EC 013 Aula 06

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PLANEJAMENTO E EXECUÇÃO DE OBRAS VIÁRIAS
Materiais de Insumo para Pavimentação:
Rochas e Agregados; Asfaltos e Betumes.
Objetivos do aprendizado:
Classificar rochas, especificar suas origens e indicar a mineralogia dos tipos de rochas mais empregadas em pavimentação.
Estabelecer relações entre a mineralogia, dos agregados resultantes da britagem dos diversos tipos de rochas, com as exigências resultantes da mesma para emprego dos agregados na pavimentação.
Definir asfaltos e betumes e expor sobre os tipos de hidrocarbonetos nos asfaltos. 
Definir o Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) e sua composição e propriedades.
Expor como é produzido o CAP e onde encontrar sua normatização.
Conceituar, classificar e indicar as aplicações dos asfaltos diluídos.
Definir o que são emulsões asfálticas, quais os tipos e onde encontra sua normatização.
Determinar as aplicações das emulsões asfálticas, bem como os cuidados com seu transporte e armazenamento e aplicação.
Índice
Rochas e Agregados:
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados.
Caracterização básica dos agregados.
Refino do petróleo.
Asfaltos, betumes e hidrocarbonetos nos petróleos.
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP).
Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADPs).
Emulsões Asfálticas de Petróleo (EAPs).
 
Conteúdos
 
Rochas: definições
Segundo Arquié e Tourenq (1990)
Associação de minerais fortemente ligados entre si.
Segundo Vargas (1978)
Materiais naturais da crosta terrestre “cuja resistência ao desmonte, além de ser permanente, a não ser quando em processo geológico de decomposição, só fosse vencida por meio de explosivos”.
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Rochas: origens
Magmatismo
Magma – Wikipédia, a enciclopédia livre 
Rocha ígnea – Wikipédia, a enciclopédia livre
Granito, basalto e diabásio.
Sedimentação
Sedimento – Wikipédia, a enciclopédia livre 
Rocha sedimentar – Wikipédia, a enciclopédia livre
Calcário sedimentar.
Metamorfismo
Metamorfismo – Wikipédia, a enciclopédia livre
Rocha metamórfica – Wikipédia, a enciclopédia livre
Gnaisse, calcário metamórfico.
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Granito
Origem
Magmática plutônica
Minerais presentes
Feldspatos alcalinos, quartzo, micas e acessórios
Família
Granitos, adamelitos, granodiorito
Variedades
Aplito, pegmatito, sienitos, tonalito
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Granito
Agregados resultantes (observações):
Podem apresentar elevada acidez, prejudicial à adesividade com o asfalto;
Seus fragmentos são pouco lamelares, apresentando boa quantidade de finos após britagem;
Eventual presença de pirita nos agregados limita seu emprego nos concretos;
Solo de alteração granular saprolítico (saibro).
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Basalto e Diabásio
Origem
Magmática eruptiva
Minerais presentes
Plagioclásios, piroxênios, magnetita
Família
Gabro
Variedades
Maciços e vesiculares
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Observação:
Basalto: extrusivo
Diabásio: intrusivo
Basalto e Diabásio
Agregados resultantes (observações):
Apresentam pH básico;
Seus fragmentos tendem a presentar lamelaridade, resultando também poucos finos da britagem;
Variedade vesicular é muito porosa, exigindo cuidados na dosagem com misturas com ligantes asfálticos;
Variedade vítrea, reação álcalis-agregados presente, devendo ser evitada nos concretos;
Apresenta maior dificuldade de britagem.
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Gnaisse
Origem
Metamórfica
Minerais presentes
Mica, quartzo e feldspato
Família
Provêm de rocha ígnea
Variedades
Provêm de rocha sedimentar
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Gnaisse
Agregados resultantes (observações):
Apresentam acidez elevada (pode prejudicar a adesividade);
Podem o corre fragmentos lamelares em abundância;
Quantidade de finos igual à dos granitos;
Pedreiras bastantes heterogêneas;
Solo de alteração granular saprolítico (saibro).
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Calcário
Origem
Sedimentar ou metamórfica
Minerais presentes
Carbonatos de cálcio e magnésio
Variedades
Calcífero, dolomítico, dolomita, magnesiano sedimentares: de origem orgânica ou clássica
Metamórficos
Mármore e giz
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
Calcário
Agregados resultantes (observações):
Resultam em britas de boa forma e adesividade com finos de boa qualidade;
São muitas vezes porosos e reativos com cimentos alcalinos;
Facilidade de britagem;
Rápido polimento da superfície sujeita à ação do tráfego.
 
 
Rochas e suas propriedades de interesse para os agregados
 
Pedras britadas
 
Caracterização básica dos agregados
	Denominação	Faixa de diâmetro (mm)
	Pó-de-pedra	< 2,4
	Pedra 0 ou pedrisco	Entre 2,4 e 9,5
	Pedra 1	Entre 9,5 e 19,0
	Pedra 2	Entre 19,0 e 38,0
	Pedra 3	Entre 38,0 e 76,0
Fonte: Balbo
 
Areias e pedregulhos
 
Caracterização básica dos agregados
Fonte: Balbo
	Tipo de areia	Diâmetro dos grãos (mm)
	Fina	Entre 0,05 (#270) e 0,425 (#40)
	Média	Entre 0,425 (#40) e 2 (#10)
	Grossa	Entre 2 (#10) e 4,8 (#4)
	Pedregulho	Entre 4,8 (#4) e 76
Refino do petróleo
 
A produção de derivados a partir do petróleo envolve, basicamente, três processos principais:
Destilação – é o processo de separação dos derivados: o petróleo é aquecido em altas temperaturas até evaporar. Esse vapor volta ao estado líquido conforme resfria em diferentes níveis dentro da torre de destilação. Em cada nível há um recipiente que coleta um determinado subproduto do petróleo.
Conversão – é o processo que transforma as partes mais pesadas e de menor valor do petróleo em moléculas menores, dando origem a derivados mais nobres. Isso aumenta o aproveitamento do petróleo.
Tratamentos – são os processos voltados para adequar os derivados à qualidade exigida pelo mercado. Em um desses processos, por exemplo, é feita a remoção do enxofre.
Fonte: http://www.petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/areas-de-atuacao/refino/
 
Refino do petróleo
 
 
Fonte: https://science.howstuffworks.com/environmental/energy/oil-refining5.htm
Refino do petróleo
 
 
Fonte: https://diariodopresal.wordpress.com/o-que-e-o-pre-sal/torre-de-fracionamento-de-petroleo-2/
Fonte:
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAX-QAC/petroleo-seus-derivados?part=2
Refino do petróleo
 
 
Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/refinamento-petroleo.htm
Torres de destilação em refinaria de petróleo 
Esquema de algumas frações do petróleo obtidas pela destilação fracionada, primeira etapa do seu refino
Asfaltos, betumes e hidrocarbonetos nos petróleos
 
Asfalto
Segundo Balbo:
“Produto natural (presente em rochas ou em depósitos lacustres, como os asfaltos de Trinidad e de Bermudez) ou derivado do petróleo, constituído essencialmente de betumes (Asphalt Institute, 1983).”
Lagos de asfalto
 
Asfaltos, betumes e hidrocarbonetos nos petróleos
 
Betume
Segundo Balbo:
“Substâncias compostas por hidrocarbonetos pesados, com propriedades ligantes, inflamáveis, de elevada viscosidade em temperatura ambiente, e que ocorrem na natureza ou são obtidos por fabricação, a partir da destilação de petróleo, de carvão, de madeira ou de resinas.”
 
Asfaltos, betumes e hidrocarbonetos nos petróleos
 
Hidrocarbonetos nos petróleos
 
	Tipo	Descrição	Base	Cadeia de hidrocarboneto
	Saturados	Átomos de hidrogênio em quantidade suficiente para saturar os átomos de carbono	Parafínicos	Retilínea com ligações simples
			Naftêmicos	Fechada com ligações simples
	Insaturados	Átomos de hidrogênio insuficientes para saturar os átomos de carbono	Aromáticos	Fechada, com ligações simples e duplas alternadas (núcleo benzênico)
			Diofelinas	Retilínea com ligações duplas
			Acetilênicos	Retilínea com ligação tripla
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
 
Obtido pelo refinamento do petróleo cru;
Possuigrande quantidade de betume (hidrocarbonetos não voláteis pesados);
Designados também por betumes;
Cor negra ou marrom muito escuro;
Viscoso, agindo como ligante;
Consistência sólida ou semissólida em temperaturas ambientes;
 
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
 
Boa aderência aos agregados (exceto minerais argilosos, moscovita e alguns quartzos);
Propriedades impermeabilizantes;
Flexível;
Relativamente durável;
Grande resistência à maior parte dos ácidos, sais e álcalis, além de ser insolúvel em água;
 
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
 
Termoplástico, com comportamento dependente da temperatura e o intemperismo se tornando mais viscoso e frágil;
Sofre transformações químicas quando exposto ao sol, às águas ácidas ou sulfatadas, às ações de óleos, graxas, lubrificantes e combustíveis, oxidando.
ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis
Petrobras – Portal Asfaltos
Asfalto: Informações Técnicas - Petrobras
 
 
Composto essencialmente por hidrocarbonetos: parafínicos, naftênicos, aromáticos.
Composição:
mais saturada  menor viscosidade dos asfalto.
mais aromática  melhor propriedades físicas.
com mais resinas  melhor ductilidade.
com mais asfaltenos  maior viscosidade.
Em função de temperaturas excessivas:
mais calor  maior oxidação, mais viscoso e quebradiço.
mais frio  maior retração térmica com fissuração do ligante asfáltico.
 
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
 
Os Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP), ou Asfaltos Recortados, são constituídos de CAPs aos quais são adicionados solventes (destilados leves de petróleo) para a sua diluição.
A finalidade da diluição é a diminuição da viscosidade, permitindo a utilização à temperaturas mais baixas.
O solvente se evapora, nas condições normais de temperatura, restando apenas o CAP, fato ao qual denomina-se cura.
 
Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADPs)
 
Tipos de Cura dos ADPs
Cura rápida (CR):
Diluente  nafta.
Cura média (CM):
Diluente  querosene.
Cura lenta (CL):
Não produzidos no Brasil.
 
Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADPs)
 
Aplicações dos ADPs
 
Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADPs)
	Tipo	Diluente	Aplicações
	CM-30	Querosene	Imprimação de superfícies com textura fechada
	CM-70	Querosene	Imprimação de superfícies com textura aberta
	CR-70	Nafta (gasolina)	Pintura de ligação sobre superfícies não absorventes
	CR-250	Nafta (gasolina)	Tratamentos superficiais invertidos e pré-misturados a frio
ADP - Petrobras Distribuidora
Ensaios dos ADPs
Resolução ANP Nº 30, DE 9.10.2007 - DOU 10.10.2007
:: ANP - Agência Nacional do Petróleo - Legislação ::
 
Dispersão, na Química, é qualquer disseminação de uma substância ao longo de todo o volume de outra substância.*
Uma dispersão é formada pela combinação de um dispergente com um disperso (soluto ou disseminado).*
As emulsões asfálticas de petróleo são dispersões de uma fase sólida, CAP ou asfaltos diluídos, em uma fase líquida, água e emulsificantes em pequenas proporções (0,2 a 1%).
 
Emulsões Asfálticas de Petróleo (EAPs)
*Wikipédia, a enciclopédia livre
 
Fase sólida (ligante):
CAP em meio solvente (fluxante).
Fase líquida:
Água e emulsificante.
 
Emulsões Asfálticas de Petróleo (EAPs)
 
Recomendações
Emulsões de ruptura rápida (RR):
Temperatura: nunca aquecer acima de 70°C;
Transporte: carretas limpas, secas e a plena carga;
Estocagem: os tanques deverão estar perfeitamente limpos e secos;
Manuseio: recirculação do material em caso de mais de 30 dias de estocagem.
Emulsões de ruptura média (RM):
Temperatura: para PMF denso, viscosidade entre 100 e 400 e para PMF aberto entre 50 e 200;
Transporte: carretas limpas e secas;
Estocagem: os tanques deverão estar perfeitamente limpos e secos;
Manuseio: recirculação do material em caso de mais de 30 dias de estocagem.
 
Emulsões Asfálticas de Petróleo (EAPs)
 
Recomendações
Emulsões de ruptura lenta (RL):
Temperatura: ambiente, entre 10 e 40°C;
Transporte: carretas limpas e secas;
Estocagem: os tanques deverão estar perfeitamente limpos e secos;
Manuseio: recirculação do material em caso de mais de 30 dias de estocagem.
Emulsões de lama asfáltica (LA):
Temperatura: não aquecer para não romper, pois a viscosidade é muito baixa;
Transporte: carretas limpas e secas, a carga plena e evitar agitação;
Estocagem: os tanques deverão estar perfeitamente limpos, secos e possuir isolamento térmico ou aquecimento em climas frios;
Manuseio: facilitado pela baixa viscosidade.
 
Emulsões Asfálticas de Petróleo (EAPs)
Dados de elaboração desta apresentação
Elaboração:
Antônio Bráulio de Oliveira e Silva Filho.
Base de sequência e informação:
Livro Pavimentação Asfáltica materiais, projeto e restauração de José Tadeu Balbo.
Demais fontes:
Citadas/indicadas no local onde aparecem.
 
 
Professor: Antônio Bráulio de Oliveira e Silva Filho
(71)3330-4646 - Coordenação
antonio.braulio@unifacs.br
PRÓXIMO ASSUNTO
Materiais Preparados para Pavimentação.
Ligantes Hidráulicos.
Materiais Estabilizados com Cimento ou Cal.
Concretos Compactados com Rolo (CCR).
Materiais Alternativos Ambientais.
Camadas Granulares e Estabilizadas Granulometricamente.
Compactação.