Eng Rod 05 Ligantes

7/26/2019 Eng Rod 05 Ligantes

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Prof. MProf. Mrcio Muniz de Farias, PhDrcio Muniz de Farias, PhD

Engenharia RodoviEngenharia Rodoviriaria

TEMA: Ligantes AsfTEMA: Ligantes Asflticoslticos


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HISTHISTRICO DO ASFALTORICO DO ASFALTOCIVILIZACIVILIZAES ANTIGAS:ES ANTIGAS:

MESOPOTMIA (3800 a.C); EGITO EMBALSAMENTOS;

PAVIMENTAPAVIMENTAES ASFES ASFLTICAS:LTICAS: FRANA (1802);

ESTADOS UNIDOS (1838);

INGLATERRA (1869);

JAZIDAS NATURAIS

OBTENO ATRAVS DO PETRLEO (1909);


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BETUMEBETUMEDEFINIO: Betume uma mistura de hidrocarbonetos solveis nobissulfeto de sdio. So sistemas constitudos de partculas coloidais

denominadas asfaltenos (solutos menores que 100 nm) protegidaspor resinas peptizantes (que impedem floculao), dispersos noschamados leos maltenos (hidrocarbonetos aromticos e parafinassaturadas).


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TIPOS DE MOLTIPOS DE MOLCULAS DE ASFALTOCULAS DE ASFALTO

AnAnlise de elementos qulise de elementos qumicos: C (85micos: C (85--95%), H (


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TIPOS DE MATERIAIS ASFTIPOS DE MATERIAIS ASFLTICOSLTICOS

CIMENTOS ASFCIMENTOS ASFLTICOS DE PETRLTICOS DE PETRLEO (CAP);LEO (CAP);

ASFALTOS MODIFICADOS;ASFALTOS MODIFICADOS;

EMULSES ASFEMULSES ASFLTICAS (EA);LTICAS (EA);

ASFALTOS DILUASFALTOS DILUDOS DE PETRDOS DE PETRLEO (ADP).LEO (ADP).


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PROCESSO DE OBTENPROCESSO DE OBTENOOCIMENTOS ASFCIMENTOS ASFLTICOS DE PETRLTICOS DE PETRLEO (CAP):LEO (CAP):

JAZIDAS NATURAIS (CAN);

DESTILAO DO

PETRLEO;

OBS: ALCATRO OBTIDO DADESTILAO DA HULHA

(CARVO VEGETAL)


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ASFALTOS MODIFICADOSASFALTOS MODIFICADOS ASFALTOS MODIFICADOS POR POLASFALTOS MODIFICADOS POR POLMEROSMEROS

ASFALTOS MODIFICADOS POR BORRACHA DE PNEUSASFALTOS MODIFICADOS POR BORRACHA DE PNEUS MONMERO uma substncia formada por molcula simples, p.ex., CH4(metano), C2H6 (etano), CH2:CH2 (etileno) POLMERO uma substncia formada a partir de estruturas menores(monmeros), formando grandes cadeias de alto peso molecular. Porexemplo, polieti leno = cadeia de CH2 ligados por tomos de carbono.

POL

MEROS Termo-plsticos (ex. poliestireno)

Termo-fixos (ex. plsticos)

Elastmeros (ex. borracha)

SBS (estireno-butadino-estireno)

EVA (eti leno-acetato de vinila)

SBR (estirene-butadine rubber)


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ASFALTOS MODIFICADOSASFALTOS MODIFICADOS

Principais modificadores utilizados em ligantes asflticos e os defeitos que eles

procuram evitar (Fonte: BAHIA et al., 1998).

XXXMineral

XXPolister

XXXPolipropileno

XXCelulose

Fibra

XXXAsfalto NaturalHidrocarboneto

XXCopolmero Etileno-Acetato de Vinila (EVA)Polmero-

Plastmero

XXXBorracha de Pneus

XXXBorracha Estireno-Butadieno (SBR)

XXXCopolmero Estireno-Butadieno-Estireno(SBS)

XXXCopolmero Estireno-Butadieno (SB)

Polmero-Elastmero

TT

TF

DP

Defeitos

ClasseTipo de

Modificador

DP= Deformao Permante; TF= Trincas por Fadiga; TT= Trincas Trmicas


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AGITAO BRUSCA;

AGENTE QUMICO

EMULSIFICANTE.

EMULSES ASFEMULSES ASFLTICAS (EA):LTICAS (EA):PROCESSO DE OBTENPROCESSO DE OBTENOO

Composio: 60% de material betuminoso, 1,5% de emulsificante e gua.


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MOINHO COLOIDAL

ASFALTO EMULSIFICANTE

CIDO

ESTABILIZADOR

GUA

EMULSO

EMULSES ASFEMULSES ASF

LTICAS (EA):LTICAS (EA):

PROCESSO DE OBTENPROCESSO DE OBTENOO


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Rotor / S ta to r Gap

Rotor

Sta tor

ASFALTO

EMULSIFICANTE

EMULSOMoinho ColoidalMoinho Coloidal

EMULSES ASFEMULSES ASFLTICAS (EA):LTICAS (EA):PROCESSO DE OBTENPROCESSO DE OBTENOO


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EMULSES ASFEMULSES ASF

LTICAS (EA):LTICAS (EA):

TIPOS DE EMULSOTIPOS DE EMULSO

1.Emulses1.Emulses CatinicasCatinicas

2.Emulses2.EmulsesAninicasAninicas

3.Emulses3.Emulses NoNo InicasInicas

- As emulses se classificam quanto velocidade de rupturaem trs tipos:

- Ruptura Rpida RR

- Ruptura Mdia RM- Ruptura Lenta RL

Ruptura Mudana de colorao


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EMULSES ASFEMULSES ASFLTICAS (EA):LTICAS (EA):TIPOS DE EMULSOTIPOS DE EMULSO

+ on

+ on

PartculaAsflticaGrupo Hidrofbico

+on

Grupo Lipoflico

EmulsoEmulso dodo ttpopo CatinicaCatinica


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EMULSES ASFEMULSES ASFLTICAS (EA):LTICAS (EA):ADESO AGREGADO / EMULSO CATINICAADESO AGREGADO / EMULSO CATINICA

Agregado Eletro NegativoEmulso Asfaltica Catinica


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ASFALTOS DILUASFALTOS DILUDOS ou CUT BACKS:DOS ou CUT BACKS:CIMENTO ASFLTICO DE PETRLEO

DIESEL QUEROSENE GASOLINA

ASFALTO DILUDO

Evaporao do SolventeTEMPO DE CURA


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ENSAIOS LABORATORIAISENSAIOS LABORATORIAIS

OBJETIVOS:

DETERMINAO DAS PRINCIPAISPROPRIEDADES DOS MATERIAIS

ASFLTICOS;

CONTROLE DE QUALIDADE DOSSERVIOS EXECUTADOS COM

MATERIAIS ASFLTICOS.


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VISCOSIDADEVISCOSIDADE DEFINIO

FATOR CONDICIONANTE:

VISCOSMETROS MAIS EMPREGADOS: VISCOSMETRO SAYBOLT-FUROL;

VISCOSMETRO CANNON-MANNING; VISCOSMETRO BROOKFIELD;

REMETROS DSR (Superpave).

TEMPERATURA.

ABSOLUTA (ou Dinmica);

CINEMTICA; TCNICA.


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VISCOSIDADE ABSOLUTAVISCOSIDADE ABSOLUTA

F

A

F

Du1

Dy

Dt1FLUIDO VISCOSO (Newtoniano)FLUIDO VISCOSO (Newtoniano)

t

=

F

Du2

Dy

Dt1

Lei de NewtonLei de Newton

h a constante de viscosidade absoluta [F][L] -2[T]

p.ex, kN.s/m2 ou kPa.s (=1000 cP)


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VISCOSIDADE CINEM

ISCOSIDADE CINEM

TICA

ICA

A

F

Du

Dy

Dt

v= Du/Dt

=

Para h=1 P (Poise ) e r=1 g/cm3

tem-se m=1 St (Stoke)1 cSt (centi-Stoke)=0,01 St

r a densidade do fluido

VISCOSIDADE TVISCOSIDADE TCNICA:CNICA:

Tempo (em segundos) que o fluido leva para preencher um frasco dTempo (em segundos) que o fluido leva para preencher um frasco d e 60 cme 60 cm33 dedevolume, passando por um ori fvolume, passando por um orifcio padro (Viscoscio padro (Viscosmetrometro SayboltSaybolt --FurolFurol) a uma) a umadada temperatura (p.ex. 60dada temperatura (p.ex. 60 ooCC). A unidade chama). A unidade chama--sese sSFsSF (segundos(segundos SayboltSaybolt --FurolFurol).).

11 sSFsSF

22 cStcSt

CAP 20 a 135CAP 20 a 135 ooCC deve ter viscosidade mdeve ter viscosidade mnima de 120nima de 120 sSFsSF..

Obs. Para outras unidades e cor relaes consulte www.kimble-kontes.com/html/viscosity-254.html


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VISCOSMETRO SAYBOLT FUROL

ABNT/MB-517 (ASFALTOS), MB-581(EMULSES)

VISCOSIDADEVISCOSIDADEEQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOS

So uti lizadas temperaturas no intervalo de 250C a 1700C.


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Viscosidade Saybol-Furol

0

100

200

300

400

500

120 140 160 180

Temperatura(.C)

s

-Saybol-Furol

CAP 20

VISCOSIDADEVISCOSIDADE


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EQUIPAMENTO:

ENSAIO DE PENETRAENSAIO DE PENETRAOOABNT/MBABNT/MB--107107(ASFALTOS), NBR(ASFALTOS), NBR--6576 (EMULSES)6576 (EMULSES)

CONDIES DO ENSAIO:

CARGA: 100 g; TEMPO: 5 s; TEMPERATURA: 25 C


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DUCTILIDADEDUCTILIDADEABNT/MBABNT/MB--167167 DEFINIO

IMPORTNCIA: MEDE A CAPACIDADE DE DEFORMAO DE UM ASFALTO

Resistncia vs. Ductilidade vs.Rigidez vs. Elasticidade

s Ruptura

dctilfrgilsrup

srup

Mdulo de

rigidez

e

p


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PONTO DE AMOLECIMENTOONTO DE AMOLECIMENTO ABNT/MBBNT/MB 16464

DEFINIO

IMPORTNCIA:

RESISTNCIA S DEFORMAES PERMANENTES;

AFUNDAMENTO DE TRILHAS DE RODA.


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REPRESENTAO ESQUEMTICA DO ENSAIO:PONTO DE AMOLECIMENTOONTO DE AMOLECIMENTO ABNT/MBBNT/MB 16464

Equipamento utilizado na determinao do ponto de amolecimento de ligantesasflticos Mtodo Anel e Bola (Fonte . Oda, 2000)


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CLASSIFICACLASSIFICAO DOS MATERIAIS ASFO DOS MATERIAIS ASFLTICOSLTICOS

PENETRAO: O CAP CLASSIFICADO SEGUNDO UM INTERVALO DEVALORES PARA A PENETRAO EM 0,1 mm;

Tipos de classificaes de Cimentos Asflticos de Petrleo (Petrobrs, 1996)

CAP 85/100

CAP 7

CAP50/70

CAP 40

CLASSIFICAO POR VISCOSIDADE CLASSIFICAO POR PENETRAO

CAP 30/45CAP 20

CAP 150/200

VISCOSIDADE: O CAP CLASSIFICADO SEGUNDO O VALOR DOMNIMO DA FAIXA PARA A QUAL SE ENQUADRA SUA VISCOSIDADEABSOLUTA (h) MEDIDA A 60 C EM cP; CAP-7 (h=700 a 1500 P); CAP-20(h=2000 a 3500 P); CAP-40 (h=4000 a 8000 P).

X


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CARACTER STICAS UNID.

VALORES M TODOS

CAP30 45

CAP 50 -70

CAP 85 -100

CAP 150 -200

ABNT ASTM

Penetrao (100 g, 5s, 25C) dmm 30 45 50 - 70 85 -100 150 - 200 NBR 6576 D 5Ponto de amolecimento C 52 mn 46 mn 43 mn 37 mn NBR 6560 D 36

s

192 mn

90 mn40 150

141 mn

50 mn30 - 150

110 mn

43 mn15 - 60

80 mn

36 mn15 60

NBR 5847 E102Viscosidade Saybolt-Furol- a 135C

- a 150C- a 177 COUViscosidade Brookfield- a 135C- a 150C- a 177 C

CP374 mn203 mn76 a 285

274 mn112 mn57 a 285

214 mn97 mn

28 a 114

155 mn81 mn

28 a 114

D 4402

Indice de suscetibilidadetrmica

(-1,5) a (+0,7) (-1,5) a(+0,7)

(-1,5) a(+0,7)

(-1,5) a(+0,7)

(1)

Ponto de fulgor C 235 mn. 235 mn. 235 mn. 235 mn. NBR 11341 D 92Solubilidade emtricloroetileno

%massa

99,5 mn. 99,5 mn. 99,5 mn. 99,5 mn. NBR 14855 D 2042

Ductilidade a 25 C 60 min 60 min 100 min 100 mnEfeito do calor e do ar (RTFOT) a 163 C, 85 min

Variao em massa* % 0,5 mx. 0,5 mx. 0,5 mx. 0,5 mx. D 2872

Ductilidade a 25 C cm 10 mn. 20 mn. 50 mn. 50 mn NBR 9263 D 113

Aumento Pto Amolecimento C 8 mx 8 mx 8 mx 8 mx NBR 6560 D 36Penetrao retida % 60 mn 55 mn 55 mn 50 mn NBR 6576 D 5O produto no deve produzir espuma quando aquecido at 175 C.

(1) ndice de suscetibilidade pode ser calculado pela equao abaixo ou pela tabela 2

IST= (500) (LOG PE N) + (20) (tC) - 1951120 - (50) (LOG PEN) + (tC)

onde (tC) = Ponto de am olecimentoPEN = penetrao a 25C (dmm)

Novas especificaes ANP Resoluo ANP 19 de 11/07/05


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EMULSES ASFEMULSES ASFLTICAS (EA):LTICAS (EA):TIPOS DE EMULSOTIPOS DE EMULSO CLASSIFICACLASSIFICAO COMERCIALO COMERCIAL- As emulses so classificadas pela ruptura, viscosidade, teor de solvente e resduo

asflticos nos seguintes tipos:Catinicas (C; (1 e 2 indicam viscosidades crescentes)RR-1C, RR-2CRM-1C, RM-2C

RL-1C

AninicasRR-1, RR-2RM-1, RM-2

RL-1

Especiais para Lama AsflticaLA-1, LA-2LA-1C, LA-2C

LA-E


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ASFALTOS DILUASFALTOS DILU

DOS ou CUT BACKS:DOS ou CUT BACKS:

ASFALTO DILU DO COMPOSIOCura Rpida - CR CAP + frao leve, gasolinaCura Mdia - CM CAP + frao mdia, querosene

Cura Lenta - CL CAP + frao pesada, leo diesel

- As especificaes brasileiras contemplam os asfaltos diludos de cura rpida(CR) e de cura mdia (CM) a parti r de suas viscosidades:

Cura Rpida: CR-70, CR-250, CR-800 e CR-3000Cura Mdia : CM-30, CM-70, CM-250, CM-800 e CM-3000

TIPO CAP DILUENTE30 52% 48%70 63% 37%

250 70% 30%800 82% 18%

3000 86% 14%

Quantidades de asfalto e solvente utilizadas

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