UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Escola de Minas - DECIV
Engenharia Civil
Materiais de Construção II
MATERIAIS BETUMINOSOS:
• SUBSTÂNCIAS QUE CONTÊM BETUME OU É DERIVADO DO
BETUME.
• BETUME (ABNT (NBR 7208)):
– PRODUTO COMPLEXO DE NATUREZA ORGÂNICA,
• ASSOCIAÇÕES DE HIDROCARBONETOS (COM
CONSISTÊNCIA SÓLIDA, LÍQUIDA OU GASOSA),
– ORIGEM NATURAL OU PIROGÊNICA,
– COMPLETAMENTE SOLÚVEL EM DISSULFETO DE
CARBONO (CS2).
– TEM PROPRIEDADES DE ADERÊNCIA AOS
AGREGADOS PÉTREOS.
Cimentos Asfálticos:
• são materiais termoplásticos,
• a consistência varia de firme
duro, em temperaturas normais,
a
• devem ser aquecidos até a
condição de fluidos, conveniente ao
seu emprego.
Asfaltos Líquidos:
• a fase semi-sólida de materiais
se encontra dissolvida em óleos
de grau de volatilidade variada,
conforme sejam as variedades de
cura lenta, média ou rápida.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• são materiais aglomerantes (ou ligantes),
• Não necessitam adição de água para
darem início à pega,
• Aglutinam e fazem aderir agregados por
viscosidade e certa rigidez,
• Fazem o papel não só do aglomerante
como da água.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• São hidrófugos:
–Vantagem: emprego como material de
estanqueidade na impermeabilização.
–Desvantagem:
• exigem agregados
secos
para
garantirem a aderência,
• Exige o cuidado de evitar que a água
não desloque o aglomerante depois de
aderido.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Têm grande sensibilidade à temperatura:
– amolecem com o aumento,
– endurecem com a diminuição da mesma.
• Vantagem: trabalhabilidade, simples aquecimento.
• Desvantagem:
– escorrem e se deformam facilmente no verão
– tornam-se duros e quebradiços, podendo fendilhar,
no inverno.
• Diferente dos aglomerantes hidráulicos que são
insensíveis às variações higrométricas.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Quimicamente inertes.
–Tornam-se indicados para o emprego
sob a forma de revestimento e tintas
de proteção.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
–Na construção civil são empregados:
• para a proteção de metais (alumínio,
chumbo e zinco) da ação química da
cal das argamassas e da cal liberada
pelo cimento durante a pega.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Quando expostos às intempéries, sofrem uma
lenta alteração devido a uma soma de
fenômenos físicos e químicos, conhecidos
como
envelhecimento
dos
materiais
betuminosos.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Causa física: evaporação dos
constituintes que lhe conferem
plasticidade: óleos mais ou
menos voláteis;
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Causa (química) é a oxigenação de
seus constituintes principais, pela
ação do oxigênio do ar, com a
formação de CO2 e H2O, que se
desprendem.
• Formam-se também outros produtos
oxigenados, álcoois e acetonas, que
são dissolvidos pelas águas de
chuva.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
•O
processo
todo
conduz
à
polimerização
do
material
e
conseqüentemente
ao
endurecimento
das
camadas
superiores (protetoras).
• Podem, no entanto, fendilhar pela
diferença da dilatação.
ASFALTOS:
• constituídos
predominantemente
por
betumes,
• apresentam-se à temperatura ordinária com
consistência sólida ou semi-sólida.
• Têm
cor
preta
ou
pardo-escura,
característica e cheiro de óleo queimado.
• Têm densidade relativa em torno de 1.
• Fundem gradualmente pela ação do calor.
ASFALTOS:
• Podem ser obtidos de ocorrências
naturais:
–rochas asfálticas e asfaltos nativos,
–processos industriais de destilação
de petróleo de base asfáltica ou
semi-asfáltica.
ASFALTOS:
1- Rochas asfálticas: São ocorrências naturais de
com 10-30% de asfalto.
ASFALTOS:
2- Asfaltos de Petróleo:
– A maior fonte de produção de asfaltos são os
processos de destilação dos petróleos de base
asfáltica ou semi-asfáltica.
ASFALTOS:
• No Brasil, a classificação
dos cimentos asfálticos
é feita por:
– penetração, quando
empregados petróleos
mais pesados:
• CAP 30/45, CAP 50/60 e CAP
85/100.
– viscosidade, quando
processados petróleos
mais leves.
• CAP 7, CAP 20 e CAP 40.
MATERIAIS BETUMINOSOS
UTILIZADOS EM PAVIMENTAÇÃO
•
•
•
•
•
cimentos asfálticos de petróleo (CAP)
asfaltos diluídos (ADP)
emulsões asfálticas (EAP)
asfaltos modificados por polímero (AMP) e
asfaltos modificados por borracha (AMB).
Asfaltos Diluídos de
Petróleo (ADP)
• Resultam da mistura dos
cimentos asfálticos com
produtos mais leves como o
diesel, querosene ou com a parte
leve da gasolina (nafta leve).
• produtos menos viscosos, que
podem ser aplicados a
temperaturas mais baixas.
Asfaltos Diluídos de Petróleo
• Brasil classificam-se em duas
categorias:
–Asfalto diluído de cura rápida – CR
• CR-70, CR-250, CR-800 e CR-3000
–Asfalto diluído de cura média – CM
• CM-30, CM-70, CM-250, CM-800 e
CM-3000
Asfaltos Diluídos de Petróleo
2 - Emulsões Asfálticas:
• São produtos onde o cimento asfáltico de
destilação é emulsionado na água com
auxílio de uma substância emulsificante,
geralmente um sabão.
• O produto final tem cerca de 50 a 65% de
asfalto, 1% de emulsionante e o restante de
água.
Emulsões Asfálticas:
Emulsões Asfálticas:
Emulsões Asfálticas:
• Vantagens (qualquer tipo de emulsão):
• a) Equipamentos mais simples: dispensam
aquecimento e secador de agregados.
• b) Eliminam riscos de incêndios e acidentes
pelo superaquecimento do ligante.
• c) São fáceis de manipular e distribuir.
3 - Asfaltos Oxidados:
Asfaltos
4 - ALCATRÕES (AP)
• Obtidos pirogenicamente da hulha,
ou madeira, turfa, linhito, graxas, etc.
• São óleos de grande viscosidade,
podendo ser vertidos à temperatura
ordinária.
4 - ALCATRÕES (AP)
• Distinguem-se dos asfaltos diluídos (ADs):
– pelo cheiro de creosoto ou creolina característico,
enquanto os ADs tem cheiro de óleo queimado.
– Maior sensibilidade à temperatura (>facilidade,
porém faixa estreita de T)
– Menor resistência às intempéries (>
sensibilidade à temperatura e > teor em
constituintes voláteis).
– Melhor adesividade aos agregados e melhores
características aglomerantes.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Densidade:
– A densidade é definida como a relação entre
as massas de igual volume do material
betuminoso e de água (25° C).
– cimentos asfálticos: a determinação se faz
mediante pesagem em balança hidrostática.
• porção de material ao ar (Pa);
• Porção de material imerso em água (Pag).
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Dureza – Penetração:
– A característica dureza é determinada por meio
de um ensaio de penetração
– expressa pela profundidade (décimos de
milímetros), que uma agulha padrão penetra
na amostra de material betuminoso
– condições padronizadas de carga:
• temperatura e tempo.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Dureza – Penetração:
– 25°C, carga na ponta da agulha 100g, 5seg.
– 0°C, 200g e 60s.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Viscosidade:
– Define-se como a resistência à deformação aposta
por um fluido à ação de uma força.
– O ensaio de viscosidade determina a consistência
ou fluidez dos materiais betuminosos fluidos: os
diluídos ou emulsionados.
– A determinação é feita com um aparelho padrão,
conhecido como viscosímetro Saybolt-furol e seus
resultados se exprimem como viscosidade Sayboltfurol (método de ensaio da ABNT. MB-517).
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Viscosidade:
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de amolecimento (NBR6560):
–Esse ensaio visa medir a evolução
da
consistência
com
a
temperatura e indica a que níveis
de dureza os asfaltos têm uma certa
consistência.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Consiste introduzir um corpo de prova de
asfalto em um anel de latão;
• sobre a amostra betuminosa se apõe uma
esfera de aço de 3,5 g.
• Submete-se o conjunto a um banho-maria, em
que o líquido é aquecido a uma taxa de 5° C
por minuto, até que o asfalto flua sob o peso
da esfera e toque o fundo do recipiente.
• A temperatura em que isso ocorre é considerada
como a de ponto de amolecimento do material
asfáltico.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ductilidade (NBR6293):
– Capacidade dos materiais de sofrerem
alongamento sem se romperem.
– É necessário que o material tenha suficiente
ductilidade para dilatar-se sem fissurar ou gretar.
– Uma ductilidade excessiva é também
inconveniente, pois pode determinar, por
exemplo, ondulações nos pavimentos devidos
ao tráfego.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ductilidade (NBR6293):
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
–é a temperatura na qual,
durante o aquecimento, os
vapores desprendidos se
inflamam temporariamente,
quando postos em contato com
uma pequena chama.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
– Dois tipos de testes são comumente usados
para determinar o ponto de fulgor de produtos
asfálticos:
• Para asfaltos diluídos, que podem inflamar a
temperaturas relativamente baixas (inferiores a 80°C),
usa-se o vaso aberto Tag (NBR5765),
• Para produtos de ponto de fulgor mais elevado, o
vaso aberto Cleveland (NBR11341).
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
–representa a temperatura crítica acima
da qual devem ser tomadas
precauções
contra
perigo
de
inflamação durante o aquecimento ou
manipulação.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Perda por Aquecimento
– determina a volatilidade dos materiais asfálticos, sendo
também conhecido como ensaio de perda em estufa.
– Para cimentos asfálticos: a finalidade do ensaio é
determinar a perda de peso ocasionada pelo
aquecimento, e indicar o aumento da consistência por
causa dessa perda.
– Colocam-se na estufa 50 gramas de cimento asfáltico, à
temperatura de 163 º C, pelo período de 5 horas, e
procede-se a um movimento de rotação à velocidade
de 5 a 6 rpm.
– A perda de peso, em percentagem, é considerada a perda
por aquecimento.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Destilação: teor de água e cinzas (NBR6568)
– Determina a quantidade e os tipos de resíduos asfálticos
que contêm os asfaltos diluídos remanescentes da
volatilização dos componentes mais leves (MB-586).
Outra finalidade é determinar a
• rapidez relativa com que este resíduo é obtido.
• Depois de concluída a destilação, o resíduo é
submetido a um ensaio de consistência e a um
ensaio de solubilidade dissulfeto ou tetracloreto de
carbono.
ASFALTOS:
ASFALTOS:
Asfaltos Diluídos de Petróleo
Asfaltos Diluídos de Petróleo