UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Escola de Minas - DECIV Engenharia Civil Materiais de Construção II

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Escola de Minas - DECIV

Engenharia Civil

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MATERIAIS BETUMINOSOS:

• SUBSTÂNCIAS QUE CONTÊM BETUME OU É DERIVADO DO BETUME.

• BETUME (ABNT (NBR 7208)):

– PRODUTO COMPLEXO DE NATUREZA ORGÂNICA, – 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.

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Cimentos Asfálticos:

• _{são materiais termoplásticos,}

• _a _{consistência varia} _{de firme} _a

duro, em temperaturas normais, duro, em temperaturas normais,

• _devem _ser _aquecidos _até _a

condição de fluidos, conveniente ao seu emprego.

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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.

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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

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CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS DOS MATERIAIS BETUMINOSOS

• São hidrófugos:

–Vantagem: emprego como material de estanqueidade na impermeabilização. –Desvantagem:

–Desvantagem:

• exigem agregados secos para garantirem a aderência,

• Exige o cuidado de evitar que a água não desloque o aglomerante depois de aderido.

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• Têm grande sensibilidade à temperatura: – amolecem com o aumento,

– endurecem com a diminuição da mesma.

• Vantagem: trabalhabilidade, simples aquecimento. • 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.

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• Quimicamente inertes.

–Tornam-se indicados para o emprego

sob a forma de revestimento e tintas sob a forma de revestimento e tintas de proteção.

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–Na construção civil são empregados: • para a proteção de metais (alumínio, • 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.

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• Quando expostos às intempéries, sofrem uma lenta alteração devido a uma soma de fenômenos físicos e químicos, conhecidos fenômenos físicos e químicos, conhecidos como envelhecimento dos materiais betuminosos.

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• _Causa

_física:

_evaporação

_dos

constituintes

que

lhe conferem

plasticidade:

óleos

mais

ou

plasticidade:

óleos

mais

ou

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• 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

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• _O _processo _todo _conduz _à

polimerização do material e

conseqüentemente ao

endurecimento das camadas

superiores (protetoras).

• _Podem, _{no entanto, fendilhar pela}

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ASFALTOS:

• constituídos predominantemente por betumes,

• apresentam-se à temperatura ordinária com consistência sólida ou semi-sólida.

consistência sólida ou semi-sólida.

• Têm cor preta ou pardo-escura, característica e cheiro de óleo queimado.

• Têm densidade relativa em torno de 1.

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ASFALTOS:

• _{Podem ser obtidos de ocorrências} naturais:

–_{rochas asfálticas e asfaltos nativos,} –_{rochas asfálticas e asfaltos nativos,} –_{processos industriais de destilação}

de petróleo de base asfáltica ou semi-asfáltica.

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ASFALTOS:

1- Rochas asfálticas: São ocorrências naturais de com 10-30% de asfalto.

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ASFALTOS:

2- Asfaltos de Petróleo:

– A maior fonte de produção de asfaltos são os processos de destilação dos petróleos de base

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ASFALTOS:

• No Brasil, a classificação dos cimentos asfálticos é feita por: – penetração, quando empregados petróleos mais pesados: empregados petróleos mais pesados:

• CAP 30/45, CAP 50/60 e CAP 85/100.

– viscosidade, quando processados petróleos mais leves.

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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 polímero (AMP) e • asfaltos modificados por borracha (AMB).

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Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP)

• Resultam da mistura dos cimentos asfálticos com produtos mais leves como o

diesel, querosene ou com a parte diesel, querosene ou com a parte leve da gasolina (nafta leve).

• produtos menos viscosos, que podem ser aplicados a

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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

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2 - Emulsões Asfálticas:

• São produtos onde o cimento asfáltico de destilação é emulsionado na água com

auxílio de uma substância emulsificante, geralmente um sabão.

geralmente um sabão.

• O produto final tem cerca de 50 a 65% de asfalto, 1% de emulsionante e o restante de água.

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Emulsões Asfálticas:

• Vantagens (qualquer tipo de emulsão):

• a) Equipamentos mais simples: dispensam aquecimento e secador de agregados.

• b) Eliminam riscos de incêndios e acidentes • b) Eliminam riscos de incêndios e acidentes

pelo superaquecimento do ligante.

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4 - ALCATRÕES (AP)

• _{Obtidos pirogenicamente da hulha,} ou madeira, turfa, linhito, graxas, etc. • _{São óleos de grande viscosidade,}

• _{São óleos de grande viscosidade,}

podendo ser vertidos à temperatura ordinária.

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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, – 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.

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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). betuminoso e de água (25° C).

– cimentos asfálticos: a determinação se faz mediante pesagem em balança hidrostática.

• porção de material ao ar (Pa);

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• Dureza – Penetração:

– A característica dureza é determinada por meio de um ensaio de penetração

– expressa pela profundidade (décimos de – expressa pela profundidade (décimos de

milímetros), que uma agulha padrão penetra na amostra de material betuminoso

– condições padronizadas de carga:

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• Dureza – Penetração:

– 25°C, carga na ponta da agulha 100g, 5seg. – 0°C, 200g e 60s.

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• Viscosidade:

– Define-se como a resistência à deformação aposta por um fluido à ação de uma força.

– O ensaio de viscosidade determina a consistência – 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 Saybolt-furol (método de ensaio da ABNT. MB-517).

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• _{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.

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• 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. 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.

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• Ductilidade (NBR6293):

– Capacidade dos materiais de sofrerem alongamento sem se romperem.

– É necessário que o material tenha suficiente – 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.

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PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS – ENSAIOS • _{Ponto de fulgor:} –_{é a temperatura na qual,} durante o aquecimento, os durante o aquecimento, os vapores desprendidos se inflamam temporariamente,

quando postos em contato com uma pequena chama.

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• Ponto de fulgor:

– Dois tipos de testes são comumente usados

para determinar o ponto de fulgor de produtos asfálticos:

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).

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• Ponto de fulgor:

–representa a temperatura crítica acima

da qual devem ser tomadas

precauções contra perigo de

inflamação durante o aquecimento ou manipulação.

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• 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

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.

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• 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.

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