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Previous issue date: 2006-08-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / 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 / Esta disserta??o aborda o tema condutividade t?rmica de rochas e sua correla??o com aspectos petrogr?ficos, texturais e geoqu?micos principalmente em rochas gran?ticas. O intuito ? demonstrar as rela??es destas vari?veis tentando elucidar o comportamento do efeito t?rmico nas rochas. Os resultados poder?o ser ?teis em diversas aplica??es, por exemplo, no entendimento e aferi??o de resultados de fluxo t?rmicos regionais, na predi??o do comportamento t?rmico de rochas baseados na avalia??o macrosc?pica (textura e mineralogia), no segmento de constru??o civil com o objetivo de fornecer informa??es mais precisas no que diz respeito ao refinamento de dados sobre propriedades t?rmicas enfatizando a condutividade t?rmica de materiais rochosos e ainda especialmente na ind?stria de rochas ornamentais com o objetivo de se abrir uma discuss?o sobre a utiliza??o destas vari?veis como novo par?metro tecnol?gico diretamente relacionado ao conforto t?rmico.
Os dados de condutividade t?rmica foram obtidos a partir de um equipamento medidor de propriedades t?rmicas 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 ?rea com pelo menos 6cm de di?metro.
Quanto aos dados petrogr?ficos os resultados demonstraram haver boas correla??es com o quartzo e m?ficos. A correla??o linear entre a mineralogia e a condutividade t?rmica revelou uma rela??o positiva do aumento da condutividade t?rmica em fun??o do aumento da percentagem de quartzo e diminui??o com o aumento de minerais m?ficos. J? os feldspatos (K-feldspato e plagiocl?sio) mostram dispers?o. A rela??o do quartzo fica mais evidente quando s?o 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, j? o conjunto com menos de 20% (sienitos, monzonitos, gabros, dioritos, etc.) tem condutividade t?rmica m?dia abaixo de 2,5 W/mK.
Quanto as texturas verificou-se que os litotipos considerados grossos/porfir?ticos demonstraram no conjunto geral melhores correla??es quando comparados com os litotipos considerados finos/m?dios. No caso do quartzo os litotipos grossos/porfir?ticos mostraram maior fator de correla??o, quando comparados com os finos/m?dios. Quanto
aos feldspatos (K-feldspato e plagiocl?sio) houve novamente dispers?o. Para os m?ficos, tanto os tipos grossos/porfir?ticos quanto os finos/m?dios, mostraram correla??es negativas com fator de correla??o menor do que os obtidos em rela??o ao quartzo. Quanto aos litotipos, relacionados ao diagrama QAP de Streckeisen (1976), h? uma tend?ncia de queda no sentido dos alcali-feldspatos granitos para os tonalitos, e dos sienit?ides para os gabros, dioritos, etc.
A correla??o dos dados de condutividade t?rmica com os de geoqu?mica confirmou em grande parte, os resultados de mineralogia. Observou-se que a correla??o, quando existe, ? linear. Este comportamento foi verificado principalmente com o SiO2. Neste caso nota-se uma correla??o similar a observada com o quartzo, ou seja, aumento da condutividade t?rmica com o incremento de SiO2.
Um outro aspecto observado ? que rochas b?sicas a intermedi?rias apresentaram valores sempre inferiores a 2,5 W/mK, comportamento similar ao observado em rochas com quartzo <20%. J? as rochas ?cidas apresentaram valores acima de 2,5 W/mK, comportamento similar ao observado em rochas com quartzo >20% (gran?ticas). Nos demais casos os fatores de correla??o s?o sempre baixos apresentando comportamento inverso, sendo observado para Fe2O3, CaO, MgO, e TiO2. Quanto ao Al2O3, K2O e Na2O os resultados n?o s?o conclusivos havendo estatisticamente dispers?o.
O conhecimento das propriedades t?rmicas em especial a condutividade t?rmica e sua aplica??o na constru??o civil mostrou-se bastante satisfat?ria, pois, envolve tanto aspectos tecnol?gicos quanto aspectos do conforto t?rmico favorecendo em todos os casos resultados r?pidos, baratos e precisos. A rela??o da condutividade t?rmica, com a dilata??o t?rmica linear tamb?m mostrou resultados satisfat?rios em especial quando fica demonstrado o papel do quartzo como fase comum e determinante entre as duas vari?veis. O estudo da condutividade t?rmica aliada a densidade dos materiais rochosos poder? servir como ferramenta adicional na escolha de materiais quando se levar em considera??o aspectos do c?lculo estrutural e do conforto t?rmico, pois no caso das rochas ornamentais h? uma pequena varia??o da densidade em detrimento da varia??o consider?vel da condutividade t?rmica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/18737 |
| Date | 24 August 2006 |
| Creators | Figueiredo, Edgar Romeo Herrera de |
| Contributors | CPF:08036845415, http://lattes.cnpq.br/9747727150782125, Lins, Fernando Ant?nio Pessoa Lira, CPF:06898068334, http://lattes.cnpq.br/9090815121890821, Silva Filho, Adejardo Francisco da, CPF:10593190430, http://lattes.cnpq.br/7905602445378406, Galindo, Antonio Carlos |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Geodin?mica e Geof?sica, UFRN, BR, Geodin?mica; Geof?sica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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