Pedras de construção:usos, tempero e preservação | Materiais de Engenharia

Neste artigo iremos discutir sobre:- 1. Usos de pedras 2. Leito natural de pedras 3. Curativo 4. Deterioração 5. Retardo 6. Preservação 7. Pedras artificiais.

Usos de pedras :

As pedras são utilizadas na construção de edifícios desde os tempos antigos e a maioria dos antigos templos e fortes do nosso país foram construídos com pedras. O Taj Mahal em Agra e Forte Vermelho, Jama Masjid, Parlamento, Secretariado Central e Rashtrapati Bhawan em Delhi e várias outras estruturas proeminentes espalhadas por todo o nosso país nos fornecem exemplos esplêndidos da contribuição das pedras como material de construção. Mesmo atualmente, eles formam um material básico para cimento, concreto e tijolos.

A seguir estão os vários usos para os quais as pedras são empregadas:

(1) Estrutura:

As pedras são usadas para fundação, paredes, colunas, lintéis, arcos, telhados, pisos, cursos à prova de umidade, etc.

(2) Trabalho facial:

As pedras são adotadas para dar uma aparência maciça à estrutura. As paredes são de tijolos e o revestimento é feito em pedras nos tons desejados. Isso é conhecido como maçonário composto.

(3) Pavimentação:

As pedras são usadas para cobrir pisos de edifícios de vários tipos, como residenciais, comerciais, industriais, etc. Eles também são adotados para formar pavimentação de estradas, caminhos pedonais, etc.

(4) Material básico:

As pedras são desintegradas e convertidas para formar um material básico para cimento, concreto, marum de estradas, cimentos calcários, pedras artificiais, blocos ocos, etc.

(5) Diversos:

Além dos usos acima, as pedras também são usadas como:

(i) Lastro para ferrovias,

(ii) Fluxo em altos-fornos,

(iii) Blocos na construção de pontes, pilares, encontros, muros de contenção, faróis, barragens, etc.

No entanto, deve-se lembrar que as pedras estão gradualmente perdendo sua popularidade como material de construção devido aos seguintes fatos:

(i) O tratamento de pedras é tedioso, trabalhoso e demorado.

(ii) As pedras com a resistência e qualidade desejadas não estão facilmente disponíveis em taxas moderadas, especialmente em áreas planas.

(iii) As alternativas às histórias, nomeadamente R.C.C. e o aço, provaram ser mais fortes, menos volumosos, mais duráveis e mais adequados para a construção atual de edifícios importantes e de vários andares.

(iv) As estruturas construídas com pedras não podem ser projetadas racionalmente como no caso de R.C.C. ou estruturas de aço.

Leito natural de pedras :

(1) Definição:

As pedras de construção são obtidas a partir de rochas. Essas rochas têm um plano distinto de divisão ao longo do qual as pedras podem ser facilmente divididas. Este plano é conhecido como leito natural de pedra e, portanto, indica o plano ou leito em que a pedra sedimentar foi originalmente depositada. O leito natural de pedra não precisa ser necessariamente horizontal.

Para rochas sedimentares, é fácil observar e localizar o leito natural, uma vez que se encontra ao longo dos planos de estratificação. Para rochas ígneas, o leito natural é de pouca significância ou importância e também é difícil de determinar.

(2) Importância:

Em alvenaria de pedra, a regra geral a ser observada é que a direção do leito natural de todas as pedras sedimentares deve ser perpendicular ou quase perpendicular à direção de pressão. Tal arranjo dá resistência máxima à alvenaria.

As camadas naturais de pedras podem ser detectadas despejando água e examinando as direções das camadas. A lupa também pode ser usada para esse fim. Um trabalhador experiente pode localizar facilmente a direção do leito natural de pedras a partir da resistência oferecida ao cinzel. As pedras quebram facilmente ao longo desses leitos naturais.

Com relação ao leito natural, as pedras são colocadas em diferentes situações da seguinte forma:

(i) Arcos:

Em arcos de pedra, as pedras são colocadas com seus leitos naturais radiais, conforme mostrado na fig. 2-1.

Com tal arranjo, a projeção do arco age normalmente na direção dos canteiros naturais.

(ii) Cornijas, cursos de cordas, etc .:

As pedras são parcialmente sem suporte no caso de cornijas, cordões, etc. Portanto, devem ser colocadas com a direção dos canteiros naturais na vertical. Este princípio não se aplica a pedras angulares. Seria desejável, nesses casos, adotar pedras sem leitos naturais.

(iii) Paredes:

As pedras devem ser colocadas nas paredes com a direção de seus canteiros naturais na horizontal, conforme mostrado na fig. 2-1.

Tratamento de Pedras :

As pedras, depois de extraídas, devem ser cortadas em tamanhos adequados e com superfícies adequadas.

Este processo é conhecido como revestimento de pedras e é realizado com as seguintes finalidades:

(i) Para obter a aparência desejada do trabalho em pedra,

(ii) Para tornar o transporte da pedreira fácil e econômico,

(iii) Para se adequar aos requisitos da alvenaria de pedra,

(iv) Para aproveitar as vantagens dos homens locais próximos à pedreira que são treinados para esse tipo de trabalho, etc.

No que diz respeito ao local de trabalho, o revestimento pode ser dividido em dois tipos, nomeadamente, revestimento de pedreira e revestimento de local.

No local da pedreira, as pedras são mal tratadas para garantir as seguintes vantagens:

(i) No local da pedreira, é possível conseguir mão de obra barata para o processo de acabamento das pedras.

(ii) É possível separar as pedras para diferentes trabalhos, se for praticado o preparo da pedreira.

(iii) As porções irregulares e ásperas das pedras são removidas, o que diminui o peso das pedras e também facilita o transporte das pedras.

(iv) A superfície natural do leito de pedras pode ser destacada durante o preparo da pedreira.

(v) As pedras quando extraídas recentemente contêm seiva da pedreira e, portanto, são comparativamente macias e podem ser facilmente tratadas.

A seguir estão as variedades de acabamentos obtidos pelo acabamento de pedras:

(1) Acabamento com eixo:

As superfícies de pedras duras como o granito são polidas com um machado. Esse acabamento é denominado acabamento axed.

(2) Acabamento alardeado ou impulsionado:

Neste tipo de acabamento, o reforço é usado para fazer marcas paralelas não contínuas na superfície da pedra, conforme mostrado na fig. 2-11. Essas marcas podem ser horizontais, inclinadas ou verticais. Um gabarito é um cinzel com uma borda de largura rebatida ou acabamento afundado de cerca de 60 mm.

(3) Margens recortadas em cinzel:

Para obter juntas uniformes no trabalho em pedra, são colocadas as margens que podem ser quadradas, pontiagudas ou chanfradas.

(4) Acabamento circular:

Neste tipo de acabamento, a superfície da pedra é arredondada ou circular como no caso de uma coluna.

(5) Acabamento Arrastado ou Penteado - Nesse tipo de acabamento, um arrasto ou pente, que é uma peça de aço com uma série de dentes, é esfregado na superfície em todas as direções e superfície, conforme mostrado na fig. 2-12, é obtido. Este acabamento é adequado apenas para pedras macias.

(6) Acabamento sulcado:

Neste tipo de acabamento, uma margem de cerca de 20 mm de largura, é embutida em todas as arestas da pedra e a parte central é projetada para se projetar cerca de 15 mm.

Uma série de ranhuras verticais ou horizontais com cerca de 10 mm de largura são formadas nesta parte projetada como mostrado na fig. 2-13. Este acabamento é geralmente adotado para tornar as bordas proeminentes.

(7) Acabamento moldado:

A superfície da pedra pode ser moldada em qualquer forma desejada para melhorar a aparência do trabalho. As molduras podem ser feitas à mão ou à máquina.

(8) Acabamento revestido com martelo:

Neste tipo de acabamento, as pedras são feitas aproximadamente quadradas ou retangulares por meio de um martelo de Waller, conforme mostrado na fig. 2-14. As pedras marteladas não têm cantos agudos ou irregulares e têm uma superfície comparativamente uniforme para se adaptarem bem à alvenaria.

(9) Acabamento simples:

Neste tipo de acabamento, a superfície da pedra é tornada aproximadamente lisa com serra ou cinzel.

(10) Acabamento polido:

A superfície das pedras, como mármores, granitos, etc., pode ser polida à mão ou à máquina.

(11) Máquina perfurada:

Na superfície da pedra, as depressões são feitas com auxílio de punção. A superfície da pedra assume a forma de uma série de buracos e saliências.

(12) Acabamento reticulado:

Este tipo de acabamento apresenta uma aparência de rede, conforme mostrado na fig. 2-15. Uma margem, com cerca de 20 mm de largura, é marcada nas bordas da pedra e afundamentos irregulares são feitos no espaço fechado. Uma margem, com cerca de 10 mm de largura, é fornecida em torno do afundamento de forma irregular, com uma profundidade de cerca de 5 mm. Uma ferramenta pontiaguda é usada para colocar as marcas na superfície afundada de modo a apresentar uma aparência de marcas de pústulas.

(13) Acabamento esfregado:

Este tipo de acabamento é obtido esfregando um pedaço de pedra na superfície ou esfregando a superfície com o auxílio de uma máquina adequada.

A água e a areia são usadas livremente para acelerar o processo de fricção.

(14) Conclusão de Scabbling:

Neste tipo de acabamento, as saliências irregulares são retiradas com um martelo de descamação e, desta forma, as pedras são mal polidas.

(15) Acabamento com ferramentas:

A superfície da pedra é acabada por meio de um cinzel e marcas contínuas paralelas, tanto horizontais como inclinadas ou verticais, são deixadas na superfície.

(16) Acabamento voltado para si mesmo, pedra ou pedreira:

Algumas pedras, como obtidas na pedreira, possuem superfície lisa e podem ser colocadas diretamente na obra. Essa superfície de pedra é denominada acabamento autoface ou de rocha ou de pedreira.

(17) Acabamento afundado:

Este acabamento é obtido afundando a superfície abaixo do nível original na forma de ranhuras largas, chanfros, superfícies inclinadas, etc.

(18) Acabamento vermiculado:

Este acabamento é semelhante ao tipo reticulado, exceto; que os afundamentos são mais curvos. Este acabamento apresenta uma aparência carcomida.

Deterioração de pedras:

As pedras com faces expostas são afetadas por vários fatores atmosféricos e de deterioração.

A seguir estão as causas da decomposição das pedras:

(1) Umidade e secagem alternativas

(2) Frost

(3) Impurezas na atmosfera

(4) Organismos vivos

(5) Movimentos de produtos químicos

(6) Natureza da argamassa

(7) Água da chuva

(8) Variações de temperatura

(9) Crescimento vegetal

(10) Vento.

(1) Umidade e secagem alternativas:

As pedras são molhadas por várias agências, como chuva, geada, orvalho, etc. Essa superfície molhada é seca pelo sol. Verificou-se que as pedras sujeitas a essa alternância de umidade e secagem se desgastam rapidamente.

(2) Gelo:

Em estações de montanha ou lugares muito frios, a umidade presente na atmosfera é depositada nos poros das pedras. No ponto de congelamento, essa umidade congela e, ao fazê-lo, ela se expande em volume e causa a quebra da pedra.

(3) Impurezas na atmosfera:

A atmosfera contém várias impurezas que têm efeitos adversos nas pedras. Por exemplo, os ácidos e vapores são predominantes em uma cidade industrial. Essas impurezas atuam sobre o carbonato de cal e causam a deterioração da pedra.

(4) Organismos vivos:

Alguns organismos vivos, como vermes e bactérias, agem sobre as pedras e as deterioram. Esses organismos fazem buracos nas pedras e, portanto, as enfraquecem. Eles também secretam ácidos orgânicos que têm ação corrosiva sobre os minerais da pedra.

(5) Movimentos de produtos químicos:

Se pedras de diferentes variedades, como calcário e arenito, são usadas lado a lado na mesma estrutura, os produtos químicos formados pela ação de agentes atmosféricos em uma variedade podem mover-se na outra e causar a deterioração daquele outro.

Por exemplo, se o arenito for colocado abaixo do calcário, os produtos químicos trazidos do calcário pela água da chuva ou por qualquer outro motivo causarão a decomposição do arenito. De forma semelhante, se o calcário granular e o calcário magnésio forem usados juntos, o calcário granular pode se deteriorar devido à absorção do sulfato de magnésio do calcário magnésio.

(6) Natureza da argamassa:

A natureza da argamassa usada como material de ligação em alvenaria de pedra pode ser tal que pode reagir quimicamente com qualquer um dos constituintes das pedras e, portanto, pode levar à desintegração das pedras.

(7) Água da chuva:

A ação da água da chuva sobre as pedras é muito dobrável - física e química. A chuva molha a superfície da pedra e seca pelo sol. Essa alternância de umidade e secagem resulta na desintegração da pedra. Esta é a ação física da água da chuva.

A água da chuva, à medida que desce pela atmosfera até a superfície da terra, absorve dióxido de carbono (CO ₂ ), sulfeto de hidrogênio (HgS) e outros gases presentes na atmosfera. Esses gases agem adversamente sobre as pedras e causam a decomposição das pedras. Esta é a ação química da água da chuva.

(8) Variações de temperatura:

O aumento da temperatura resulta na expansão das pedras. A queda da temperatura causa a contração das pedras. Se o aumento e a queda das temperaturas forem frequentes, as pedras deterioram-se facilmente devido ao aparecimento de tensões internas.

(9) Crescimento vegetal:

As trepadeiras e certas árvores se desenvolvem na superfície da pedra com suas raízes nas juntas entre as pedras. Essas raízes atraem a umidade e mantêm a superfície da pedra úmida. Ao mesmo tempo, eles tentam se expandir. Essas ações, então, aceleram a decomposição das pedras.

(10) Vento:

O vento contém finas partículas de poeira. Se estiver soprando com alta velocidade, essas partículas irão atingir a superfície da pedra e, assim, as pedras se decomporão. O vento também permite que a água da chuva entre com força nos poros das pedras. Essa água, ao congelar, expande e racha as pedras.

Retardo da decomposição de pedras :

As seguintes precauções devem ser tomadas para retardar a ação de degradação das agentes de desgaste nas pedras:

(1) Pedras siliciosas compactas:

É desejável usar apenas pedras siliciosas compactas para as superfícies externas de edifícios importantes. Essas pedras devem ter uma textura cristalina densa. Deve-se fazer uso de arenitos cimentados com aglutinante silicioso e evitar o uso de pedras calcárias ou arenitos calcários de textura aberta nas superfícies externas das cidades industriais.

(2) Renderizações externas:

Para edifícios comuns, as representações externas, como pontiagudas ou reboco, devem ser aplicadas à superfície da pedra no momento da construção.

(3) Juntas:

Todas as juntas da alvenaria de pedra devem ser totalmente preenchidas de forma a terem uma estrutura sólida e sólida, sem ocos ou cavidades.

(4) Camas naturais:

As pedras devem ser colocadas em seus canteiros naturais.

(5) Qualidades das pedras:

O uso de pedras acabadas, polidas e bem tratadas deve ser preferível às pedras brutas.

(6) Pedras temperadas:

As pedras recém extraídas contêm seiva da pedreira que acelera a ação de decomposição e, portanto, essas pedras devem ser temperadas por um tempo suficiente, expondo-as antes de serem colocadas em posição.

(7) Tamanho das pedras:

É aconselhável empregar pedras de grandes dimensões, tanto quanto possível, para minimizar o número de juntas que são sinais de fraqueza e através das quais a água ou a humidade entram facilmente.

(8) Lavagem com água:

A superfície da pedra exposta deve ser mantida o mais limpa possível e, para isso, deve ser lavada com água em intervalos regulares.

Preservação de pedras :

A degradação de pedras de construção de qualidade inferior é até certo ponto evitada, se forem devidamente preservadas. Para isso, os conservantes são aplicados nas superfícies das pedras.

Um conservante ideal possui as seguintes propriedades:

(i) Não permite que a umidade penetre na superfície da pedra.

(ii) Não desenvolve cores questionáveis.

(iii) Endurece o suficiente para resistir aos efeitos dos vários agentes atmosféricos.

(iv) Penetra facilmente na superfície da pedra.

(v) É econômico.

(vi) Não é corrosivo e inofensivo.

(vii) Permanece eficaz por muito tempo após a secagem.

(viii) Sua aplicação na superfície da pedra é fácil.

No entanto, deve ser lembrado que não existe um único conservante que seja adequado para todos os tipos de pedras. A escolha de um conservante, portanto, requer uma consideração cuidadosa. Dependendo da composição química das pedras e de sua localização na estrutura, um conservante específico deve ser recomendado. Cada caso deve ser estudado apropriadamente antes que uma escolha final seja feita.

A seguir estão os conservantes que são comumente adotados para preservar as pedras:

(1) Alcatrão de carvão:

Se o alcatrão de carvão for aplicado na superfície da pedra, ele preserva a pedra. Mas a cor do alcatrão de carvão produz uma aparência desagradável e a superfície revestida com alcatrão de carvão absorve o calor do sol. Portanto, esse conservante geralmente não é adotado porque prejudica a beleza das pedras.

(2) Óleo de linhaça:

Este conservante pode ser usado como óleo de linhaça cru ou óleo de linhaça fervido. O óleo de linhaça cru não altera a tonalidade original da pedra. Mas requer renovação frequente, geralmente uma vez por ano. O óleo de linhaça fervido dura muito, mas escurece a superfície da pedra.

(3) Pintar:

Uma aplicação de tinta na superfície da pedra serve como conservante. A pintura muda a cor original da pedra. É aplicado sob pressão, se for necessária uma penetração profunda.

(4) Parafina:

Este conservante pode ser usado sozinho ou pode ser dissolvido em neptha e então aplicado na superfície da pedra. Muda a cor original da pedra.

(5) Solução de Alumínio e Sabão:

O alúmen e o sabão suave são tomados na proporção de cerca de 0,75 N e 0,50 N, respectivamente, e são dissolvidos em um litro de água. Esta solução, quando aplicada na superfície da pedra, atua como conservante.

(6) Solução de Barita:

Uma solução de hidróxido de bário Ba (OH) ₂ , quando aplicado na superfície da pedra, atua como conservante. Este conservante é usado quando a decomposição da pedra é principalmente devido ao sulfato de cálcio, CaSO ₄ .

Ocorre a seguinte reação química -

Ba (OH) ₂ + CaSO ₄ =BaSO ₄ + Ca (OH) ₂

O sulfato de bário é insolúvel e é menos afetado pelas agências atmosféricas. O hidróxido de cálcio absorve dióxido de carbono da atmosfera e forma carbonato de cálcio CaCO ₃ o que aumenta a resistência da pedra.

Pedras artificiais :

Também são conhecidas como pedras fundidas ou pedras reconstruídas.

(1) Procedimento para fazer uma pedra artificial:

O seguinte procedimento é geralmente adotado para fazer uma pedra artificial:

(i) A pedra natural é triturada em tamanhos menores que 6 mm.

(ii) O pó de pedra é removido.

(iii) É preparada uma mistura de 1½ A partes de pedras de tamanho 3 mm a 6 mm, 1½ partes de pedras de tamanho inferior a 3 mm e 1 parte de cimento por volume.

(iv) O pigmento necessário para produzir o efeito de cor desejado é adicionado à mistura acima. Sua proporção não deve ultrapassar 15% de cimento por peso.

(v) A água na quantidade necessária é adicionada e a mistura completa dos materiais é feita.

(vi) A mistura assim preparada é transferida para moldes especialmente construídos.

(vii) Pode endurecer e sua superfície é mantida molhada. A pedra artificial está então pronta em forma de bloco.

(viii) O polimento é feito, se necessário.

(ix) O cimento branco pode ser usado no lugar do cimento comum para produzir cores de tonalidade clara.

(2) Formas de pedras artificiais:

As pedras artificiais podem assumir várias formas, como segue:

(i) Concreto de cimento:

Esta é uma mistura de cimento, agregado fino, agregado grosso e água. Pode ser moldado in situ ou pré-moldado. É amplamente utilizado atualmente. Se o aço for usado com concreto de cimento, ele é conhecido como concreto de cimento armado ou R.C.C. construção.

(ii) Ladrilhos de mosaico:

Os ladrilhos de concreto pré-moldado com lascas de mármore na superfície superior são conhecidos como ladrilhos de mosaico. Eles estão disponíveis em diferentes tons e são amplamente adotados no momento.

(iii) Terrazzo:

Esta é uma mistura de lascas de mármore e cimento. É usado em banheiros, edifícios residenciais, templos, etc.

(3) Vantagens das pedras artificiais:

A seguir estão as vantagens das pedras artificiais:

(i) As cavidades podem ser mantidas nas pedras artificiais. Essas cavidades são usadas para transportar tubos, fios elétricos, etc.

(ii) As ranhuras podem ser mantidas em uma pedra artificial, enquanto ela está sendo fundida. Essas ranhuras são úteis para fixar vários acessórios.

(iii) Pode ser fundido na forma desejada para se adequar aos requisitos arquitetônicos.

(iv) Pode ser feito em uma única peça e, portanto, evita-se o trabalho de obter grandes blocos de pedras para vergas, vigas, etc.

(v) Pode ser mais resistente do que a pedra natural.

(vi) É barato e econômico porque pedras de tamanhos menores são consumidas de forma lucrativa.

(vii) É igualmente bom para resistir à deterioração e desintegração causada por vários agentes atmosféricos, como chuva, geada, etc.

(viii) É mais durável do que a pedra natural.

(ix) O leito natural está ausente nas pedras artificiais e, portanto, não se coloca a questão de tomar precauções em relação ao leito natural de pedras.

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