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MATERIAIS BETUMINOSOS 
1 – Betume. 
 
1.1 - Definição: O betume é um nome genérico usado para designar produto que podem ser retirados do petróleo como um aglomerante orgânico, de consistência sólida, mas que em sua maioria são retirados do xisto (carvões minerais). 
 
 O xisto é uma camada de rocha sedimentar originada sob temperatura e pressões elevadas, contendo matéria orgânica, disseminada em seu meio mineral. Ao aquecer essa rocha obtém-se um óleo destilado do petróleo que e chamado de betume.  É popularmente designado como piche. 
OBS: Betume, bitume (do latim bitumine) ou pez mineral é uma mistura semi-sólida de alta viscosidade, cor escura e é facilmente inflamável. 
 
1.2 – Características básicas mais importantes do betume: 
 
 Ao contrário dos aglomerantes minerais da construção civil (cimento Portland, gesso, cal), são adesivos que dispensam o uso da água;  São materiais termoplásticos, isto é, amolecem quando aquecidos, sendo então moldados e resfriados sem perda das propriedades, podendo passar novamente pelo mesmo processo. 
  Não possuem ponto de fusão definido (temperatura de perda da estrutura cristalina), amolecendo em temperaturas variadas.  Repelem a água, ou seja, são materiais hidrófugos; 
 
 Por serem termoplásticos podem ser reciclados, o que lhes proporciona um grande número de reutilizações; 
  Apresentam ductilidade muito influenciada pela exposição ao calor e luz solar.: 
 
Os materiais betuminosos são, por definição, misturas de hidrocarbonetos solúveis em bissulfeto de carbono (CS2) com propriedades de aglutinação. 
 
Alguns dos exemplos de materiais betuminosos são: 
 
 o asfalto,  os alcatrões,  os óleos graxos,  entre outros, todos compostos basicamente de betume. 
 
 Completamente solúvel em bissulfeto de carbono (CS2), e apresentando polímeros de variada composição química: 
 
 (CH4 – gás metano – combustível para aquecimento; 
 C8H8 – líquido octana gasolina - combustível para motores; 
 C100 – sólido – asfaltos para pavimentação e impermeabilização). 
 
1.3 - Processo de destilação do betume: 
 
 
Figura 1 – Processo de destilação do betume. 
 
 
1.4 - Moléculas do betume: 
 
 
Figura 2 – Molécula do betume. 
 
1.5 - Classificação dos materiais betuminosos: 
 
Os materiais betuminosos podem ser classificados em dois grandes grupos: 
 Asfaltos: Podem ser naturais ou provenientes da refinação do petróleo.  Alcatrões: são obtidos através da refinação de alcatrões brutos, que por sua vez vêm da destilação de carvão mineral.  Asfaltos, ou cimentos asfálticos, de acordo com a NBR 7208 entende-se asfalto como: 
 - o material sólido ou semi-sólido, 
 - de cor preta ou pardo escura, 
 - que ocorre na natureza ou é obtido pela destilação do petróleo, e cujo constituinte predominante é o betume. 
 
 Alcatrões são materiais resultantes da destilação de materiais orgânicos (hulha, turfa, madeira) normalmente utilizados para a fabricação de material para enchimento de juntas, especialmente devido ao seu bom desempenho quanto à ação de agentes agressivos. 
 Em comparação com os asfaltos, os alcatrões destilados apresentam maior sensibilidade à temperatura (mais moles quando aquecidos e mais duros quando resfriados), menor resistência às intempéries e maior poder aglomerante.  O alcatrão praticamente não é mais utilizado em pavimentação desde que se determinou o seu poder cancerígeno. Além disso, apresenta pouca homogeneidade e baixa qualidade para ser utilizado como ligante em pavimentação. 
 
2. Asfalto: 
 
2.1 - Tipo de asfalto encontrados: 
 
 Naturalmente no solo é classificado como nativo (CAN – cimento asfáltico natural);  Obtido pela destilação do petróleo (CAP – cimento asfáltico de petróleo) e possuem 2 tipos principais principais: 
 cimento asfáltico de petróleo 
 asfalto diluído 
 
2.1.1 - Cimento asfáltico natural (CAN): Pelo fato de terem gerados pela atmosfera, nesse tipo de asfalto ocorre evaporação dos gases menos densos, possuem mais minerais e são mais densos e não são usados como pavimentação. 
 A ocorrência mais famosa de asfalto natural localiza-se na ilha de Trindade, no Caribe, ilustrado na Figura abaixo, e que até início do século XX abasteceu todo o mercado americano de ligantes asfálticos usados em pavimentação. 
 
Figura 3 – Cimento asfáltico natural (CAN). 
2.1.2 - Cimento asfáltico de petróleo (CAP): são constituídos por 90 a 95% de hidrocarbonetos e por 5 a 10% de heteroátomos (oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais – vanádio, níquel, ferro, magnésio e cálcio) unidos por ligações covalentes. 
 Os cimentos asfálticos de petróleos brasileiros têm baixo teor de enxofre e de metais, e alto teor de nitrogênio.  A composição do CAP é bastante complexa, sendo que o número de átomos de carbono por molécula varia de 20 a 120. 
 
 A composição varia com a fonte do petróleo, com as modificações induzidas nos processos de refino e durante o envelhecimento na usinagem e em serviço.  Uma análise elementar pode apresentar as seguintes proporções de componentes: carbono de 82 a 88%; hidrogênio de 8 a 11%; enxofre de 0 a 6%; oxigênio de 0 a 1,5% e nitrogênio de 0 a 1%.  A característica de termoviscoelasticidade desse material manifesta-se no comportamento mecânico, sendo suscetível à velocidade, ao tempo e intensidade de carregamento, e à temperatura de serviço.  O comportamento termoviscoelástico é mais comumente assumido do que o termoviscoplástico, com suficiente aproximação do real comportamento do material. 
 
2.3 - Classificação segundo a viscosidade absoluta e por ensaio de penetração: 
 
Classificação dos CAPs segundo sua Viscosidade Absoluta a 60ºC (em poises (g/cm.s): 
 CAP 7:  = 700 a 1500 poises 
 CAP20:  = 2000 a 3500 poises 
 CAP40:  = 4000 a 8000 poises 
Classificação dos CAPs segundo ensaio de Penetração, realizado a 25ºC (100g, 5s, 25ºC): 
 CAP 30/45 
 CAP 50/70 
 CAP 85/100 
 CAP 100/120 
 CAP 150/200 
 
 Por exemplo, se agulha penetrou 5,7mm = 57 (1/10mm), diz-se que o CAP tem uma penetração 57.  Quanto menor a penetração, “mais duro” é o cimento asfáltico.  O Instituto Brasileiro de Petróleo especifica 4 tipos de CAP, pela sua penetração: CAP 30 - 45, CAP 50 -70, CAP 85 -100 e CAP 150 - 200. 
 
Figura 4- Amostra de cimento asfáltico. 
2.4 - Especificações Brasileiras (ANP, 2005): 
 
Tabela 1 - Especificações Brasileiras (ANP, 2005). 
 
 
 
 
 
 
2.5 - Asfalto diluído: 
 
Definição: os asfaltos diluídos, também conhecidos como asfaltos recortados ou “cut-backs”, resultam da diluição do cimento asfáltico por destilados de petróleo: 
 Os diluentes proporcionam produtos menos viscosos que podem ser aplicados a temperaturas mais baixas e devem evaporar totalmente, deixando como resíduo o CA;  Os solventes funcionam somente como veículos para utilizar o CAP em serviços de pavimentação; 
 
 A evaporação total do solvente após a aplicação do asfalto diluído deixa como resíduo o CAP que desenvolve, então, as propriedades cimentícias necessárias. 
 
A essa evaporação dá-se o nome de cura do asfalto diluído. 
 
Os asfaltos diluídos são classificados em 3 tipos, de acordo com o tempo de cura – tempo de evaporação do solvente: 
 
 
 Cura lenta (ADL) estes asfaltos são introduzidos óleo diesel no qual sendo pouco volátil implica em um endurecimento lento por evaporação desse óleo conduzindo a consistência do material à fase pseudo-sólida restante.  Cura média (ADM) este asfalto é uma mistura de cimento asfáltico de penetração de 120 a 300 mm com um solvente hidrocarbonado próximo do 
ponto de evaporação ao do querosene. Devido ao maior grau de volatilidade desse solvente, estes asfaltos endurecem mais rápidos que os ADL. 
 
 Cura rápida (ADR) este asfalto é uma mistura de cimento asfáltico de penetraçãode 80 a 120 mm com um solvente hidrocarbonado próximo do ponto de evaporação ao da gasolina(altamente volátil). Devido ao maior grau de volatilidade desse solvente, estes asfaltos endurecem mais rápidos que os ADM. 
 
2.5.1 - Quanto à viscosidade, são subdivididos de acordo com as seguintes faixas: 
 
Tabela 2 – Viscosidades de asfaltos diluídos. 
 
 As quantidades de cimento asfáltico e de diluentes utilizados na sua fabricação variam com as características dos componentes, sendo, em média, as seguintes: 
 
Tabela 2 – Proporção de asfaltos diluídos. 
 
 
 
 Figura 5- Aplicação do asfalto diluído. 
 
2.5.2 - Especificações Brasileiras (ANP, 2005): 
 
Tabela 2 - Especificações Brasileiras (ANP, 2005). 
 
 Os asfaltos diluídos CM - 30 e CM - 70 têm, por exemplo, o mesmo tempo de cura embora tenham viscosidades diferentes na mesma temperatura e são os mais indicados segundo o Instituto Brasileiro de Petróleo 
 
3 - Pavimentos de estradas: 
 
 A brita é usada nos pavimentos das estradas, na base, no revestimento betuminoso e de concreto de cimento. 
 
 As funções do pavimento são: suportar e distribuir a carga do tráfego, transferindo-a as camadas inferiores; proteger camadas de ação dos agentes intempéricos, principalmente da ação mecânica da água.  A ASTM define agregado como mistura de pedregulhos, areias, pedras britadas, escória ou outros materiais, e representa, aproximadamente 95%, em peso, dos materiais constituintes das misturas betuminosas, resulta que das propriedades do agregado é que dependerá o comportamento do produto final.  Os agregados para serem utilizados em pavimentos devem ter características tais que permitam suportar as pressões aplicadas pelos veículos, sem se fraturarem e resistirem às ações dos agentes de intemperismo, sem se alterarem.  Somente um agregado com estas qualidades poderá propiciar uma mistura durável. 
 
Resistência Mecânica → Durabilidade Mecânica 
 Resistência ao Choque (Tenacidade) 
 Resistência ao Desgaste (Dureza) 
 
Resistência Química → Durabilidade Química 
 Intempéries 
 
4 - Principais ensaios para controle de cimento asfáltico de petróleo: 
 
Para um adequado conhecimento do comportamento dos materiais betuminosos, é fundamental o entendimento das propriedades básicas que norteiam estes materiais, cujos métodos de avaliação são determinados pela normalização brasileira: 
4.1 - Espumas: 
 
 O CAP é aquecido até determinada temperatura e a seguir verifica-se se há ou não a presença de espuma no material, decorrente da presença de água. A presença de água pode ser perigosa durante o aquecimento, podendo causar acidentes. 
 
 
Figura 6 - Esquema de montagem. 
 
Procedimentos: 
 
1. Colocar cerca de 50 g de amostra de CAP no frasco de Erlenmeyer. 
 
2. Montar os materiais conforme esquema abaixo. Observa-se que abaixo de frasco, para a sua proteção, encontra-se uma tela de amianto. Para evitar o lançamento de partículas de asfalto é recomendável cobrir sua tampa com papel alumínio, por exemplo. 
 
3. Aquecer a amostra até a temperatura de 175ºC, através do Bico de Bunsen 
 
Resultados: 
 
 Se depois de atingida a temperatura de 175ºC ocorrer formação de espuma, a amostra está danificada pela presença de água e deverá ser rejeitada. 
 
4.2 - Ponto de fulgor (NBR 11341) 
 
 Consiste na determinação da temperatura para a qual uma amostra de produto asfáltico começa a liberar gases inflamáveis. É utilizado para identificar contaminação por solventes e para prevenir acidentes.  Estão relacionados com a segurança do aplicador, de modo que a temperatura de aplicação deve-se situar, pelo menos, 20ºC abaixo do ponto de fulgor.  A determinação (NBR 13341) é efetuada pelo método de Cleveland, no qual ocorre uma passagem de chama sobre amostra padrão até a ocorrência de lampejos inflamados; 
 
 
Figura 7 - Ensaio de Ponto de Fulgor. 
Ensaio: 
 
1. Encher a cuba de tal modo que a superfície livre da amostra fique exatamente na marca do nível da cuba. Remover quaisquer bolhas de ar da superfície da amostra. 
 
2. Aquecer a amostra de tal modo que, inicialmente, o aumento de temperatura seja de 14ºC a 17ºC por minuto. Quando a temperatura da amostra se aproximar-se de 56ºC abaixo do ponto de fulgor esperado, diminuir a velocidade de aquecimento, de modo que o aumento da temperatura nos 28ºC finais seja de 5ºC a 6ºC por minuto. 
 
3. Começar, pelo menos, a 28ºC abaixo do provável ponto de fulgor e aplicar a chama-piloto de 2ºC em 2ºC, passando pelo centro da cuba em movimento circular horizontal a não mais que 2 mm acima do plano da borda superior da cuba. O tempo de passagem da chama sobre a cuba deve ser de cerca de 1s. 
 
4. Anotar a temperatura lida como ponto de fulgor, quando aparecer o lampejo em qualquer ponto da superfície da amostra. 
 
Resultado: 
O ponto de fulgor é a menor temperatura registrada pelo termômetro no instante em que se observar o primeiro clarão na superfície do combustível. A coloração da chama é azulada. 
 
Precisão: 
O resultado será considerado satisfatório quando em duas determinações em condições análogas, não houver diferença maior que 20C. 
 
termômetro
recipiente com asfalto
aquecedor
chama piloto
termômetro
recipiente com asfalto
aquecedor
chama piloto
4.3 - Densidade relativa 
 É a relação entre a massa do CAP a 20ºC e massa de igual volume de água a 4ºC. Caracteriza a natureza do material, por exemplo, para o CAP a densidade é da ordem de 1,02 g/cm3 enquanto que para o CAN o valor é da ordem de 1,12 g/cm3.  Tem por finalidade a transformação de unidades gravimétricas em volumétricas e é utilizada no cálculo de vazios cheios de betume de misturas betuminosas. 
 
 Considerando a massa específica da água igual a 1,0 g/cm3, o número representativo da densidade do CAP é, portanto, adimensional. 
 
 No procedimento para sua determinação são utilizados os chamados picnômetros de Hubbard e balanças analíticas de grande sensibilidade. 
 
 
Figura 8 – Picnômetro de Hubbard. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Procedimentos 
 
1. Previamente a amostra deve ser aquecida em estufa na temperatura de 110ºC +/- 5ºC para a mesma se tornar fluida. 
2. Pesar o picnômetro vazio com tampa numa balança analítica de alta precisão e anotar como peso A. 
3. Colocar água destilada no béquer até uma altura que seja suficiente para cobrir os picnômetros. 
4.Colocar o picnômetro vazio no béquer com água. Fazer movimento de levantamento da tampa para expulsar as bolhas de ar. Colocar o conjunto béquer e picnômetro no banho maria a 25ºC durante 30 min. Deve se tomar cuidado de não colocar o béquer diretamente sobre bancada de pedra ou metal, para evitar troca de calor. 
5. Retirar o picnômetro do banho maria e enxugar toda a água externa com auxílio de pano seco e papel filtro. Deve ser feito o nivelamento da base. Pesar o picnômetro com água e anotar como peso B. 
6. Retirar a água do picnômetro e levá-lo à estufa até secar. 
7. Retirar a amostra de CAP da estufa inseri-la no picnômetro até 1/3 de sua altura. Esperar o resfriamento até a temperatura de 25ºC. Pesar o picnômetro com a amostra e anotar como peso C. 
8. Colocá-lo no béquer com água. Fazer movimento de levantamento da tampa para expulsar as bolhas de ar. Colocar o conjunto béquer e picnômetro no banho maria a 25ºC durante 30 min. 
98. Retirar o picnômetro do banho maria e enxugar toda a água externa com auxílio de pano seco e papel filtro. Deve ser feito o nivelamento da base. Pesar o picnômetro com a água e amostra e anotar como peso D. 
 
Figura 9 – Pesagem do picnômetro com amostra. 
A densidade relativa é obtida pela fórmula: 
 
ܦ = ܥ − ܣܤ + ܥ − ܣ − ܦ4.4 - Solubilidade – Teor de betume (DNER - ME 010/94). 
 
 O ensaio de solubilidade no bissulfeto de carbono tem por finalidade determinar o grau de pureza do material, ou seja, quantidade de betume contida no material asfáltico, expressa em porcentagem.  A porção insolúvel é constituída por impurezas, enquanto que a solúvel representa os constituintes ativos aglutinantes. 
 
 Como o bissulfeto de carbono é muito inflamável, de odor desagradável e bastante tóxico, tem-se empregado tricloroetileno ou tetracloreto de carbono – CCl4, que tem a vantagem de apresentar essas características mais atenuadas. 
 
 Os asfaltos derivados do petróleo são cerca 99,5% solúveis, os asfaltos naturais cerca de 75%, enquanto que os alcatrões são solúveis de 75% a 90%, devido à presença do carbono livre.  O ensaio consiste em tratar uma determinada massa de ligante betuminoso (2g) com tricloroetileno ou com o CCl4 e deixar em repouso por 15 minutos. Após, é feita a filtração da solução assim obtida, em um cadinho de Gooch forrado em 
seu fundo com amianto calcinado. A diferença de massa entre a amostra inicial e a parte insolúvel – massa da fração solúvel – é expressa em percentagem da massa inicial da amostra. 
 
Figura 10 – Materiais utilizados. 
 Procedimentos 
 
1. Transferir aproximadamente 2 g da amostra para um frasco de Erlenmeyer de 125 ml tarado ou outro recipiente adequado. Aguardar 15 min para o esfriamento da amostra. Pesar com precisão de 1 mg. Anotar como peso A. 2. 2. Adicionar 100 mL de tricloroetileno ao recipiente em pequenas porções, com agitação constante até que toda borra se dissolva e não fique amostra aderida ao recipiente. Arrolhar o frasco ou cobrir de outra maneira o recipiente e deixar em repouso em local sem iluminação por pelo menos 9 h. 
 
3. Adicionar a solução de amianto com água destilada no cadinho em uma quantidade suficiente para cobrir toda a sua superfície. Colocar o cadinho de Gooch em cima do tubo de borracha ou adaptador e este em cima do frasco de filtração. Conectar o tubo de filtração no frasco de filtração em uma extremidade e a bomba de vácuo na outra. Ligar a bomba de vácuo. Esperar o fim do processo de sucção da solução contida no cadinho. 4. 4. Aquecer o cadinho com resíduo com auxílio do Bico de Bunsen, tela de amianto e suporte por 2 min. 5. Aquecimento do cadinho com amianto após aquecimento. 6. Esfriar o cadinho com amianto em um dessecador por 30 min ± 5 min e pesar. Repetir a secagem e a pesagem em balança analítica de grande sensibilidade até obter peso constante (± 0,3 mg). Anotar como peso B. 
 
7. Colocar o cadinho com amianto em cima do tubo de borracha ou adaptador e este em cima do frasco de filtração. Conectar o tubo de filtração no frasco de filtração em uma extremidade e a bomba de vácuo na outra. Ligar a bomba. Transferir a solução do frasco de erlenmeyer que estava em espera de 12 hs para o frasco de filtração com auxílio de um bastão de modo que a solução escorra por ele. As impurezas da amostra ficarão retidas no amianto. Após transferência, colocar mais solução de tricloroetileno no frasco de erlenmeyer para remover possível resíduo remanescente e repetir o processo. 
 
8. Retirar o cadinho do tubo, lavar até que o fundo não contenha mais nenhum material dissolvido e colocá-lo no ponto mais alto da estufa ou em um banho a vapor, até que todo o odor do tricloroetileno esteja removido. Colocar em uma estufa a 110 °C ± 5 °C por pelo menos 20 min. 9. Esfriar o cadinho com amianto em um dessecador por 30 min ± 5 min e pesar. Repetir a secagem e a pesagem em balança analítica de grande sensibilidade até obter peso constante (± 0,3 mg). Anotar como peso C. O peso do resíduo pode ser calculado como D = C -B. 
 
Nota - A fim de obter resultados precisos, o tempo de resfriamento no dessecador deve ser aproximadamente o mesmo (± 5 min) após todos os aquecimentos. Por exemplo, se o cadinho vazio é pesado após um resfriamento de 30 min ± 5 min de resfriamento em um dessecador. Tanto os cadinhos vazios, como os cadinhos contendo materiais insolúveis, que tenham permanecido em um dessecador durante a noite, devem ser reaquecidos em estufa por pelo menos 30 min para então deixar esfriar durante o tempo prescrito antes da pesagem. 
 
 Resultado 
 
Calculamos a porcentagem total de material solúvel no solvente utilizado como segue: 
 % solúvel = {( A - D) / A} x 100 
 
4.5 - Ductilidade (NBR 6293). 
 
 É a distância em centímetros que uma amostra de material betuminoso, em condições padronizadas, submetida a uma tração, em condições especificadas, se rompe. A temperatura do ensaio é de 25ºC e a velocidade de deformação de 5cm/min. 
 A ductilidade é a propriedade de um material suportar grandes deformações (alongamento) sem ruptura. Caracteriza uma resistência à tração e a flexibilidade do CAP. Quanto mais dúctil, maior a flexibilidade do material. O ensaio consiste em moldar um corpo de prova e colocá-lo num aparelho denominado Ductilômetro que submete a amostra a um alongamento horizontal até ser atingida a ruptura. 
 
 O deslocamento, em centímetros, por ocasião da ruptura da amostra, dá a medida da ductilidade. A maioria dos CAP de pavimentação têm ductilidade superior a 60cm. 
 
Figura 11 – Ruptura do ligante. 
 Procedimentos 1. A base de latão e as partes laterais devem ser tratadas com uma mistura de talco, antes de receber o material betuminoso. Com o auxílio de uma estufa, fluir totalmente a amostra betuminosa. Montar os moldes de latão reunindo suas respectivas partes sobre a placa de latão. A base tem de ser bem nivelada para garantir o total contato do plano de fundo do molde. 2. Preencher os moldes com o ligante fluido e isento de bolhas de ar. Realizar movimentos alternados de uma extremidade a outra do molde enchendo bem as suas quinas. Colocar uma quantidade de amostra suficiente para atingir uma altura um pouco maior que a do molde. 
 
Figura 12 – Molde do ligante. 
 
3. Deixar o conjunto molde-amostra esfriar por 30 a 40 minutos à temperatura ambiente. 4. Colocar o conjunto no banho d'água mantido à temperatura do ensaio (geralmente 25ºC) durante 30 minutos. Após esse procedimento, retirar o conjunto do banho. Com uma espátula ligeiramente aquecida, retirar o excesso de material, de forma a nivelar a altura do molde com a da amostra. 5. Recolocar o conjunto no banho mantido a temperatura especificada ± 0,1ºC por um intervalo de 85 a 95 minutos. O nível do banho de água deve ser de no mínimo 10 cm acima do corpo de prova. 6. Afastar os lados do molde, e retirar as garras juntamente com o corpo de prova da placa. Submeter o corpo de prova imediatamente ao ensaio 7. Encaixar os orifícios existentes, em cada extremidade das garras, nos ganchos do ductilômetro, iniciando a tração da amostra, com a velocidade uniforme especificada (5cm/min), até que o corpo de prova venha a romper-se. Durante o ensaio a água no tanque do aparelho deve envolver totalmente o corpo de prova, o nível de água deve ser no mínimo de 2,5 cm acima do corpo de prova e permanecer na temperatura especificada de ensaio com variação de ± 0,5ºC e a velocidade com variação de ± 0,25 cm/min. 8. Se o material betuminoso ficar em contato com a superfície da água ou com o fundo do banho, o ensaio não deve ser considerado. 
 
 
 Resultado 
 
O resultado do ensaio de ductilidade deve ser registrado em centímetros como a distância que as garras do ductilômetro se deslocaram para produzir a ruptura na amostra. O resultado final de ductilidade da amostra será a média, em centímetros, de 3 moldes preparados com porções da mesma amostra. 
 
4.6 - Penetração (DNER - ME 003/99). 
 
 Consiste na medida (em décimos de mm) do quanto uma agulha padrão penetra verticalmente em uma amostra de material betuminoso sob condições específicas de temperatura (25ºC), carga (100g) e tempo (5 segundos). 
 
 A condição de ensaio influencia na“consistência” do cimento asfáltico.  O grau de dureza do CAP é tanto maior quanto menor for o valor da penetração da agulha na mostra 
 
Figura 13 – Penetrômetro. 
 
 Procedimentos 1. Aquecer a amostra betuminosa em estufa até que se torne totalmente fluida, numa temperatura de, no mínimo, 90 ºC acima do ponto de amolecimento deste material. Este processo não deve levar mais de trinta minutos. Evitar a formação de bolhas através de uma agitação da amostra (já fluida). 2. Despejar a amostra numa cuba de penetração adequadamente selecionada de acordo com a penetração prevista. Enchê-la de modo que, após o resfriamento, a altura do material seja, no mínimo, 10 mm maior que a penetração esperada. Cobrir a cuba com a amostra para proteger o material da poeira. Deixar o 
material em repouso à temperatura ambiente durante um intervalo de 60 a 90 minutos para a cuba menor e 90 a 120 minutos para a cuba maior. 3. Mergulhar a cuba de transferência com a amostra em um banho de água na temperatura em que o ensaio deve ser realizado (25 ºC). O tempo que a amostra deverá ficar no banho são os mesmos intervalos de tempo citados para resfriamento a temperatura ambiente. 4. Em seguida, retirar a cuba do banho e transportá-la até o penetrômetro, mergulhada numa cuba contendo a água do banho, evitando assim que a temperatura do ensaio seja alterada. 5. Com o recipiente da amostra dentro da cuba de transferência e a mesma com água do banho d'água , de forma que a amostra fique totalmente submersa, posiciona-se a cuba de transferência sobre o prato do penetrômetro. Ajusta-se a agulha até que a ponta desta encoste à superfície do material betuminoso no interior da recipiente. Pode-se utilizar uma luminária para facilitar a visualização. 6. Anotar a leitura do amostrador do penetrômetro ou zerar a leitura. Liberar a agulha e esperar o tempo 5 segundos para o ensaio. Fazer a leitura e anotar o resultado. Este procedimento deverá ser feito pelo menos três vezes em pontos da superfície da amostra, distantes entre si e da borda do recipiente de 1 cm no mínimo. Entre cada medição a cuba deverá retornar ao banho para maior precisão na temperatura do ensaio. Limpar a agulha e repetir a operação. 
 
 Resultados 
A penetração da amostra será a média aritmética dos valores obtidos a qual deve ser aproximada até a unidade, de no mínimo três penetrações, cujos valores não se afastem mais que os valores da tabela abaixo: 
 
Tabela 3 - Intervalos aceitos para a penetração. 
 
 
4.7 - Viscosidade Saybolt-Furol (DNER - ME 004/94) 
 
 A viscosidade Saybolt-Furol é o tempo, em segundos, que uma determinada quantidade de material betuminoso (60ml) leva para fluir através de um orifício de dimensões padronizadas, a uma determinada temperatura.  O ensaio se destina a medir a consistência dos materiais betuminosos em estado líquido, de uma forma prática. São utilizados o viscosímetro Saybolt para os materiais asfálticos. 
  Esses equipamentos se destinam, portanto, em medir a resistência ao escoamento desses materiais, a temperaturas variáveis, de acordo com as suas consistências. São utilizadas temperaturas no intervalo de 25ºC a 170ºC.  A tendência atual é definir relações entre a viscosidade e a temperatura com a finalidade de quantificar de forma adequada as temperaturas de trabalho no laboratório e no campo.  O valor da viscosidade é reportado em segundos Saybolt-Furol, abreviado como SSF, a uma dada temperatura de ensaio. 
 
Figura 14 – Viscosímetro Saybolt Furol. 
 
 Procedimentos: Preparação da Amostra 
 
 Aquecer cerca de 450 g da amostra no recipiente de meio litro sobre a placa de aquecimento elétrico. 
 
 Devem ser tomados cuidados para não haver superaquecimento da amostra durante o aquecimento inicial, uma vez que pode ocorrer oxidação e alterar os resultados. 
 
 Aquecer a amostra 10 a 15ºC acima da temperatura de ensaio, agitando de vez enquanto, exceto para os últimos 30ºC quando a agitação deverá ser contínua. 
 
 O aquecimento da amostra não deverá ultrapassar de 2h, e será feito uma só vez para cada ensaio, não se permitindo o seu reaquecimento. 
 
Figura 15 – Materiais utilizados. 
 
 Procedimentos 
 
1. Limpar e secar o tubo do viscosímetro, inserir a rolha. Verter a amostra quente ao tubo até transbordar na galeria. Colocar a tampa sobre o tubo e inserir o termômetro de ensaio através do orifício central. Agitar a amostra no tubo continuamente, com o termômetro em movimento giratório, evitando a formação de bolhas. 2. Ajustar a temperatura do banho do viscosímetro de forma que a temperatura permaneça constante. Atingindo o equilíbrio térmico, nenhum ajustamento posterior deve ser feito na temperatura do banho. Tendo a temperatura da amostra no tubo permanecido constante dentro de uma faixa de mais ou menos 0,5ºF da temperatura de ensaio, por um minuto, com agitação constante, retirar o termômetro e a tampa do tubo. 3. Colocar o frasco receptor em posição, retirar a rolha e acionar simultaneamente o cronômetro, deixando a amostra fluir continuamente para o interior do frasco receptor. Parar o cronômetro assim que a amostra atingir a marcação de 60 ml no frasco receptor. 
 
 
Figura 16 – Procedimentos. 
 Resultado 
 
A viscosidade Saybolt-Furol da amostra é o tempo em segundos obtido na temperatura na qual o ensaio foi realizado. Anotar a temperatura do ensaio em Fahrenheit e a viscosidade em segundos com aproximação de 0,5 segundos para viscosidade abaixo dos 200 segundos e, com uma aproximação de 1,0 segundo, para as viscosidades igual ou acima de 200 segundos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA. 
  BAUER, L. ª F. “ Materias de Construção” volumes 1 e 2 , 2000 Editora LivrosTécnicos e Ciêntíficos, São Paulo – SP.  PETRUCCI, E. G. R. “ Materiais de Construção”, 1998, Editora globo, Rio de Janeiro – RJ.PETRUCCI, E. G. R. “Concreto de Cimento Portland 1998, Editora Globo, Rio deJaneiro – RJ.  RIBEIRO, C.C ,PINTO , J.D, “MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO” , ED CENGAGE LEARNING, SÃO PAULO , 2009.  HIGWAYS: the Location, Design, Construction & Maintenance of Pavements: C. A. O’Flaherty, Butterworth Heinemann; ISBN: 0-7506-5090-7, 2002.  Manual de Pavimentação: CEPSA Betumes 2007 CEPSA Portuguesa Petróleos, S.A. 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 
 
1. a) Descrever o princípio do ensaio da medida de viscosidade com o viscosímetro Saybolt-Furol. b) Qual é a limitação deste método? c) Qual é o método usado que é mais representativo de viscosidade? Resolução: a) Através deste método, é medido o tempo necessário para encher um frasco de 60 ml de material betuminoso saindo do orifício de um tubo com dimensões padronizadas numa temperatura determinada: quanto mais longo o tempo de escoamento, maior a viscosidade do produto asfáltico e mais próximo o mesmo estará da consistência semi-sólida. b) A limitação se encontra no fato de que os materiais betuminosos apresentam uma grande escala de viscosidade, não se encontrando, portanto, um viscosímetro padrão. c) viscosímetro Saybolt-Furol. 2. Definir: a) O ponto de fulgor; b) O ponto de combustão. Resolução: a) O ponto de fulgor é a temperatura para a qual os gases emanados de um material betuminoso fazem uma rápida explosão ao contato com uma chama-piloto. b) Ponto de combustão é a temperatura para a qual a amostra após inflamar-se com a chama piloto, continua a queimar-se por no mínimo 5 segundos. 
3. Explicar a significação das siglas seguintes: a) CAN-85/100; b) CAP- 50/60; c) CAP-20; d) CR-250; e) CM-30; f) RC-2 ou (CR-2); g) MC-2 (CM-2); h) RR-2C; i) i) RM-1C. 
Resolução: 
a) CAN = Cimento Asfáltico Nativo; 85/100 = índice de penetração (para uso em pavimentação); b) CAP = Cimento Asfáltico de Petróleo; 50/60 = índice de penetração (para uso em pavimentação); c) CAP = Cimento Asfáltico de Petróleo; 20 = viscosidade cinemática (para uso em pavimentação); d) CR = Asfalto Diluído de Cura Rápida;250 = viscosidade cinemática mínima (para uso em pavimentação); e) CM = Asfalto Diluído de Cura Média; 30 = viscosidade cinemática mínima (para uso em pavimentação); f) RC = Cimento Asfáltico Diluído de Cura Rápida; 2 = representa a viscosidade (para uso em impermeabilizações) ; g) MC = Cimento Asfáltico Diluído de Cura Média; 2 = representa a viscosidade (para uso em impermeabilizações); h) RR = Emulsão Asfáltica de Ruptura Rápida; 2 = representa a viscosidade; C = catiônico (para pavimentação); i) RM = Emulsão Asfáltica de Ruptura Média; 1 = representa a viscosidade; C = catiônico (para pavimentação).