Aula-03-materiais betuminosos

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Materiais Betuminosos 
� Material impermeabilizante mais antigo: uso na arca de Noé (Genêsis, cap. 6);
� Mesopotâmia: uso de betume como aglutinante em tijolos para muros, edifícios 
e pavimentação;
� Egito: uso em mumificação
� Roma: impermeabilização de aquedutos; como material bélico (bolas de fogo 
lançadas por catapultas)
Histórico
Materiais Betuminosos 
� Uso de asfalto natural, século XIX: 
-França (1802), E.U.A. (1838), Inglaterra (1869) – pavimentação de ruas e pátios;
-Washington D.C. (1870) – primeiro pavimento com mistura de textura fina
� Asfalto obtido da destilação do petróleo:
-Início nos E.U.A. em 1902;
-Uso intenso em pavimentação em 1909: misturas baseadas em vivência dos 
práticos
Histórico
Materiais Betuminosos 
Origem:
A obtenção de asfalto é realizada através da destilação de tipos específicos 
de petróleo, na qual as frações leves (gasolina, diesel e querosene) são 
retiradas no refino.
Origem
Craqueamento:
Decomposição térmica dirigida de hidrocarbonetos pesados em outros mais leves.
Destilação:
Processo em que se vaporiza uma substância líquida e, em seguida, se condensam os vapores resultantes, 
para obter-se de novo um líquido, geralmente mais puro.
Materiais Betuminosos
Definições
Asfalto
Material aglutinante de consistência variável, cor pardo-escura ou negra e no
qual o constituinte predominante é o betume, podendo ocorrer na natureza
em jazidas ou ser obtido pela refinação do petróleo.
Betume
Mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou por
diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência
variável e com poder aglutinante e impermeabilizante.
Materiais Betuminosos Jazidas
Materiais Betuminosos
Refinarias
Materiais Betuminosos
Mercado
Materiais Betuminosos
Mercado
Materiais Betuminosos
Composição
Propriedades:
 Natureza orgânica
 Ação de bactérias anaeróbicas sobre os organismos do plancton marinho
 Ação combinada de pressão e temperatura
 Resultam hidrocarboneto
 Elemento aglutinante
 Mistura de hidrocarbonetos
 Solúveis em bissulfeto de carbono
 Capacidade de aglutinar agregados
Constituição Química:
 Hidrocarbonetos
• Maltenos (Superior a 70%)
• Asfaltenos (5 a 30%)
Materiais Betuminosos
Características
 Alta força adesiva
 Bastante sensível ao calor
50ºC  fluido
 Hidrofugante  repele água  impermeável
Quimicamente inerte  não reage com cimento, cal, madeira, ferro, cerâmica, etc
 Muito plástico, amoldando-se até sob pequenas pressões
 Envelhece rapidamente quando exposto ao ar livre
 Mau condutor do calor, da eletricidade e do som
 peso específico do betume puro varia entre 1 e 1,2 kgf/dm3
Materiais Betuminosos
Composição
Constituição Química:
 Hidrocarbonetos
• Maltenos (Superior a 70%)
• Líquidos/viscosos
• Asfaltenos (5 a 30%)
• Sólidos/Friáveis
 Misturas de hidrocarbonetos solúveis em bissulfeto de carbono (CS2), com 
propriedades de aglutinação.
 Tipos:
 Asfaltos
 Cimento asfáltico de petróleo (CAP): obtido por destilação do petróleo
 Asfalto diluído (Cut-Backs): diluições de CAP em solventes derivados do 
petróleo 
 Emulsões: dispersão coloidal de uma fase asfáltica em uma fase aquosa 
(direta)
 Alcatrões
 sub-produtos de destilação destrutiva do carvão em coquerias de usinas 
siderúrgicas
Tipos de Asfaltos
Materiais Betuminosos
Materiais Betuminosos
Propriedades
Comportamento Reológico: Relação entre tensões versus deformações
Asfalto
Comportamento visco elástico
- módulo de elasticidade depende:
- Forma de aplicação da carga;
- duração
- Temperatura
- constituição fisíco-química
Comportamento elástico
Deformações recuperáveis ao cessar o esforço solicitante
Comportamento Viscoso
Deformações aumentam continuamente com a ação de um esforço externo
Aplicações
 Breve visão geral do assunto da reunião
 Programa
 Expectativas
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
Propriedades
O CAP é um material termossensível utilizado principalmente para aplicação em 
trabalhos de pavimentação, pois, além de suas propriedades aglutinantes e 
impermeabilizantes, possui características de flexibilidade e alta resistência à ação 
da maioria dos ácidos inorgânicos, sais e álcalis.
Em suas aplicações, o CAP deve ser homogêneo e estar livre de água, e para que 
sua utilização seja adequada, recomenda-se o conhecimento prévio da curva de 
viscosidade/temperatura 
O CAP é aplicado em misturas a quente, tais como pré-misturados, areia-asfalto e concreto 
asfáltico; recomenda-se o uso dos tipos 20 e 40, bem como os do tipo 30/45, 50/70 e 
85/100, com teor de asfalto de acordo com o projeto respectivo.
O cimento asfáltico pode ser encontrado em diversos graus de viscosidade e penetração, 
de acordo com sua consistência. Os CAP's que são produzidos e comercializados no Brasil 
seguem a classificação por penetração e viscosidade
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
Utilização
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP)
Classificação
O cimento asfáltico pode ser encontrado em diversos graus de viscosidade e 
penetração, de acordo com sua consistência. Os CAP's que são produzidos e 
comercializados no Brasil seguem a classificação por penetração e viscosidade.
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
Polímeros (do grego “muitas partes ”) são macromoléculas sintéticas,
estruturalmente simples, constituídas de unidades estruturais repetidas em sua longa
cadeia, denominadas monômeros. Os homopolímeros são constituídos por apenas um
monômero, e os copolímeros são os que apresentam pelo menos dois monômeros em
sua estrutura.
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
-termorrígidos: são aqueles que não se fundem, sofrem degradação numa
temperatura limite e endurecem irreversivelmente quando aquecidos a uma
temperatura que depende de sua estrutura química. Apresentam cadeias moleculares
que formam uma rede tridimensional que resiste a qualquer mobilidade térmica. Ex:
resina epóxi, poliéster, poliuretano.
-termoplásticos:são aqueles que se fundem e tornam-se maleáveis reversivelmente
quando aquecidos. Normalmente consistem de cadeias lineares, mas podem ser
também ramificadas. São incorporados aos asfaltos a alta temperatura. Ex:
polietileno, polipropileno, PVC.
Quanto ao seu comportamento frente às variações térmicas, os polímeros são
classificados nas seguintes categorias:
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
-elastômeros: são aqueles que, quando aquecidos, se decompõem antes de amolecer,
com propriedades elásticas. Ex: SBR
-elastômeros termoplásticos: são aqueles que, a baixa temperatura, apresentam
comportamento elástico, porém quando a temperatura aumenta passam a apresentar
comportamento termoplástico. Ex: SBS e EVA.
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
Apresentam desempenho superior aos CAPs tanto em baixas como em altas 
temperaturas. 
Utilizações:
- em curvas de pequeno raio ou que são submetidas a grandes esforços;
- em pavimentos altamente drenantes;
- em corredores de tráfego muito intenso e cargas elevadas;
- em pistas especiais (autódromos, aeroportos). 
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Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
Benefícios de diferentes tipos de modificadores de asfalto 
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
Micro Revestimento Asfáltico a frio:
Consiste em um tipo de revestimento muito utilizado para rejuvenescimento e proteção da
superfície de rolamento, propiciando uma camada com textura homogênea e grande coeficiente
de atrito.
A mistura é composta de agregado mineral britado, filler, emulsão asfáltica modificada com
polímeros, água e aditivos para controle de ruptura e cura.
Sua consistênciaé fluida sendo espalhada uniformemente na superfície com equipamentos
específicos usualmente em duas camadas com espessura variando entre 1,2cm e 1,5cm.
O Micro Revestimento Asfáltico além de camada de revestimento também pode ser utilizado
como camada intermediária. Atualmente em nossa malha rodoviária totalizamos 1.716 km de
extensão somente como camada de revestimento.
Asfaltos modificados por polímeros
Materiais Betuminosos
Fonte:
http://www.artesp.sp.gov.br/
Uma forma alternativa de se incorporar os benefícios de um polímero ao ligante asfáltico, e ao
mesmo tempo reduzir problemas ambientais, é utilizar a borracha de pneus inservíveis em
misturas asfálticas.
Os pneus inservíveis são problemas para a sociedade e sua utilização em pavimentação tem
sido uma das técnicas mais utilizadas em todo o mundo porque se emprega grande volume
desse resíduo com melhorias para as misturas asfálticas sob vários aspectos.
No Brasil, são colocados no mercado aproximadamente 61 milhões de pneus por ano, sendo que
cerca de 38 milhões são resultado da produção nacional e 23 milhões são pneus
reaproveitados, usados importados ou recauchutados Anip, 001).
Asfaltos modificados por Borracha
Materiais Betuminosos
Materiais Betuminosos
Materiais Betuminosos