AULA BETUME atualizada

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MATERIAIS 
BETUMINOSOS
Profa.: Andréa Resende
Disciplina: Materiais de Construção
BETUME
“Material cimentício de consistência sólida, 
semissólida ou viscosa, que pode ocorrer na 
natureza ou ser obtido por um processo industrial, 
composto principalmente de hidrocarbonetos de alto 
peso molecular, completamente solúvel em 
bissulfato de carbono, dos quais, asfaltos e 
alcatrões são típicos.”
(ABNT NBR 7208)
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ASFALTO
“Material cimentício, de cor preta a parda escura, 
no qual o constituinte predominante é o betume, que 
ocorre na natureza ou é obtido no processamento do 
petróleo, que amolece gradualmente pelo calor e 
com características apropriadas à pavimentação.”
(ABNT NBR 7208)
ALCATRÃO
“Produto betuminoso líquido ou semissólido, de cor 
entre preta e parda escura, obtido pela destilação 
destrutiva da hulha e com características 
apropriadas à pavimentação.”
(ABNT NBR 7208)
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Mina de carvão hulha
Mina de xisto a céu aberto
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Lago Trinidad
Poços de petróleo
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HISTÓRIA
• Ligantes de conchas, pedras preciosas em estátuas 
pelos Sumérios – 3000a.C;
• Preservação de múmias;
• Impermeabilização e cimentação pelos 
Babilônicos – 625a.C;
• Século XVI pavimentação como os Incas;
• 1830 – 1850 processo de pavimentação atual 
Concreto Asfáltico/Betuminoso.
CARACTERÍSTICAS E 
PROPRIEDADES
• Repelência à água;
• Força adesiva intensa;
• Solúvel em dissulfeto de carbono (CS2);
• Não existe uma fórmula química exata para o 
betume;
• Normalmente em estado sólido, líquido e pastoso;
• Aglomerante ativo;
• Sensível à temperatura;
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CARACTERÍSTICAS E 
PROPRIEDADES
• Mau condutor de calor, eletricidade e som;
• Custo baixo;
• Combustíveis;
• Diversidade de composição.
APLICAÇÃO DE BETUMES 
NA CONSTRUÇÃO CIVIL
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PAVIMENTAÇÃO
• Cimento asfáltico de petróleo (CAP);
• Asfaltos diluídos (ADP);
• Emulsões asfálticas (EAP);
• Asfaltos modificados (AMP – AMB)
• Aglutinador;
• Resistencia aos desgastes e inercia a produtos 
químicos;
• Imprimações.
IMPERMEABILIZAÇÕES
• Asfalto;
• Emulsão asfáltica;
• Manta asfáltica.
• Proteção contra impermeabilizantes.
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CLASSIFICAÇÕES
ASFALTO - ALCATRÕES
ASFALTOS
Obtidos a partir da destilação do petróleo, naturais 
ou refinados. 
• Constituídos por betumes;
• Consistência sólida ou semissólida à temperatura 
ambiente;
• Coloração preta;
• Odor de óleo queimado;
• Fusão gradual com aumento de temperatura;
• Aglutinantes – Impermeabilizantes;
• Flexíveis e trabalháveis.
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ASFALTOS
• Rochas Asfálticas – sedimentares ou calcárias com 
10 a 30% de betume impregnado;
• Asfaltos naturais – Extraídos de lagos e depósitos 
– mais consistentes;
E: Cimento Asfáltico Natural (CAN)
TIPOS DE ASFALTO
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ASFALTOS NATURAIS
• Óleos de petróleo que afloram na superfície
terrestre e que pela ação do sol e do vento são
destilados naturalmente;
• Apresentam grande quantidade de matéria
mineral.
ASFALTOS DE PETRÓLEO
• Processo de fracionamento do petróleo;
• Isento de material mineral;
• Entre 10 e 70% da composição do petróleo;
• Processo de refinação depende:
• Tipo de petróleo;
• Rendimento em asfalto
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ASFALTO PETRÓLEO
• O asfalto ou o Cimento Asfáltico de Petróleo 
(CAP) é a base de praticamente todos os outros 
tipos de materiais asfálticos existentes no mercado 
brasileiro:
• Emulsão Asfáltica (EAP);
• Asfaltos Diluídos (ADP);
• Asfaltos Oxidados ou soprados de uso 
industrial – piches;
• Asfaltos Modificados por Polímero (AMP);
• Asfaltos Modificados por Borracha (AMB)
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EMULSÕES ASFÁLTICAS
Mistura heterogênea de dois ou mais líquidos, que 
normalmente não se dissolvem um no outro, mas 
formam uma mistura estável quando são mantidos 
em suspensão por agitação ou, mais 
frequentemente, por pequenas quantidades de 
emulsificantes.
EMULSÕES ASFÁLTICAS
• Emulsão óleo-água;
• Líquido aplicado à frio;
• Coloração – Marrom claro ou marrom escuro;
• Cura – evaporação da água em 10 a 12 horas;
• Solidifica o asfalto;
• Quebra é o tempo que demora para evaporar água 
ao ar;
• Nunca devem ser aquecidas acima de 70oC.
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EMULSÕES ASFÁLTICAS
EMULSÃO TEMPO DESIGNAÇÃO
De quebra rápida 40 min RR ou RS
De quebra média 2h RM ou MS
De quebra lenta 4h RL SS
ASFALTO DILUÍDO
• Produzidos pela adição ao asfalto de um solvente 
volátil, obtido do próprio petróleo, que varia 
conforme o tempo necessário para a perda do 
componente adicionado.
• Também conhecidos como asfaltos recortados ou 
“cut-backs”;
• O fenômeno de evaporação do diluente denomina-
se cura;
• Aplicado como pintura primária na aplicação de 
asfaltos
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ASFALTO DILUÍDO
DILUENTES A.D. DESIGNICAÇÃO
Gasolina Cura rápida ADR
Querosene Cura média ADM
Óleo diesel Cura lenta ADL
ASFALTO OXIDADO
• Produzidos pela passagem de ar através da fração
mais pesada restante do processo de refino do
petróleo;
• Aumento da temperatura no qual o asfalto
amolece;
• Mais resistente à intempéries porém menos
adesivo. Melhor impermeabilização.
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ASFALTO OXIDADO
• Consistência sólida;
• Menor adesividade;
• Menor sensibilidade às temperaturas;
• Maior resistência às intempéries;
• Aplicados em impermeabilizações;
ASFALTOS MODIFICADOS
• Produzidos pela adição de materiais poliméricos 
ou borracha;
• Necessidade de tornar o asfalto menos sensível a 
temperatura ambiente, com mais flexibilidade, 
melhor trabalhabilidade, maior coesão e maior 
ductibilidade.
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ASFALTO POLIMÉRICO
• A adição de polímeros deve ser:
• Resistente a degradação nas temperaturas 
usuais de utilização do asfalto;
• Melhore a fluidez em altas temperaturas;
• Não necessita de equipamentos especiais para 
aplicação;
• Temperaturas de utilização próximas ao CAP.
ASFALTO DE BORRACHA DE PNEU
• Deve ser processado em altas temperaturas;
• Apresentam menor viscosidade que os asfaltos 
convencionais;
• Necessidade de equipamentos especiais.
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ALCATRÕES
Subproduto da destilação de combustíveis sólidos, 
originários principalmente de matéria orgânica, tais 
como carvão, turfa e madeira.
• Também constituídos por betumes;
• Consistência líquida à temperatura ambiente;
• Odor parecido com creolina;
• Fusão gradual com aumento de temperatura;
ALCATRÕES
• O alcatrão para pavimentação resulta da destilação 
do alcatrão bruto, obtido especialmente para 
apresentar características próprias para a utilização 
na construção de pavimentos. Dependendo do 
grau de destilação são obtidos diferentes tipos de 
resíduos: alcatrão liquido, viscoso (semissólido) e 
piche. 
• Alta temperatura de obtenção 700 – 1200ºC;
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ALCATRÕES
• Processos de obtenção (destrutivos)
Aplicação de calor sem acesso de ar;
Fornos de coqueiral;
Alcatrão bruto – subproduto do processo 
siderúrgico;
• Combustão parcial do carvão com acesso de ar e 
vapor
Alcatrão bruto – subproduto do processo de 
obtenção de gases, em gasômetros, obtido a 
partir da hulha.
TIPOS DE ALCATRÕES
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PICHE
• Resíduos finais da destilação dos alcatrões;
• Qualidade inferior;
• Composto por:
• 11,0 a 17,0% de betume;
• Resíduo de argila, pedrisco e filler;
• Sólido nas temperaturas normais
BREU
• Maior destilação do piche;
• Perda de quase todo o betume;
• Areia se transforma em vidro;
• Aparência vítrea;
• Sólido em temperatura ambiente
• Elevada dureza.
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PROPRIEDADES
GENERALIDADES
• Todas as propriedades físicas do asfalto estão associadas à 
sua TEMPERATURA;
• Critérios maisutilizados como classificação é a avaliação 
da susceptibilidade térmica;
• As duas principais características utilizadas são: 
• a “dureza”;
• Ponto de amolecimento;
• Viscosidade;
• Ductibilidade;
• Densidade;
• Ponto de fulgor.
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CONCEITOS
• DUREZA: Resistência à penetração;
• PONTO DE AMOLECIMENTO: Temperatura a 
partir da qual há o amolecimento do betume;
• VISCOSIDADE: Resistência à deformação;
• DUCTIBILIDADE: Capacidade do material de se 
distender sem romper;
• PONTO DE FULGOR: Temperatura acima do 
qual o material pode inflamar.
FORÇA ADESIVA
• Material aglomerante como o cimento ou cal;
• Mas ao contrário não precisa de água para 
reação;
• Não ocorrem reações químicas, somente físicas;
• Calor – tornam betume plástico novamente.
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PONTO DE FUSÃO
• Ponto de fusão baixo – bastante sensível ao calor;
• Sólido à temperatura inferiores à 10ºC
PONTO DE FUSÃO
• Viscosos entre 10ºC e 50ºC;
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PONTO DE FUSÃO
• Temperaturas abaixo de 0ºC são quebradiços.
HIDROFUGANTES
Materiais que repelem água por aumentar a pressão
nos poros da superfície.
• Demandando de uma espessura adequada para
trabalhar com impermeabilizante.
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INERCIA QUIMICA
• Quimicamente é considerado um material inerte;
• Não reage com a maioria dos materiais de 
construção – Cimento, cal, madeira, ferro, 
cerâmica.
PLASTICIDADE
Capacidade de se deformar quando um esforço é 
aplicado.
• Os betumes são materiais plásticos e dúcteis por 
apresentar plasticidade sem o rompimento por 
fissura.
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ENVELHECIMENTO
É o processo de perda da plasticidade, da aderência 
e da impermeabilidade quando o material é exposto 
diretamente à intempérie (quando protegidos, eles 
podem conservar sua composição e propriedades por 
anos); 
ENVELHECIMENTO
• Causas físicas: 
Com a evaporação dos componentes oleosos leves 
responsáveis pela plasticidade.
• Causas químicas: 
Com a oxidação dos constituintes gerando formação 
de CO2 e H2O que evaporam, e de álcoois e acetonas 
que são levados pelas chuvas. 
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DENSIDADE
• Varia entre 0,9 e 1,4 kg/dm3 e permite uma 
avaliação grosseira da pureza do material assim 
como controlar a uniformidade ou constância de 
propriedades em diferentes partidas de 
fornecimento.
• Indica alteração na composição e presença de 
impurezas (teor de cinzas, água).
DENSIDADE
• MÉTODO DA BALAÇA HIDROSTÁTICA
• PROCESSO PICNÔMETRO
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VISCOSIDADE
É a resistência à deformação oposta por um fluido à 
ação de uma força (resistência ao escoamento); é a 
consequência do atrito interno que se opõe à fluidez. 
Perda de coesão e força atrativa com aumento de 
temperatura. 
• Pode ser medida segundo dois métodos:
VISCOSIDADE
• Medida do tempo que uma determinada 
quantidade de material leva para escoar através de 
um orifício padrão a uma temperatura 
estabelecida pelo método Saybolt-Furol
• Medida da viscosidade cinemática que relaciona a 
adesão do fluido as paredes do recipiente com a 
sua densidade.
https://www.youtube.com/watch?v=qhFVc5bw3bc
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SAYBOLT-FUROL
• Tempo em que o asfalto leva para escoar 60ml em um funil 
padronizado, a temperatura de estabilidade do material, 
entre 25 – 170ºC.
• NBR 14756
SAYBOLT-FUROL
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DUCTIBILIDADE
Capacidade do material ser esticado sem romper. 
Forma de medir a plasticidade.
• Baixa ductilidade pode levar à ruptura por tração 
do material betuminoso devido à dilatação do 
material de suporte.
• Elevada ductilidade excessiva pode gerar 
ondulações nos pavimentos devidas ao tráfego.
A ductilidade aumenta quando a temperatura e o 
ponto de penetração aumentam e quando a 
viscosidade diminui.
https://www.youtube.com/watch?v=P2S7fSFSf2A
DUCTIBILIDADE
• A coesão dos asfaltos é avaliada diretamente pela medida 
empírica da deformação.
• É dada pelo alongamento de uma amostra até o 
rompimento à uma temperatura de 25ºC.
• NBR 6293
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DUCTIBILIDADE
DUREZA – ENSAIO DE 
PENETRAÇÃO
• Resistência que o material se opõem ao risco e à 
penetração, deformação plástica permanente e ao 
desgaste mecânico.
• Procuram-se asfaltos que apresentam elevada 
dureza depois de aplicados, para resistir as 
deformações causadas pelo tráfego e compressão.
• Menor plasticidade
• Elevado ponto de amolecimento
• NBR 6576
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ENSAIO DE PENETRAÇÃO
• Profundidade em décimo de milímetro que a 
agulha padronizada penetra em uma amostra por 5 
segundos a temperatura de 25ºC.
• NBR 14756
PONTO DE AMOLECIMENTO
É a temperatura em que o material betuminoso 
torna-se mole, não amolecera nos dias quentes.
• Com o aumento da dureza: 
• Maior a resistência ao calor, 
• Mario a resistência esforços mecânicos
• Mais duro e quebradiço.
https ://www. youtube .com/watch?v=IVVmMvUIRlg
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PONTO DE AMOLECIMENTO
• Anel contendo amostra de asfalto, com uma esfera de aço 
apoiada sobre a amostra, é submetido a um banho-maria, 
com taxa de aumento de temperatura do liquido de 
5°C/min.
• Ao atingir determinada temperatura o asfalto fluirá́ com o 
peso da esfera de aço apoiada em sua superfície e se 
deslocará 1” até tocar o fundo do recipiente
• Anota-se a temperatura nesse momento, que é o chamado 
ponto de amolecimento
• NBR 6560
PONTO DE AMOLECIMENTO
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PONTO DE AMOLECIMENTO
PONTO DE FULGOR
• Temperatura para qual os gases emanados de um 
material betuminoso geram explosão em contato 
com uma chama-piloto
• Ele limita a temperatura de aquecimento para 
evitar a inflamação e explosão e o ponto de 
amolecimento.
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PONTO DE COMBUSTÃO
• Temperatura para qual o material se inflama com a 
chama piloto queimando por 5 segundos.
• Situa-se um pouco acima do ponto de Fulgor.
OUTROS ENSAIOS
• SOLUBILIDADE: Utilizado para medir a quantidade de 
betume presente em uma amostra de asfalto – NBR 14855; 
• DURABILIDADE: Ensaios de efeito do calor e do ar –
NBR 14736. Perda das características de penetração, 
ductibilidade ou viscosidade;
• ESPUMA: Verificação da existência de água no asfalto 
devido a possibilidade de formação de bolhas;
• SUSCEPTIBILIDADE TÉRMICA: Sensibilidade da 
consistência dos ligantes asfálticos à variação de 
temperatura.