction and low transport costs. However, it is sedimentary rock, and soluble when exposed to the presence of water. This paper proposes characterize the limestone in that region, to verify the application as concrete aggregate in shallow foundations. The follow test was performed: grain real density, dry bulk density, water absorption, abrasion, the compressive strength, electron microscopy, diffraction of X-rays and field trials. The results indicated that it is composed of calcium carbonate (CaCO3), with high water absorption rate and low abrasion resistance and compressive, concluding that its use should be restricted to certain types of foundations.

Keywords: Limestone. Fundations. Characterization.

1. INTRODUÇÃO

A construção civil hoje no Brasil é absolutamente dependente de rochas para seus processos construtivos, sejam como agregados, como ornamentos ou como matéria prima de produtos industrializados. A dependência de produtos originários de rochas ainda deve perdurar por longo tempo, pois pesquisas que visam substituir rochas por materiais alternativos ainda estão sendo desenvolvidas. Para rochas utilizadas como agregado de concretos a extração por todo o território Brasileiro provoca destruição de boa parte da crosta terrestre, de acordo com Oliveira (2001). As rochas mais utilizadas na engenharia são as graníticas, as basálticas e os gnaisses, que apresentam maior resistência às solicitações mecânicas e à corrosão química, conforme Sandrini e Caranassios (2007).  Entretanto, por se tratar de produto de alto peso específico, o transporte dessas rochas torna-se inviável em determinadas regiões do país, onde há carência de jazidas. Em razão disso, em algumas regiões do Brasil, se utilizam outros tipos de rochas, na maioria das vezes, sem estudos detalhados que garantam a sua utilização como material de construção. O estado da Paraíba, situado na região Nordeste do Brasil, encaixa-se nesse contexto, devido à carência de reservas de rochas com características graníticas. Por outro lado a Paraíba é um estado que possui grandes reservas minerais de materiais calcários, constituindo-se em um dos maiores produtores de mármores do Brasil. Segundo a Companhia de Desenvolvimento dos Recursos Naturais da Paraíba (CDRM), órgão vinculado ao Governo do Estado da Paraíba, o estado é o segundo maior produtor de cimento do Nordeste, utilizando o calcário como matéria prima. Grandes jazidas de calcário sedimentar ocorrem na faixa litorânea do estado e viabilizam o uso na indústria cimenteira. Na região litorânea do estado encontram-se grandes jazidas de calcário calcítico de origem sedimentar, da Formação Gramame. A extração do calcário é econômica, pela facilidade de extração, e os baixos custos de transportes, que estimulam o uso em grande escala como elemento estrutural de fundações de edificações de pequeno porte. A rocha calcária apresenta uma constituição básica de elementos de origem sedimentar de alta solubilidade com a presença da água. O uso como agregado de elementos de fundação superficial deve ser investigado com a realização de ensaios de caracterização do material.

As rochas calcárias são muito porosas, geram cavidades extremas devido às reações de dissolução do carbonato pela infiltração e percolação de águas ácidas. Esta porosidade secundária gerada pela corrosão química fragiliza consideravelmente o maciço, tornando-o menos resistente e mais permeável. Aliado a estes fatores, tem-se também que estas rochas são consideradas brandas na engenharia, visto que a composição carbonática se deve à presença de minerais moles como calcitas e dolomitas. Diante disso, presume-se que tais rochas não são aconselháveis a serem utilizadas como matéria prima em construções de estrutura de engenharia, visto que não haveria capacidade de suporte. As obras civis apresentam uma grande variedade de problemas para as fundações em rocha. Por exemplo, casas, depósitos e outras estruturas de pequeno porte raramente geram cargas que excedam a capacidade de carga da rocha, inclusive em rochas fracas (Goodman, 1989). Se a capacidade de carga da rocha é ultrapassada, pode provocar deformações significativas, particularmente quando a rocha de fundação é inerentemente fraca, como os calcários porosos, ou rochas intemperizadas, cársticas ou muito fraturadas. Assim, é importante avaliar o comportamento da rocha de fundação diante as solicitações exercidas pela obra.

As rochas calcárias são carbonáticas, podendo ser calcíferas, ricas em carbonato de cálcio, ou dolomíticas, ricas em carbonato de magnésio. As águas de chuva levemente acidificadas, ao encontrar um maciço calcário fraturado, penetram pelas descontinuidades e vão, lentamente, dissolvendo a rocha, produzindo vazios que podem evoluir para grandes fendas, cavernas e canais por onde fluem as águas interiores. As rochas calcárias são formadas por carbonato de cálcio (CaCO3) e se dissolvem quando entram em contato com a água, que contém ácidos, provenientes de chuvas ácidas ou do dióxido de carbono (CO2) existente na atmosfera e da decomposição da matéria orgânica. Os ácidos presentes na água formam o ácido carbônico (H2CO3), conforme pode a equação 1.

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