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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/18737| Title: | Condutividade térmica de rochas: uma aplicação para granitos ornamentais |
| Authors: | Figueiredo, Edgar Romeo Herrera de |
| Advisor: | Galindo, Antonio Carlos |
| Keywords: | Condutividade térmica;Granitos ornamentais;Parâmetro tecnológico |
| Issue Date: | 24-Aug-2006 |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
| Citation: | FIGUEIREDO, Edgar Romeo Herrera de. Condutividade térmica de rochas: uma aplicação para granitos ornamentais. 2006. 110 f. Dissertação (Mestrado em Geodinâmica; Geofísica) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2006. |
| Portuguese Abstract: | Esta dissertação aborda o tema condutividade térmica de rochas e sua correlação com aspectos petrográficos, texturais e geoquímicos principalmente em rochas graníticas. O intuito é demonstrar as relações destas variáveis tentando elucidar o comportamento do efeito térmico nas rochas. Os resultados poderão ser úteis em diversas aplicações, por exemplo, no entendimento e aferição de resultados de fluxo térmicos regionais, na predição do comportamento térmico de rochas baseados na avaliação macroscópica (textura e mineralogia), no segmento de construção civil com o objetivo de fornecer informações mais precisas no que diz respeito ao refinamento de dados sobre propriedades térmicas enfatizando a condutividade térmica de materiais rochosos e ainda especialmente na indústria de rochas ornamentais com o objetivo de se abrir uma discussão sobre a utilização destas variáveis como novo parâmetro tecnológico diretamente relacionado ao conforto térmico. Os dados de condutividade térmica foram obtidos a partir de um equipamento medidor de propriedades térmicas da marca Anter Corporation, modelo QuicklineTM -30. As medidas foram realizadas a temperaturas variando entre 25 e 38 OC em amostras com 2cm de espessura e área com pelo menos 6cm de diâmetro. Quanto aos dados petrográficos os resultados demonstraram haver boas correlações com o quartzo e máficos. A correlação linear entre a mineralogia e a condutividade térmica revelou uma relação positiva do aumento da condutividade térmica em função do aumento da percentagem de quartzo e diminuição com o aumento de minerais máficos. Já os feldspatos (K-feldspato e plagioclásio) mostram dispersão. A relação do quartzo fica mais evidente quando são comparados os conjuntos de amostras com >20% e <20%. O conjunto com mais de 20% de quartzo (sienogranitos, monzogranitos, granodioritos, etc.), exibe em sua grande maioria, valores de condutividade que variam acima de 2,5 W/mK, já o conjunto com menos de 20% (sienitos, monzonitos, gabros, dioritos, etc.) tem condutividade térmica média abaixo de 2,5 W/mK. Quanto as texturas verificou-se que os litotipos considerados grossos/porfiríticos demonstraram no conjunto geral melhores correlações quando comparados com os litotipos considerados finos/médios. No caso do quartzo os litotipos grossos/porfiríticos mostraram maior fator de correlação, quando comparados com os finos/médios. Quanto aos feldspatos (K-feldspato e plagioclásio) houve novamente dispersão. Para os máficos, tanto os tipos grossos/porfiríticos quanto os finos/médios, mostraram correlações negativas com fator de correlação menor do que os obtidos em relação ao quartzo. Quanto aos litotipos, relacionados ao diagrama QAP de Streckeisen (1976), há uma tendência de queda no sentido dos alcali-feldspatos granitos para os tonalitos, e dos sienitóides para os gabros, dioritos, etc. A correlação dos dados de condutividade térmica com os de geoquímica confirmou em grande parte, os resultados de mineralogia. Observou-se que a correlação, quando existe, é linear. Este comportamento foi verificado principalmente com o SiO2. Neste caso nota-se uma correlação similar a observada com o quartzo, ou seja, aumento da condutividade térmica com o incremento de SiO2. Um outro aspecto observado é que rochas básicas a intermediárias apresentaram valores sempre inferiores a 2,5 W/mK, comportamento similar ao observado em rochas com quartzo <20%. Já as rochas ácidas apresentaram valores acima de 2,5 W/mK, comportamento similar ao observado em rochas com quartzo >20% (graníticas). Nos demais casos os fatores de correlação são sempre baixos apresentando comportamento inverso, sendo observado para Fe2O3, CaO, MgO, e TiO2. Quanto ao Al2O3, K2O e Na2O os resultados não são conclusivos havendo estatisticamente dispersão. O conhecimento das propriedades térmicas em especial a condutividade térmica e sua aplicação na construção civil mostrou-se bastante satisfatória, pois, envolve tanto aspectos tecnológicos quanto aspectos do conforto térmico favorecendo em todos os casos resultados rápidos, baratos e precisos. A relação da condutividade térmica, com a dilatação térmica linear também mostrou resultados satisfatórios em especial quando fica demonstrado o papel do quartzo como fase comum e determinante entre as duas variáveis. O estudo da condutividade térmica aliada a densidade dos materiais rochosos poderá servir como ferramenta adicional na escolha de materiais quando se levar em consideração aspectos do cálculo estrutural e do conforto térmico, pois no caso das rochas ornamentais há uma pequena variação da densidade em detrimento da variação considerável da condutividade térmica |
| Abstract: | This dissertation focuses on rock thermal conductivity and its correlations with petrographic, textural, and geochemical aspects, especially in granite rocks. It aims at demonstrating the relations of these variables in an attempt to enlighten the behavior of thermal effect on rocks. Results can be useful for several applications, such as understanding and conferring regional thermal flow results, predicting the behavior of thermal effect on rocks based upon macroscopic evaluation (texture and mineralogy), in the building construction field in order to provide more precise information on data refinement on thermal properties emphasizing a rocky material thermal conductivity, and especially in the dimension stone industry in order to open a discussion on the use of these variables as a new technological parameter directly related to thermal comfort. Thermal conductivity data were obtained by using Anter Corporation s QuicklineTM -30 a thermal property measuring equipment. Measurements were conducted at temperatures ranging between 25 to 38 OC in samples with 2cm in length and an area of at least 6cm of diameter. As to petrography data, results demonstrated good correlations with quartz and mafics. Linear correlation between mineralogy and thermal conductivity revealed a positive relation of a quartz percentage increase in relation to a thermal conductivity increase and its decrease with mafic minerals increase. As to feldspates (K-feldspate and plagioclase) they show dispersion. Quartz relation gets more evident when compared to sample sets with >20% and <20%. Sets with more than 20% quartz (sienogranites, monzogranites, granodiorites, etc.), exhibit to a great extent conductivity values which vary from 2,5 W/mK and the set with less than 20% (sienites, monzonites, gabbros, diorites, etc.) have an average thermal conductivity below 2,5 W/mK. As to textures it has been verified that rocks considered thick/porphyry demonstrated in general better correlations when compared to rocks considered thin/medium. In the case of quartz, thick rocks/porphyry showed greater correlation factors when compared to the thin/medium ones. As to feldspates (K-feldspate and plagioclase) again there was dispersion. As to mafics, both thick/porphyry and thin/medium showed negative correlations with correlation factor smaller than those obtained in relation to the quartz. As to rocks related to the Streckeisen s QAP diagram (1976), they tend to fall from alcali-feldspates granites to tonalites, and from sienites to gabbros, diorites, etc. Thermal conductivity data correlation with geochemistry confirmed to a great extent mineralogy results. It has been seen that correlation is linear if there is any. Such behavior could be seen especially with the SiO2. In this case similar correlation can be observed with the quartz, that is, thermal conductivity increases as SiO2 is incremented. Another aspect observed is that basic to intermediate rocks presented values always below 2,5 W/mK, a similar behavior to that observed in rocks with quartz <20%. Acid rocks presented values above 2,5 W/mK, a similar behavior to that observed in rocks with quartz >20% (granites). For all the other cases, correlation factors are always low and present opposite behavior to Fe2O3, CaO, MgO, and TiO2. As to Al2O3, K2O, and Na2O results are not conclusive and are statistically disperse. Thermal property knowledge especially thermal conductivity and its application in the building construction field appeared to be very satisfactory for it involves both technological and thermal comfort aspects, which favored in all cases fast, cheap, and precise results. The relation between thermal conductivity and linear thermal dilatation have also shown satisfactory results especially when it comes to the quartz role as a common, determining phase between the two variables. Thermal conductivity studies together with rocky material density can function as an additional tool for choosing materials when considering structural calculation aspects and thermal comfort, for in the dimension stone case there is a small density variation in relation to a thermal conductivity considerable variation |
| URI: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/18737 |
| Appears in Collections: | PPGG - Mestrado em Geodinâmica e Geofísica |
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