Universidade do Estado de Mato Grosso Engenharia Civil Estradas II

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1 Universidade do Estado de Mato Grosso Engenharia Civil Estradas II Ensaios Laboratoriais Ana Elza Dalla Roza e Lucas Ribeiro anaelza00@hotmail.com - luccasrsantos@gmail.com

2 Principais Ensaios CAP: Penetração Ponto de Fulgor Ductilidade Viscosidade Saybolt Furol (135 C) Teor de betume Asfaltos diluídos: Viscosidade Saybolt Furol (25, 50, 60 e 82,2 C) Ponto de Fulgor Destilação (360 C) Resíduo de destilação Penetração Teor de Betume Ductilidade 2

3 Principais Ensaios Emulsões Asfálticas: Ruptura: % emulsão dos tipos RR e RM Mistura com cimento: Ruptura de emulsão RL Viscosidade Saybolt Furol Sedimentação Peneiração (% que passa na peneira nº 20 0,841mm) Resistência à ação da água: RM Carga de partícula: partículas atraídas para o cátodo ph Destilação Ensaio no resíduo Penetração Teor de betume Ductilidade 3

4 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ensaio de Penetração (MB 107/1971) Medir a consistência do CAP Penetração da agulha padronizada Representação: Décimos de mm da penetração Condições de ensaio: Temperatura: 25 C Massa: 100g Tempo: 5 seg Este ensaio não fornece medida das qualidades do material betuminoso, isto é, se são boas ou não, mas apenas dá uma ideia da sua consistência para fins de classificação Uma penetração normal abaixo de 20 está sempre associada a materiais quebradiços, que produzem fissuras no pavimento. 4

5 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ponto de amolecimento Anel e Bola (MB 164/1972) Introduzir um corpo de prova de asfalto em um anel de latão de 15,9 mm de diâmetro interno e 6,3 mm de espessura. 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 min, até que o asfalto flua sob o peso da esfera e toque o fundo do recipiente. A temperatura que isso ocorre é considerada como a de ponto de amolecimento do material asfáltico. 5

6 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ponto de amolecimento Anel e Bola (MB 164/1972) O revestimento betuminoso deve permanecer flexível durante sua vida útil. Os asfaltos, se usados em películas finas e sujeitas a ação do clima, tornam-se quebradiços por alterações na sua constituição físico-química. Se o material asfáltico vier a se tornar quebradiço, a capa apresentará fissuras e comprometerá a estrutura do pavimento. 6

7 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ductilidade (T AASHTO) Ductilidade: Propriedade de um material suportar grandes deformações sem ruptura. Definição: Distância em cm que um corpo de prova padrão se alonga até a ruptura Ensaio: Temperatura 25 C Velocidade: 5cm/min Corpo de prova: 1cm² 7

8 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ductilidade (T AASHTO) Ductilidade: Propriedade de um material suportar grandes deformações sem ruptura. Definição: Distância em cm que um corpo de prova padrão se alonga até a ruptura Ensaio: Temperatura 25 C Velocidade: 5cm/min Corpo de prova: 1cm² 8

9 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Teor em água O teor de água deve ser pequeno, nos materiais betuminosos, afim de que não produzam espuma, quando aquecidos acima de 100 C Nos cimentos asfálticos, esse controle processa-se pela exigência de que não espumem, quando aquecidos a 175 C 9

10 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ensaio da Mancha (T 102 AASHTO) Dissolução da amostra em um solvente Coloca-se 1 gota da mistura em uma folha de papel filtro Mancha formada uniformemente marrom por 24 horas >>>> Asfalto qualificado Mancha formada escura no centro >>>> Rejeita-se o produto 10

11 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ensaio da Mancha (T 102 AASHTO) Medida da instabilidade coloidal criada nos asfaltos artificiais, por um superaquecimento ou uma destruição das estruturas. Eliminar os asfaltos que no processo de refinação tenham sofrido Cracking (mudanças químicas) 11

12 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ponto de fulgor (MB 050/1964) Coloca-se o asfalto em um copo que é aquecido a uma taxa uniforme de C/min Ao chegar em 56 C do Ponto de Fulgor esperado, reduz-se a taxa para 5-6 C/min Aplica-se a chama piloto, de 2 C em 2 C no centro da cuba, em movimento circular de raio 150mm, no tempo de 1 seg Ponto de Fulgor será a temperatura na qual os vapores originados do asfalto se inflamam, quando em contato com a chama. 12

13 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Ponto de fulgor (MB 050/1964) 13

14 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Viscosidade Saybolt Furol (MB 517/1970) Medida da resistência ao escoamento de um fluído. Tempo, em segundo, para que 60 ml do ligante escoe sob condições padronizadas. CAP: Temperatura de ensaio 135 C 14

15 Ensaio em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) Viscosidade Saybolt Furol (MB 517/1970) Medida fundamental da consistência dos materiais betuminosos. Consistências apropriadas para as operações de espalhamento, mistura e compactação na pista. 15

16 Ensaio Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP) Ponto de Fulgor (MB 107/1971) Finalidade e procedimento idênticos aos do CAP, alterando-se apenas a aparelhagem. Para os asfaltos diluídos usa-se o Vaso Fechado de TAG, que utiliza um banho térmico para aquecimento do material 16

17 Ensaio Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP) Viscosidade Finalidade e procedimento idênticos aos do CAP No que se refere à viscosidade Saybolt Furol, as temperaturas de ensaio são agora 25, 50, 60, 82,2 C, dependentes, pois, da consistência do material. 17

18 Ensaio Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP) Destilação (DNER 12-64) Tem por fim determinar a quantidade de voláteis destilados à temperaturas pré estabelecidas e a quantidade e qualidade do resíduo. Fornece informações sobre a natureza e quantidade do diluente empregado e do cimento asfáltico residual 18

19 Ensaio Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP) Desemulsão ou Ruptura (P-MB 590) Função do ensaio: Indicar a velocidade relativa com que os glóbulos coloidais de asfalto unir-se-ão entre si, quando se estender a emulsão, na forma de película delgada, sobre o solo ou sobre agregados. 19

20 Ensaio Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP) Sedimentação (P-MB 722) Estocagem pode levar a variações nos teores das emulsões asfálticas, para os diferentes níveis do tanque. Ensaio: Decantar a amostra por 5 dias; Determinar as diferenças no teor de ligante no topo e no fundo do cilindro. 20

21 Alguns problemas e Soluções adotadas Problemas Compatibilidade mineralógica Umidade do agregado Classificação de agregados Básico: % Sílica < 55% Neutro: 55% % Sílica 65% Ácido: % Sílica > 65% 21

22 Alguns problemas e Soluções adotadas Problemas A maioria dos agregados encontrados na natureza são ácidos, assim, na presença de água, apresentam superfície carregada de íons negativos. Emulsões constituídos por ácidos que, em dissociação com água, apresentam íons negativos na superfície. Conclusão Cargas de mesmo sinal se repelem e, em geral, tem-se má adesividade rocha-asfalto. 22

23 Alguns problemas e Soluções adotadas Problemas Asfalto (-) Agregado ácido (-) O que leva a repulsão e má adesividade Solução Usar DOPE, que é um agente tenso-ativo (emulsificante) 23

24 Alguns problemas e Soluções adotadas Problemas Agregados ácidos Agregados Básicos Pois se o agregado estiver úmido, o asfalto não consegue envolvê-lo Solução Secar o agregado ou usar emulsão asfáltica 24

25 PROVA DIA 19/11/