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

Transcrição

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

2 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.

3 Cimentos Asfálticos: são materiais termoplásticos, a consistência varia de firme a duro, em temperaturas normais, devem ser aquecidos até a condição de fluidos, conveniente ao seu emprego.

4 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.

5

6 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.

7 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.

8 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.

9 CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS DOS MATERIAIS BETUMINOSOS Quimicamente inertes. Tornam-se indicados para o emprego sob a forma de revestimento e tintas de proteção.

10 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.

11 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.

12 CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS DOS MATERIAIS BETUMINOSOS Causa física: evaporação dos constituintes que lhe conferem plasticidade: óleos mais ou menos voláteis;

13 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.

14 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.

15 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.

16 ASFALTOS: Podem ser obtidos de ocorrências naturais: rochas asfálticas e asfaltos nativos, processos industriais de destilação de petróleo de base asfáltica ou semi-asfáltica.

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

18 2- Asfaltos de Petróleo: ASFALTOS: A maior fonte de produção de asfaltos são os processos de destilação dos petróleos de base asfáltica ou semi-asfáltica.

19 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. ASFALTOS:

20

21

22 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).

23 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.

24 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

25 Asfaltos Diluídos de Petróleo

26 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.

27 Emulsões Asfálticas:

28 Emulsões Asfálticas:

29 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.

30 3 - Asfaltos Oxidados:

31 Asfaltos

32 4 - ALCATRÕES (AP) Obtidos pirogenicamente da hulha, ou madeira, turfa, linhito, graxas, etc. São óleos de grande viscosidade, podendo ser vertidos à temperatura ordinária.

33 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.

34 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS Densidade: BETUMINOSOS ENSAIOS 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).

35 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.

36 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS ENSAIOS Dureza Penetração: 25 C, carga na ponta da agulha 100g, 5seg. 0 C, 200g e 60s.

37 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS Viscosidade: BETUMINOSOS ENSAIOS 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).

38 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS Viscosidade: BETUMINOSOS ENSAIOS

39 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.

40 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.

41 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS ENSAIOS

42

43 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.

44 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS ENSAIOS Ductilidade (NBR6293):

45 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.

46 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).

47 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.

48 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS ENSAIOS Ponto de fulgor:

49 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS ENSAIOS

50 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.

51 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.

52 ASFALTOS:

53 ASFALTOS:

56