MATERIAIS BETUMINOSOS
MCC1001 – AULA 13
Disciplina: Materiais de Construção I
Professora: Dr.a Carmeane Effting
1o semestre
2014
Centro de Ciências Tecnológicas
♦
Departamento de Engenharia Civil
MATERIAIS BETUMINOSOS
• ORIGEM
– Primeira utilização  Sumérios 3000 a.C.
Esses materiais foram usados como ligantes para colar conchas, pedras
preciosas e pérolas em estátuas.
– Outros usos  preservação de múmias, impermeabilização (aberturas em
cascos de navios) e cimentação (para manter unidos tijolos na Babilônia).
– Primeira utilização Materiais Betuminosos em construção rodoviária
 Babilônia – em torno do ano 625 a.C.
Os Incas do Peru, sec. XVI, usavam uma composição similar ao que se conhece
hoje por macadame, para pavimentar parte de seu sistema viário.
– Nos tempos modernos  A utilização de Materiais Betuminosos para
pavimentação iniciou com a aplicação em caminhos para pedestres em 1830 e
progrediu para a utilização atual em pavimentos rodoviários a partir de 1850.
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MATERIAIS BETUMINOSOS
• ORIGEM
– No Manual de Asfalto
(Asphalt Institute, 1989) são listados
mais de cem aplicações desse material, desde a agricultura até a
indústria. É um dos mais antigos e versáteis materiais de construção
utilizados pelo homem.
– Atualmente
a principal fonte de materiais betuminosos é o
refino de petróleos, mas foram utilizados numa forma natural desde a
antiguidade, a partir de depósitos superficiais, originados pela ascensão
de petróleo à superfície pela ação de forças geológicas, formando
lagos onde o material endureceu pela exposição ao meio ambiente.
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MATERIAIS BETUMINOSOS
• ORIGEM
– Exemplo atual de depósitos lagunares são:
– Lagos de asfalto Trinidad, na ilha de
Trinidad, perto da Costa da Venezuela.
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MATERIAIS BETUMINOSOS
• ORIGEM
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MATERIAIS BETUMINOSOS

CARACTERÍSTICAS

Substância inflamável (propaga o fogo com facilidade)

Material Termoplástico (Grande sensibilidade a temperatura
– funde facilmente e também facilmente se solidifica)

Aglomerante assim como a cal e o cimento (porém não
necessita de água para fazer pega)

Hidrófugo (repele a água) - possui estado físico oleoso e com
densidade menor do que a água.
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MATERIAIS BETUMINOSOS
• BETUME
É a denominação genérica para materiais cimentícios
naturais ou manufaturados de cor preta ou escura.
É a mistura sólida, semi-sólida, formada por compostos
químicos (hidrocarbonetos), e que pode tanto ocorrer na
natureza como ser obtido artificialmente, em processo de
destilação do petróleo.
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MATERIAIS BETUMINOSOS
• BETUME
São subdivididos em duas categorias:
- Asfaltos
- Natural
- Petróleo
- Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
- Asfaltos Dilúidos (ADP)
- Emulsões Asfálticas (EAP)
- Asfaltos Modificados por Polímeros (AMP)
ou Asfaltos Modificados por Borrachas(AMB)
- Alcatrões
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MATERIAIS BETUMINOSOS
• BETUME
– Asfaltos: são obtidos através de destilação do
petróleo. Podem ser naturais ou provenientes da
refinação do petróleo.
– Alcatrões: são obtidos através da destilação de
certas matérias orgânicas, principalmente de carvão,
ossos e de algumas madeiras resinosas.
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ASFALTO
• Acredita-se que a palavra “asfalto” provenha do antigo
Acádico “Asphaltic” e foi adotada pelos gregos da
época de Homero com o significado de “tornar firme
ou estável”.
• Desde o passado até o presente, o asfalto tem sido
usado como um cimento para aglutinar, revestir e
impermeabilizar objetos. Estes objetos eram:
reservatórios de água, banheiro, trabalhos em alvenaria,
na indústria naval para calafetagem de navios. É na
verdade, um dos mais versáteis produtos da
natureza.
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ASFALTO
• É um material cimentício de cor marrom escuro a preto
• Termoviscoplástico (Flexível)
• Impermeável à água
(garantir ao pavimento vedação eficaz contra
penetração da água superficial)
• Pouco reativo
• Aglutinador
(Consiste em proporcionar uma íntima ligação entre agregados,
capaz de resistir às forças mecânicas de desagregação produzidas pelo tráfego)
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ASFALTO
O asfalto moderno é um constituinte natural do petróleo,
sendo obtido submetendo-se o petróleo a um processo de
destilação no qual as frações leves (gasolina, querosene e
diesel), são separadas do asfalto por vaporização, fracionamento e condensação em torres de fracionamento com
arraste de vapor, sendo que o estágio final é a destilação a
vácuo.
O resíduo obtido, após a remoção dos demais destilados de
petróleo é o cimento asfáltico de petróleo (CAP).
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Cimentos
Asfálticos de
Petróleo (CAP)
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Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
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Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
• Os cimentos asfálticos são classificados de acordo
com os resultados dos ensaios de penetração.
• Estes constituem uma medida da consistência ou
dureza.
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Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
• Ensaio de Penetração: uma agulha padronizada de
peso total de 100g é aplicada durante 5 segundos,
medindo-se a sua penetração em décimos de milímetro.
Classe
CAP 30/45
CAP 50/70
CAP 85/100
CAP 150/200
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Penetração
(0,1mm)
30-45
50-70
85-100
150-200
Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
Ensaio de
Penetração
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Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
• 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.
• Representa a temperatura crítica acima da qual é
necessário tomar precauções especiais para afastar
o perigo de incêndio durante seu amolecimento e
manipulação.
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Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
• Ponto de
Fulgor: os
valores de
fulgor para os
CAPs são
normalmente
maiores que
230ºC.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
• Resultam da diluição do cimento por destilados
leves de petróleo, estes diluentes proporcionam
produtos menos viscosos que podem ser
aplicados a temperaturas mais baixas, sendo que
estes evaporam-se após a aplicação.
• O fenômeno de
denomina-se cura.
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evaporação
do
diluente
Asfálticos Diluídos (ADP)
• São classificados de acordo com a velocidade de
cura em três categorias:
• CL – AD de cura lenta
• CR – AD de cura rápida
• CM – AD de cura média
• Os asfaltos diluídos de cura lenta não são
produzidos no Brasil.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
ASFALTOS LÍQUIDOS DE CURA
LENTA (SC)
• Os asfaltos líquidos de cura lenta são misturas de
cimento asfáltico e óleos. O endurecimento
deste material se opera lentamente por
evaporação dos óleos presentes.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
ASFALTOS LÍQUIDOS DE CURA
MÉDIA (CM)
• O asfalto líquido de cura média é uma mistura
de cimento asfáltico de penetração de 120 a 300
com um solvente hidrocarbonato de ponto de
evaporação próximo ao do querosene. Este
asfalto endurece mais rápido que o de cura
lenta.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
ASFALTOS LÍQUIDOS DE CURA
RÁPIDA (CR)
• É uma mistura de cimento asfáltico, de 80 a 120
de penetração, e de um solvente altamente volátil,
em geral com ponto de evaporação próximo ao da
gasolina. Trata-se de um material que endurece
com mais rapidez que os outros tipos.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
ASFALTOS LÍQUIDOS
• Os prefixos CR, CM e CS identificam o tipo de
asfalto líquido e os sufixos de 0 a 5 a sua
consistência relativa.
• Os tipos CR-0, CM-0 e CS-0 tem consistência
de um creme caseiro. Os tipos CR-5, CM-5 e
CS-5 tem consistência de uma geléia firme.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
Ensaio de Viscosidade: Mede a consistência
do material.
• É realizado em determinada T e leva em conta o tempo
necessário para que 60 centímetros cúbicos do material
escoem através de orifício-padrão, para um frasco
graduado.
• Quanto mais longo for o tempo necessário para
escoamento, maior será a viscosidade do produto asfáltico,
e mais próximo estará da consistência semi-sólida.
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Asfálticos Diluídos (ADP)
Ensaio de Viscosidade
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Asfálticos Diluídos (ADP)
Ensaio de Viscosidade
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Asfálticos Diluídos (ADP)
Ensaio de Viscosidade: viscosidade dividida de
acordo com a tabela:
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Emulsões Asfálticas (EDP)
• São misturas homogêneas de cimentos asfálticos
e água com uma pequena quantidade de agente
emulsificador normalmente usado no processo
de fabricação. Contém de 30 a 45% de água.
• Produto estável empregado em serviços de
pavimentação à temperatura ambiente.
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Emulsões Asfálticas (EDP)
• Classificação das Emulsões Asfálticas: de acordo com a
estabilidade, ou tempo de ruptura, podemos ter:
• Ruptura rápida (RR): pintura de ligação, imprimação,
tratamentos superficiais, macadame betuminoso
• Ruptura média (RM): pré-misturados a frio
• Ruptura lenta (RL): estabilização de solos e preparo de
lama asfáltica
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Asfaltos Modificados por
Polímeros (AMP)
• O objetivo é a melhoria das propriedades dos ligantes, a
fim de que apresentem maior adesão aos agregados,
menos suscetibilidade térmica em faixas de temperatura de
serviço dos pavimentos e obter ainda recuperação elástica,
possibilitando ao pavimento estender sua vida útil.
• Como resultado busca-se pavimentos mais resistentes à
fadiga e à deformação permanente, comprovando a
importância da utilização do asfalto modificado por
polímero.
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Asfaltos Modificados por
Borracha (AMB)
• Materiais asfálticos modificados pela adição de borracha
moída ou borracha de pneu moída, obtida de pneus de
automóvel e/ou caminhão reciclados.
• Melhora a consistência e propriedades do asfalto em
temperaturas elevada ou baixa. Em particular, exibem
comportamento elástico melhorado, resultando em
desempenho melhorado de estradas.
• A resistência da estrada a deformação permanente, fissura
por fadiga e fissura térmica é melhorada pelo uso do asfalto
modificado.
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Asfaltos Modificados
• Acentuar determinadas propriedades de um ou outro
material, como:
• RESISTÊNCIA
• PODER LIGANTE
• PLASTICIDADE, ENTRE OUTROS.
• Podem ainda ser adicionados a outros materiais de origem
fibrosa (AMIANTO, PAPELÃO, ALGODÃO, NYLON,
POLIESTER, CISAL, FIBRA DE VIDRO, ETC),
resultando em várias aplicações de larga utilização na
construção civil.
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ALCATRÕES
• É um líquido preto e viscoso que contém
hidrocarbonetos e é obtido a partir da destilação de
matéria orgânica.
• Materiais predominantemente constituídos por betume,
porém apresentam-se naturalmente na forma de líquidos
oleosos de grande viscosidade;
• Têm cheiro de creolina, mais penetrantes que o asfalto,
sendo originários da destilação da lenha, turfa, lignito,
graxas, etc;
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ALCATRÕES
• Processo de fabricação
• Neste processo, o carvão é enfornado e a matéria volátil
nele contido é separada durante o aquecimento da massa
de 850 a 1100ºC. O material separado, na forma de gases,
é resfriado e os seus condensáveis se transformam em
licor amoniacal e alcatrão. A partir deste momento, o
produto é purificado através de sucessivas decantações,
visando remover a água e os sólidos residuais. O alcatrão,
em geral, possui um teor até 5% em umidade e 1% em
sólidos suspensos.
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ALCATRÕES
• Usos
• Por se tratar de uma mistura complexa de
hidrocarbonetos, o alcatrão é separado em suas frações,
o que lhe permite fornecer matéria-prima para inúmeros
produtos
químicos
tais
como
desinfetantes,
impermeabilizantes, farmacêuticos, plásticos, entre
outros. O principal derivado do alcatrão e carro-chefe do
desenvolvimento da indústria carboquímica é o piche,
cuja principal aplicação é a fabricação de eletrodo para
alumínio.
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ALCATRÕES
• CLASSIFICADOS EM
ATÉ AP- 4;
4
TIPOS: AP-1
• SUAS PRINCIPAIS DIFERENÇAS EM
RELAÇÃO AOS ASFALTOS SÃO:
– Possuem maior sensibilidade a temperatura;
– Possuem menor resistência as intempéries;
– Possui maior poder aglomentante.
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ALCATRÕES
• O alcatrão praticamente não é mais utilizado em
pavimentação desde que se determinou o seu
poder cancerígeno.
• Além disso, apresenta pouca homogeneidade e
baixa qualidade para ser utilizado como ligante
em pavimentação.
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