Tendências da Investigação e Utilização de Emulsões Betuminosas

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1 Tendências da Investigação e Utilização de Emulsões Betuminosas

2 ÍNDICE Situação atual Emulsões BIO Baixa Temperatura. Emulsões para misturas temperadas. Emulsiones submicrónicas Emulsões com PFUs Outras tendências e linhas de investigação

3 Tendencias I + D + i

4 EMULSÕES BIO Emulsões BIO com «naftas verdes» Substituição dos fluidificantes utilizados atualmente, e que provêm fundamentalmente de naftas de petróleo, por outros produtos de origem 100% vegetal. Fluidificantes livres de COV s Emulsões BIO com «tensioativos ecológicos» Substituição dos tensioativos usados atualmente por outros com maior poder de biodegradação e mais amigos do ambiente. Tensioativos que permitem emulsões com ph quase neutros.

5 EMULSÕES BIO VANTAGENS: Cumprem as especificações da norma europeia EN Não necessitam de grandes alterações na parte operacional nem nas condições das fábricas de emulsões. Caraterísticas adequadas às aplicações das misturas betuminosas a frio. INCONVENIENTES: Falta de suficientes experiências em obra

6 MISTURAS TEMPERADAS «Mistura de agregados com emulsão, às vezes com a presença de aditivos, que se fabrica a uma temperatura inferior a 100ºC»

7 CARATERÍSTICAS DAS EMULSÕES Tipo de mistura: TEMPERADAS FECHADAS Emulsões com elevado conteúdo de ligante (C65B3/4 ou C69B3/4) Índice de rotura em função da T de fabrico da mistura Boa adesividade face aos agregados Seleção e dotação do tensioativo Utilização de ligantes de penetração relativamente baixa (maior consistência=melhores prestações das misturas)

8 CARATERÍSTICAS DAS EMULSÕES Tipo de mistura: TEMPERADAS ABERTAS E DESCONTÍNUAS Emulsões com elevado conteúdo de ligante, elevada viscosidade e elevadas prestações (C67BPF3) Tipo de fluidificante e dotação em função da granulometria e condições ambientais da obra Seleção do tensioativo mais adequado Utilização de ligantes residuais menos moles

9 CARATERÍSTICAS DAS EMULSÕES Tipo de mistura: RECICLADOS TEMPERADOS Emulsões com conteúdo em água intermédio (C60B5) Emulsões com elevada estabilidade Emulsionantes adequados Ligantes específicos para cada aplicação

10 EMULSÕES ALTAMENTE CONCENTRADAS

11 % partículas EMULSÕES SUBMICRÓNICAS Emulsões betuminosas com tamanho médio de partículas, inferior a 1 mícron: - Constitui um marco técnico, uma vez que nunca se tinham utilizado na pavimentação - Principais aplicações: Regas auxiliares e misturas com agregados (reciclados, camadas granulares, lamas asfálticas, ) - Vantagens: Grande estabilidade, melhor interação com os agregados e com bases granulares pelo fato de disporem de uma elevada superfície específica - Inconvenientes: Fabrico complicado, custo ,01 0, Tamaño, micras Emulsión convencional Emulsión submicrónica Experiências realizadas: -Emulsão de impregnação -Emulsão de aderência -Emulsão para lamas asfálticas -Emulsão para reciclado a frio

12 MICROEMULSÕES - NANOEMULSÕES - O emulsionante é muito específico e deve dotar o sistema de uma tensão interfacial muito baixa, da ordem de mn/m. - A dotação de emulsionante deve ser suficientemente elevada para proporcionar essa baixa tensão superficial (surfactante e co-surfactante) - A interface o/w deve ser bastante flexivel para assegurar a formação de microgotas e a estabilidade da nanoemulsão

13 OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO - Emulsões multimodais: aquelas que têm duas ou mais distribuições médias de partículas. Utilizam-se para flocular sólidos (p.e. fíler) e para fabricar emulsões muito concentradas mas com viscosidades razoáveis. - A suas propriedades dependem do empaquetamento de partículas e da diferença de diâmetros, onde normalmente a partícula menor trabalha como lubrificante da maior, reduzindo a viscosidade.

14 OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO A Emulsão múltipla define-se como uma emulsão de emulsão. -Nela subsistem as emulsões óleo em água (o/w) e água em óleo (w/o) de forma simultânea e as gotas que constituem a fase dispersa são por sua vez, emulsões. -As emulsões múltiplas são verdadeiros reservatórios de produtos incompatíveis entre si, e apresentam a possibilidade de encapsular substâncias

15 OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO Emulsões de auto rotura controlada. Contêm um agente rotura que se ativa no momento adequado para romper em toda a massa da emulsão (por pressão, alteração de ph, alteração da carga elétrica, etc.). O agente de rotura (ácido, alcalino, sal, etc.) pode estar encapsulado de forma sólida ou na forma de emulsão inversa w/o. -Vantagens: Não necessitam de aditivos, agentes de rotura, nem fíleres para produzir rotura homogénea. Independência das condições climáticas e mesmo de agregado - Inconvenientes: Dificuldade de libertação no momento adequado

16 OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO -Emulsões multifase. São as que contêm mais do que uma fase dispersa (polímero, resina epóxi, etc.) e que, ao coalescer, formam uma fase contínua em conjunto com o betume. -Vantagens: Possibilidade de modificação do resíduo com um amplo espectro de produtos, facilidade de fabrico. -Inconvenientes: Estabilidade ao armazenamento, reações não desejadas/incontroladas.

17 EMULSÕES COM BETUME COM PÓ DE PNEUS Emulsões betuminosas modificadas fabricadas com betume borracha Aplicações principais: Qualquer tratamento que implique a utilização de emulsão betuminosa Vantagens: Reutilização de resíduo e impacto ambiental. Inconvenientes: Fabrico complicado, estabilidade ao armazenamento.

18 OUTRAS TENDÊNCIAS E LINHAS DE INVESTIGAÇÃO OBJETIVO: Emulsões para misturas a frio de elevado desempenho, que pela sua composição ou técnica de colocação em obra, são capazes de apresentar coesões iniciais similares às das misturas a quente. Estudam-se diferentes linhas, como a variação de componentes (combinação de emulsionantes de diferente HLB) com métodos de fabrico de emulsão (microemulsões, multimodais, inversas), diferentes técnicas de fabrico da mistura (dupla envolta ou dupla mistura) e utilização de aditivos (agentes de rotura químicos, hidráulicos.) -Vantagens: Fundamentalmente ambientais, pela redução de emissões A técnica não está madura, de momento, para igualar o desempenho de misturas a quente em curtos prazos de tempo.

19 OUTRAS TENDÊNCIAS CAPE SEAL: Consiste num tratamento superficial com gravilha seguido de um microaglomerado a frio. - Camada económica - Protege melhor as camadas inferiores - Rugosidade em função dos agregados selecionados. - Tratamento superficial mais durável: O slurry mantém fixas as gravilhas do TSG e as gravilhas previnem a erosão acelerada do slurry

20 OUTRAS TENDÊNCIAS Tratamentos superficiais em linhas de Ferrovia - Melhora o comportamento da superfície exposta - Impermeabiliza o suporte Aplicações em solos - Melhora a estrutura do solo - Estabilizações - Facilita a germinação.

21 CONCLUSÕES - Apesar do contexto económico atual, a investigação continua. - Também se recuperam técnicas de sempre, melhorando-as e desenvolvendo-as. - Futuro prometedor para as misturas tempradas - Espaço para elevado desenvolvimento tecnológico: MICROEMULSÕES, EMULSÕES BIMODAIS,MICROENCAPSULADAS,

22 OBRIGADO PELA SUA ATEN ÇÃO!

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