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Materiais Betuminosos [PiC] 12/12/2011 1 orlo to view nut*ge Integrantes: hidrófugos; • São inócuos, isto é, não reagem quimicamente com cargas ou agregados minerais eventualmente adicionados para efeito de enchimento; • Por serem inócuos e termoplásticos podem ser reciclados, o que lhes proporciona um grande número de reutilizações; • Apresentam ductilidade muito influenciada pela exposição ao calor e luz solar. 0 predominantemente por betumes, e que se apresentam ? temperatura ordinária, no estado sólido ou quase sólido. Têm cor preta ou pardo-escuro, cheiro de óleo queimado e ensidade em torno de 1. A pa avra asfalto vem do grego que significa firme, estável. Sua primeira aplicação que foi muito generalizada, era de aglomerante nas alvenarias. Muito conhecido na antiguidade, até na preparação de misturas foi empregado. O asfalto, para ser aplicado, deve ser aquecido pois é um material termoplástico.

Não se dissolve naturalmente em água. pnncpais tipos ‘classificações: • O CAP – Cimento Asfáltico de Petróleo (Ex. CAP-20, CAP-70); • O ADP – Asfalto Diluído de petróleocx. CVI-30, CR-250); • A Emulsão Asfáltica (Ex. RR-2C, RM-I C); entre outros. Segundo CARLOS AUGUSTO COSTA (químico da BRASQUIMICA), atualmente (maio/2009), o preço de custo do CAP 50/70 (convencional) é de R$ 1300,00/tonelada e o do CAP modificado por polímero é de R$ 2200,00/tonelada.

O CAP modificado por polímero apresenta um acréscimo 59,1% do preço de custo em relação ao preço do convencional. Todavia, devido ao uso do CAP modificado por polímero trazer inúmeras vantagens inclusive até com prolongamento da vida útil do pavimento, fornece, portanto, solução eficaz em termos de custo beneficio. Vantagens maiores são obtidas, considerando-se a edução das manutenções dos veículos, atrasos aos usuários e dos níveis de acidentes rodoviários. ecessitando de aquecimento para adquirir consistência adequada para utilização Os CAPs são constituídos por 90 a 95% de hidrocarbonetos e por 5 a de heteroátomos (oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais — vanádio, níquel, ferro, magnésio e cálcio) unidos por ligações covalentes. Os cimentos asfálticos de petróleos brasileiros têm baixo teor de enxofre e de metais, e alto teor de nitrogênio, enquanto os procedentes de petróleos árabes e venezuelanos têm alto teor de enxofre (Leite, 1999).

A composição do CAP é bastante complexa, sendo que o número de átomos de carbono por molécula varia de 20 a 120. A composição varia com a fonte do petróleo, com as modificações induzidas nos processos de refino e durante o envelhecmento na usinagem e em serviço. Uma análise elementar pode apresentar as seguintes proporções de componentes: carbono de 82 a 88%; hidrogênio de 8a 11%; enxofre de 0 a 6%; oxigênio de 0a 1,5% e nitrogênio de 0a 1%.

A caracter[stica de termoviscoelasticidade desse material manifesta-se no comportamento mecânico, sendo suscetivel à velocidade, ao tempo e intensidade de carregamento, e ? emperatura de serviço. O comportamento termoviscoelástico é mais comumente assumido do que o termoviscoplástico, com suficiente aproximação do real comportamento do material. O CAP é um material quase totalmente solúvel em benzeno, tricloroetileno ou em bissulfeto de carbono, propriedade utilizada como um dos requisitos de especificações. ?? Classificação dos CAPS segundo sua Viscosidade Absoluta a 600C (em poises): CAP 7: 700a 1500 poises • CAP20: = 2000 a 3500 poises CAP40: = 4000 a 8000 poises • Classificação dos CAPs se undo ensaio de Penetração, realizado a 25nc (1002, 5s, egundo ensaio de Penetração, realizado a 250C (100g, 5s,250C): • CAP 30/45 CAP 50/70 • CAP 85/100 CAP 100/120 • CAP 150/200 ASFALTOS DILUIDOS DE PETROLEO (ADP) Os asfaltos dlluídos de petróleo (ADP) são produzldos a partir do CAP e diluentes adequados.

São utilizados em pavimentação por penetração e aplicados em temperaturas baixas que as usualmente empregas quando se usa CAP. Serviços típicos que utilizam ADP são macadames betuminosos, os tratamentos superficiais e alguns pré-misturados a frio, além da imprimação impermeabilizante. São classificados pelo Departamento Nacional de Combustível DNC) de acordo com a velocldade de cura em três categorias: cura rápida, cura média e cura lenta, sendo que os ADPs desta última categoria não são produzidos no Brasil.

Quanto á viscosidade, são subdivididos de acordo com as seguintes faixas: I Asfaltos diluídos de cura rápida Viscosidade Cinemática a 60DC,cSt Viscosidade do resíduo a 600C,P I CR-70 I ICR-250 70-140 1250-500 600 a 2400 Viscosidade Cinemática a 600C,cSt I CR-30 I ICR-70 | 30-50 170-140 1300 a 1200 1300a 1200 O uso dos asfaltos diluídos CM-30 e CM-70 é recomendado para serviços de imprimação, sendo o tipo CM-30 indicado para uperfícies com textura fechada e o tipo CM-70 para superfícies com textura aberta.

A taxa de aplicação varia de a 1,6 1/m2, devendo ser determinada experimentalmente mediante pela base em 24 horas. O tempo de cura geralmente é de 48 horas, dependendo das condições climáticas locais. O asfalto diluído CR-70 pode ser utilizado como pintura de ligação sobre superfície de bases não absorventes e não betuminosas (solo cimento e concreto de cimento, por exemplo), pois não há necessidade de penetração do material asfáltico aplicado, mas, sim, de cura mais rápida; A taxa de aplicação é em orno de 0,51 /m2.

Os asfaltos diluídos CR-250 podem ser utilizados em tratamentos superficiais pelo método de penetração invertida, com taxa de aplicação conforme o número de camadas, quantidade e natureza do agregado, seguindo as Indicações do projeto. Outra aplicação para os asfaltos diluídos CR 250N é na preparação de pré-misturados a fr10. As taxas de aplicação variam de acordo com o projeto. PAGF 10 dissolvem um no outro, mas, quando são mantidos em suspensão por agitação ou, mais frequentemente, por pequenas quantidades de substâncias conhecidas como emulsificantes, ormam uma mistura estável (dispersão coloidal).

Emulsões asfálticas são dispersões de cimento asfáltico (CAP) em fase aquosa estabilizada com tensoativos. O tempo de ruptura depende, dentre outros fatores, da quantidade e do tipo do agente emulsificante e a viscosidade depende principalmente da qualidade do ligante residual. A quantidade de asfalto pode variar entre 60 a 70%. A cor destas emulsões normalmente é marrom. Esta característica se transforma em elemento auxiliar para inspeção visual e constatação rápida das boas condições do produto. Após a ruptura prevalece a cor preta do CAP.

As emulsões asfálticas são utilizadas a frio, proporcionando ganhos de logística e redução de custos de estocagem, aplicação e transporte. Sua utilização é compatível com praticamente todos os tipos de agregados, obtendo ótimos resultados. Podem também ser aplicadas com agregados umidos, sem necessidades de aditivos melhoradores de adesividade. As emulsões podem ser classificadas de acordo com o tipo de carga da partícula ou quanto ao tempo de ruptura. • Quanto à carga da partícula classificam-se em catiônicas e aniomcas. ?? Quanto ao tempo de ruptura classificam-se em: rápida, édia, lenta e controlada ou instantânea. I Emulsões Asfálticas Catiônicas Características IRR-IC RR-2C IRM-IC IRM-2C RL-IC Viscosidade ssf a SOOC 120 a 90 1100 a 400 120 a 200 1100 a 400 | Máx. 70 I Resíduo Mínimo % eso 162 167 62 165 160 As emulsões asfálticas p adas em todo o Resíduo Mínimo, % peso 162 167 62 165 160 As emulsões asfálticas podem ser aplicadas em todo o tipo de pintura de ligação, em tratamentos superficiais simples, duplos ou triplos (Ruptura Rápida), pré-misturados a frio abertos e semidensos (Ruptura Média) ou densos (Ruptura Lenta).

ASFALTO MODIFICADO POR POLÍMERO (SBS) Os asfaltos modificados por polímeros são obtidos a partir da incorporação do polímero ao CAP, em unidade apropriada, podendo ou não envolver reações químicas. Os cimentos asfálticos que se prestam à modificação são aqueles que apresentam compatibilidade com o polímero a ser empregado. Os polímeros mais amplamente utilizados na modificação de asfaltos, para fins rodoviários são: SBS (estireno- butadieno-estireno), SBR (borracha de butadieno estireno) e EVA (copolímero de estileno acetato de vinila) IBP, (1999).

Segundo IBP 1 999), os polímeros (SBS) quando adicionados ao asfalto podem alterar profundamente o comportamento reológico do asfalto, melhorar as propriedades mecânicas, numa grande faixa de temperatura. E complementa ainda que suas principais vantagens são: – diminuição da suscetibilidade térmica; – melhoria das características adesivas e coesivas; – aumento da resistência ao envelhecimento; – elevação do ponto de amolecimento; – diminuição do ponto de ruptura Fraass; – maior resistência à deforma ão ermanente. inerais, ligando-os flexivelmente. Sob a ação das cargas do ráfego, o pavimento flexível sofre deflexões; em cada ponto de aplicação da carga aparece uma bacia de deformação, que se compõe de regiões comprimidas e tracionadas. Nas regiões comprimidas, os agregados se aproximam mais, ocasionando um atrito com o ligante, no retorno à posição original, os agregados se separam de novo, havendo novamente um atrito entre o ligante em sentido contrário.

Similarmente, nas regiões tracionadas os agregados se afastam, causando um alongamento do ligante; no retorno à posição original os agregados se aproximam de novo, havendo um atrito do ligante em sentido contrario. Assim em cada movimento de “vai-e-vem” do pavimento pela aplicação do tráfego, há um atrito duplo do ligante que une os agregados, e em sentidos opostos. Como o asfalto é um sistema coloidal constituído por micelas dispersas num meio oleoso, fica fácil perceber que nesse atrito que a película do ligante sofre, vai haver um deslocamento das 6 micelas nas duas direções.

Entretanto, no retorno, nem sempre as micelas voltam ao ponto original, ocasionando um deslocamento micelar residual. O sucessivo acúmulo desse deslocamento micelar residual, leva à diminuição da capacidade de ir e vir das micelas, por strangulamento das seções transversais da película do ligante, o que diminui muito a aleatoriedade da reorganização, responsável pela capacidade de fluxo plástico do ligante ao longo do tempo.

Depois de um determinado número de aplicações de carga, e consequentemente de deslocamento micelar residual, acaba a probabilidade de aleatoriedade de reorganização no retorno das micelas, o que gera a ruptura da seção transversal do ligante naquele ponto, ocasionando o aparecimento de fissuras, que anunciam o final da v transversal do ligante naquele ponto, ocasionando o parecimento de fissuras, que anunciam o final da vida útil do pavimento.

A filosofia básica da modificação do ligante com polímero (SBS) é exatamente o aumento da probabilidade de retorno dessas micelas à sua posição original, nesse alongamento e atrito a que são submetidas ao longo da vida útil do pavimento, pela ação das cargas do tráfego. O aumento dessa probabilidade de retorno das micelas ? posição original eleva o número de aplicações de carga necessária à ruptura do ligante, o que equivale a ampliar a sua vida útil.

Isto só se torna possível se o asfalto for modificado por um sistema ue, distribuído em todo volume do ligante, possa provê-lo de um sistema de amortecimento entrelaçado, cujo interior fique o CAP. Nessas condições , quando o ligante modificado trabalha no pavimento, o CAP se comporta exatamente da mesma maneira como se estivesse puro.

Entretanto, como ele está envolvido por uma rede de amortecedores, estes ao se esticarem oferecem maior resistência à deformação, e cessada a ação da carga, o retorno das micelas á posição original é amplamente favorecido pelo re-encvelamento do “amortecedor” criado com a adição de polímero ao CAP (120 encontro de asfalto, IPB, 1999).