ECV T Betuminosos 2015 01

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MATERIAIS BETUMINOSOS
 
 
1) COMPOSTOS ESSENCIALMENTE DE BETUME
 DEFINIÇÃO DA ASTM: 
"BETUME É UMA 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, 
SENDO COMPLEMENTE SOLÚVEL NO BISSULFETO DE CARBONO"
 É muito difícil conseguir duas porções de betume absolutamente 
iguais
2) MATERIAIS BETUMINOSOS BÁSICOS

COMPOSIÇÕES DE BETUMES EM OUTRAS SUBSTÂNCIAS: ARGILAS, 
AREIAS, ÓLEOS, SOLVENTES, GRAXAS, ETC.
 ASFALTO 
- Definição da ABNT: TB-27 (NBR 7208): " É um material sólido ou semi-
sólido, de cor entre preta e pardo escura, que ocorre na natureza ou é 
obtido pela destilação do petróleo, que funde gradualmente pelo calor, e 
no qual os constituintes predominantes são os betumes."
- BETUME + ARGILAS, SILTES, AREIAS, IMPUREZAS MINERAIS E 
ORGÂNICAS, ETC.
- ENCONTRADOS NO SOLO (asfaltos nativos ou naturais) ou OBTIDOS 
DURANTE A INDUSTRIALIZAÇÃO DO PETRÓLEO (asfaltos de petróleo 
ou pirogenados)
 MATERIAIS DERIVADOS DO ASFALTO
* ASFALTOS DILUÍDOS OU SOLUÇÕES ASFÁLTICAS: 
 Asfaltos dissolvidos em solventes orgânicos 
(gasolina, querosene ou óleo mineral)
* EMULSÕES ASFÁLTICAS OU HIDROASFALTOS: 
 Asfaltos “diluídos” em água
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PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
CARACTERÍSTICAS DOS BETUMES
→ ALTA FORÇA ADESIVA: materiais aglomerantes 
→ BAIXO PONTO DE FUSÃO (amolecimento) ⇒ PLASTICIDADE 
Sensíveis à ToC: fundem e solidificam facilmente
 moldam-se com pequenas pressões
→ HIDROFUGANTES: impermeáveis, mas com espessura adequada
→ QUIMICAMENTE INERTES com a maioria dos materiais de construção 
→ ENVELHECEM quando exposto ao ar livre ou ao calor 
⇒ PERDA DA PLASTICIDADE; TORNA-SE QUEBRADIÇO
→ MÁS CONDUTORES DO CALOR, DA ELETRICIDADE E DO SOM
→ ARDEM COM CHAMA LONGA E FUMAÇA PRETA E ESPESSA
→ RELATIVAMENTE BARATOS: subprodutos
→ TODOS OS HIDROCARBONETOS DE BETUME SÃO SOLÚVEIS NO 
DISSULFETO DE CARBONO
→ COMPOSTOS POR ATÉ 10000 SUBSTÂNCIAS DIFERENTES; 
C (80%), H (10%) e outros (10%)
ENVELHECIMENTO

Processo de perda da plasticidade, da aderência e da impermeabilidade 
quando o material é exposto diretamente à intempérie
O envelhecimento se inicia pelas camadas superficiais com formação de 
uma crosta dura mas o processo continua (pela migração dos óleos 
internos até a superfície) com intensidade decrescente até que uma 
camada externa seja suficientemente grossa para interompê-lo
DENSIDADE
 Avaliação grosseira da pureza do material assim como controlar a 
uniformidade ou constância de propriedades em diferentes partidas 
de fornecimento  entre 0,9 e 1,4 kg/dm3 
 POR PESAGEM HIDROSTÁTICA (método ASTM D70)
DENSIDADE = M/m
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 PELO ENSAIO DO PICNÔMETRO
 
a) MATERIAL BETUMINOSO COM CONSISTÊNCIA FLUIDA
m0 : peso do picnômetro limpo e seco
ma : peso do picnômetro com água
mb : peso do picnômetro com a amostra de material betuminoso
DENSIDADE = (mb - m0) (peso da amostra)
 (ma - m0) (peso de água)
b) MATERIAL BETUMINOSO SEMI-SÓLIDO
m0´ : peso do picnômetro limpo e seco
ma´ : peso do picnômetro com água
mb´ : peso do picnômetro com a metade da amostra
mc´ : peso do picnômetro com a metade da amostra + água
DENSIDADE = m’b - m’0 (peso da amostra)
 (m’a - m’0) - (m’c - m’b)
 (peso de agua) – (peso de água sobrando depois de colocar a amostra)
 = Peso de água equivalente à amostra
DUREZA
RESISTÊNCIA QUE OS MATERIAIS BETUMINOSOS OPÕEM À 
PENETRAÇÃO OU RISCO ⇒ CLASSIFICAÇÃO
 ÍNDICE DE PENETRAÇÃO: o PONTO DE PENETRAÇÃO é a 
profundidade que uma agulha padrão com ∅ de 1 mm penetra na 
amostra (em 1/10 mm) em condições padronizadas de carga (Ex.: 
100 g.), temperatura (Ex.: 25oC) e tempo de aplicação da carga (Ex.: 
5 s.)
 
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ALTA DUREZA
⇓
 MAIOR RESISTÊNCIA: BOM P/ RESISTIR ÀS DEFORMAÇÕES 
CAUSADAS PELO TRÁFEGO E COMPRESSÃO (DEPOIS APLICADOS)
 MENOR PLASTICIDADE: RUIM P/ IMPERMEABILIZAÇÃO, O MATERIAL 
TORNANDO-SE MAIS QUEBRADIÇO
 MAIOR PONTO DE AMOLECIMENTO: RUIM P/ O TRABALHO DE 
APLICAÇÃO (MAIOR AQUECIMENTO) 
VISCOSIDADE
RESISTÊNCIA À DEFORMAÇÃO OPOSTA POR UM FLUIDO À AÇÃO DE 
UMA FORÇA (RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTO)
1) VISCOSÍMETRO SAYBOLT – FUROL: Medida do tempo que uma 
determinada quantidade de material leva para escoar através de 
um orifício padrão a uma temperatura estabelecida pelo método
 
2) VISCOSÍMETRO BROOKFIELD: Mede a viscosidade dinâmica: força 
tangencial que opõe um líquido colocado entre dois planos cujo um 
avança em Ns/m2 ou poise (1 Ns/m2 = 1 poise). 
 
Permite também obter a curva viscosidade-temperatura em ampla faixa 
de determinação com a mesma amostra
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PONTO (TEMPERATURA) DE AMOLECIMENTO

TEMPERATURA EM QUE O MATERIAL BETUMINOSO TORNA-SE MOLE
PONTO DE AMOLECIMENTO ALTO
⇓
 NÃO AMOLECERÁ NOS DIAS QUENTES; bom p/ impermeabilização
 NECESSITARÁ MAIS CALOR P/ APLICAÇÃO: deverá ser colocado e 
compactado mais rapidamente antes que esfrie e endurece
 MAIS DURO ⇒ MAIS RESISTENTE AOS ESFORÇOS MECÂNICOS
 MAIS DURO ⇒ MAIS QUEBRADIÇO E FRÁGIL ...
MÉTODO DO ANEL E BOLA
 
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DUCTILIDADE

CAPACIDADE DOS MATERIAIS SOFREREM ALONGAMENTO SEM SE 
ROMPEREM; É UMA FORMA DE MEDIR A PLASTICIDADE
BAIXA DUCTILIDADE 
⇒ Ruptura por tração devido à dilatação do material de suporte
DUCTILIDADE EXCESSIVA 
⇒ Ondulações nos pavimentos devidas ao tráfego
 
 
 
 DUCTILIDADE  quando a temperatura e o ponto de penetração 
quando a viscosidade 
PONTO DE FULGOR E DE COMBUSTÃO
PONTO DE FULGOR: ToC p/ a qual os gases emanados de um material 
betuminoso fazem uma rápida explosão (lampejo) ao contato de uma 
chama-piloto
PONTO DE COMBUSTÃO: ToC p/ a qual a amostra, após inflamar-se 
com a chama-piloto, continua queimar-se no mínimo por 5 segundos.
PONTO DE FULGOR: SEGURANÇA DOS TRABALHOS
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DETERMINAÇÃO DO TEOR DE BETUME TOTAL
Solubilidade no CS2 ou tricloroetileno ⇒ % de impureza na amostra
ENSAIO DE EFEITO DO CALOR E DO AR (ECA) OU ENSAIO DE ESTUFA 
DE FILME FINO – THIN FILM OVEN TEST – TFOT OU ENSAIO DE 
PELÍCULA DELGADA
SUBMETER AMOSTRAS DO LIGANTE, COLOCADAS EM PELÍCULA DE 
PEQUENA ESPESSURA DENTRO DE UM RECIPIENTE PADRONIZADO, A 
UM CERTO TEMPO DE SOLICITAÇÃO DE TEMPERATURA ELEVADA E 
JATOS DE AR, POR EXPOSIÇÃO DENTRO DE UMA ESTUFA ESPECIAL
Na especificação brasileira: 163oC por 85 minutos
 
Após o tratamento: ensaios de variação de massa, ductilidade, ponto de 
amolecimento, ponto de penetração.
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CIMENTOS ASFÁLTICOS

BETUMES DE ALTO PESO MOLECULAR QUASE PUROS OU COM 
ALGUMA MISTURA DE MATERIAL MINERAL
 TERMOPLÁSTICO, DE COMPONENTES POLIMÉRICOS
 SÓLIDOS OU QUASE À TEMPERATURA AMBIENTE
 TORNAM-SE FLUIDO COM O AQUECIMENTO E NO RESFRIAMENTO, 
ENDURECEM NOVAMENTE MAS, ATENÇÃO AO ENVELHECIMENTO
 
CIMENTOS ASFÁLTICOS NATIVOS (CAN)

ASFALTOS ENCONTRADOS NA NATUREZA (ROCHAS ASFÁLTICAS, 
DEPÓSITOS, JAZIDAS) GERALMENTE ASSOCIADO A MATERIAIS 
MINERAIS OU ÁGUA
EM DESUSO NO BRASIL
CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO (CAP)

SUBPRODUTOS DA DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO CONSTITUÍDOS 
PELOS HIDROCARBONETOS MAIS PESADOS
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1) CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO PARA UTILIZAÇÃO EM 
PAVIMENTAÇÃO
As Normas Brasileiras chamam de cimento asfáltico preparado de petróleo 
(CAP), o asfalto obtido especialmente para apresentar as qualidades e 
consistência própriapara uso direto na construção de pavimento.
Os Cimentos Asfálticos de Petróleo para utilização em pavimentação 
são classificados segundo a consistência medida PELO ÍNDICE DE 
PENETRAÇÃO (IP)
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Observação: o Índice de Susceptibilidade Térmica (IST) liga o ponto de 
amolecimento com o ponto de penetração.
Especificação Brasileira: faixa admissível para o IST entre (-1,5) e (+0,7)
IST > (+0,7): asfaltos pouco sensíveis a elevadas temperaturas e quebradiços 
em temperaturas mais baixas
IST < (-1,5): asfaltos muito suscetíveis à ação da temperatura
2) CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO PARA UTILIZAÇÃO EM 
IMPERMEABILIZAÇÃO

ASFALTO OXIDADO OU SOPRADO
É um ASFALTO ENVELHECIDO ARTIFICIALMENTE que tem:
 * Uma consistência mais dura 
 * Menor poder aglutinante e adesividade
 * Menor sensibilidade à temperatura 
 * Menor contração e fissuramento na aplicação
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 RECOMENDADO PARA IMPERMEABILIZAÇÕES E NÃO DEVE SER 
USADO EM PAVIMENTAÇÃO DEVIDO A UMA PERDA DE SUAS 
PROPRIEDADES AGLOMERANTES
Tipo I Tipo II Tipo III
Ponto de amolecimento 60 a 75 °C 75 a 95 °C 95 a 105 °C
Ponto de penetração 25 a 40 20 a 35 15 a 25
Ductilidade mínima 5 cm 5 cm 5 cm
Solubilidade mínima no CS2 99 % 99 % 99 %
Ponto de Fulgor mínimo 230 °C 230 °C 230 °C
Perda máx. por aquecimento
(5 horas a 163 °C)
1 % 1 % 1 %
Fundações Intermediário Coberturas
MATERIAIS DERIVADOS DOS ASFALTOS
CAN e CAP apresentam diversos problemas na hora da aplicação:
 SÓLIDOS NAS TEMPERATURAS AMBIENTES NORMAIS 
⇒ Aquecimento a altas temperaturas antes da aplicação
 NÃO ADEREM ÀS SUPERFÍCIES ÚMIDAS 
⇒ Necessitam superfícies bem secas
 SÃO MUITO VISCOSO
⇒ Dificuldades p/ penetrar nos poros dos materiais da base 
 SOLUÇÃO: USO DE ASFALTOS "DISSOLVIDOS": LÍQUIDOS OU 
FRIOS
- líquidos ou quase nas temperaturas ordinárias (menos viscosos)
- solidificam só depois de aplicados (evaporaçaõ do solvente)
ASFALTOS DILUÍDOS OU SOLUÇÕES ASFÁLTICAS

ADIÇÃO DE UM SOLVENTE OU DILUENTE AOS CAP
⇒ Tinta preta com viscosidade função da quantidade e tipo de solvente 
e que, quando protegida do ar, permanece líquida por muito tempo
ADEREM EM SUPERFÍCIES ÚMIDAS (dependendo do tipo de solvente), 
MAS, NÃO SE APLICAM EM DIAS DE CHUVA, COM TEMPERATURA 
AMBIENTE INFERIOR A 10OC E EM SUPERFÍCIES MOLHADAS.
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TEMPO DE CURA: 
TEMPO NECESSÁRIO PARA QUE, NUMA FINA PELÍCULA, O 
DILUENTE EVAPORE, DEIXANDO SOMENTE O ASFALTO:
- CURA RÁPIDA (ADR, CR ou RC); naftas leves (gasolina)
- CURA MÉDIA (ADM, CM ou MC); querosene
- CURA LENTA (ADL, CL ou SC); óleos pesados ou óleo diesel
PROPRIEDADES (comparadas com os asfaltos puros CAP):
- Menor plasticidade, poder aglutinante e ponto de Fulgor
- Envelhecem mais rapidamente
- Mais permeáveis
- Mais “finos” (menos viscosos)
- Boa aderência aos metais
PRINCIPAIS USOS
- Pintura primária na aplicação de CAP em pavimentação e 
impermeabilização 
- Tinta antioxidante para metais
- Tinta preservadora de madeira
CLASSIFICAÇÃO: SEGUNDO TEMPO DE CURA E VISCOSIDADE 
CINEMÁTICA MÍNIMA.
V iscosidade cinemática : quociente entre a viscosidade dinâmica e a 
densidade do líquido em exame em m2/s ou stokes (1 cm2/s = 1 stokes).
Tipo Asfalto Diluente
30 52 % 48 %
70 63 % 37 %
250 70 % 30 %
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TENDÊNCIA: desuso devido a problemas de segurança e meio ambiente 
(emissão de compostos orgânicos voláteis – VOCs).
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EMULSÕES ASFÁLTICAS OU HIDROASFALTOS
ASFALTOS EMULSIONADOS NA ÁGUA COM AUXÍLIO DE UMA 
SUBSTÂNCIA EMULSIONANTE (SUBSTÂNCIA TENSOATIVA → SABÃO)
 
⇒ 40-70 % ASFALTO, 1-2% EMULSIONANTE E O RESTANTE DE ÁGUA
FORMAÇÃO DE MICROGOTAS DE ASFALTO COM O AGENTE 
EMULSIONANTE (∅ 1-15 µm) DISPERSAS NA FASE CONTINUA DE 
ÁGUA
COMPARADO COM O ASFALTO PURO (CAP): 
- líquidas na temperatura ambiente 
- maior plasticidade inicial e maior aderência 
- menor resistência mecânica
- resíduo de soda (sabão) pode atacar alguns materiais em contato 
- podem ser aplicadas a frio e também sobre superfícies úmidas
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CLASSIFICAÇAÕ: em função do:
- TEMPO DE RUPTURA: tempo necessário p/ que se separem as fases 
aquosas e sólidas
Visualizada por uma mudança de cor: marrom escura para preta. 
Depois deixar curar 10-12 horas para a evaporação da água
RUPTURA RÁPIDA (RR) com tempo de ruptura de 40 minutos
RUPTURA MÉDIA (RM) com tempo de ruptura de 2 horas
RUPTURA LENTA (RL) com tempo de ruptura de 4 horas
- VISCOSIDADE: numero (1 ou 2) aumenta ⇒ viscosidade aumenta
- TIPO DE EMULSIONANTE: C (catiônico), A (aniônico)
PRINCIPAIS USOS: primer (ou imprimação em pavimentação e 
impermeabilização), impermeabilização de madeiras, proteção de 
metais, impermeabilização em geral.
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Caso especial: EMULSÕES PARA LAMAS ASFÁLTICAS

MISTURAS DE EMULSÃO ASFÁLTICA, AGREGADOS MIÚDOS, FÍLER, 
ÁGUA, CIMENTO OU CAL USADAS PARA CAPEAR ESTRADAS, PARA 
SUA CONSERVAÇÃO, ACABAMENTO OU REJUVENECIMENTO DE 
PAVIMENTOS DEGRADADOS
FELTRO ASFÁLTICO

MISTURA DE APARAS DE PAPEL, ALGODÃO E CELULOSE EMBEBIDA 
DE ASFALTO NA FORMA DE UMA FOLHA DE CARTOLINA PRETA 
NORMALMENTE VENDIDA EM BOBINAS
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PRINCIPAL APLICAÇÃO: EM IMPERMEABILIZAÇÃO COMO REFORÇO
FABRICAÇÃO: fazer passar o feltro dentro de um tanque de asfalto quente
Grau de impregnação = f(velocidade de passagem do feltro no tanque)
NORMA EB-636 
"Feltros Asfálticos para Impermeabilização na Construção Civil" 
1) “250/15”: impermeabilizações comuns 
2) “500/30”: casos de alta pressão hidráulica combinado com a 
necessidade de alta durabilidade 
(obras de alta responsabilidade; ex.: metrôs e subterrâneos).
* “250”: papelão de 250 g/m2 antes de receber o asfalto e 550 g/m2 depois de 
saturado pelo asfalto (500 g/m2 para 1100 g/m2 p/ o 500/30).
* “15”: uma tira de 5 cm de largura deve ter resistência suficiente para 
suportar um peso de 15 kgf com um alongamento mínimo de 2%.
* Não devem apresentar trincas e rachaduras quando dobrados a 90o (mesmo 
a 0 oC).
* Ponto de amolecimento fica entre 35 e 65 oC.
* Não devem apresentar pontos sem saturação, nem desagregação, poeiras, 
bordas fissuradas ou irregulares, quebraduras, fissuras ou rachaduras.
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FELTROS MINERALIZADOS
Feltros mineralizados: feltros asfálticos recobertos com pedrisco, fíler, 
talco ou mica e depois prensados: placas quase rígidas (servem como 
cobertura)
 Telhas asfálticas (shingle): planas ou onduladas
 
ASFALTOS MODIFICADOS
Os materiais betuminosos podem ser misturados entre si ou com outros 
materiais quando se deseja modificar algumas propriedades
1) ASFALTOS MODIFICADOS COM FÍLER
Fíler: pó mineral de grande finura: calcários, pós de pedra, carvão, cinzas 
volantes, micas, talcos, cimento, etc.
Adição de 15 a 40% de fíler no asfalto geralmente:
- aumenta a viscosidade
- diminui a sensibilidade a temperatura
- torna o envelhecimento mais lento
2) ASFALTOS MODIFICADOS COM POLÍMEROS
São dispersões dos CAP com polímeros (podendo ou não envolver 
reação química para sua estabilização). 
O CAP deve ser compatível com o polímero.
- Polímeros geralmente usados 
SBS (copolímero de estireno butadieno)
APP (polipropileno atático)
SBR (borracha de butadieno estireno)
Resinas epóxi e poliuretanas 
EVA (copolímero de etileno acetato de vinila)
PolietilenoEPDM (terpolímero etileno propileno diesso)
Borrachas vulcanizadas
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VANTAGENS PROCURADOS NO USO DE ASFALTOS MODIFICADOS: 
diminuição da susceptibilidade térmica; aumento da adesão e coesão, da 
elasticidade, da resistência ao envelhecimento, do ponto de amolecimento, da 
resistência à deformação permanente e da resistência à fadiga.
Podem ser usados em impermeabilização e pavimentação.
MANTAS ASFÁLTICAS PRÉ-FABRICADAS
MANTAS ASFÁLTICAS:mantas calendradas ou extrudadas de algum 
tipo de asfalto modificado (asfalto oxidado, emulsão com elastômeros, 
etc.) reforçadas por uma base (feltro asfáltico, véu de vidro, lâminas de 
polietileno, etc.)
 
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	PROPRIEDADES DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
	CARACTERÍSTICAS DOS BETUMES
	ENVELHECIMENTO
	DENSIDADE
	DUREZA
	ALTA DUREZA
	VISCOSIDADE
	1) VISCOSÍMETRO SAYBOLT – FUROL: Medida do tempo que uma determinada quantidade de material leva para escoar através de um orifício padrão a uma temperatura estabelecida pelo método
	PONTO (TEMPERATURA) DE AMOLECIMENTO
	TEMPERATURA EM QUE O MATERIAL BETUMINOSO TORNA-SE MOLE
	PONTO DE AMOLECIMENTO ALTO
	MÉTODO DO ANEL E BOLA
	PONTO DE FULGOR E DE COMBUSTÃO
	ASFALTO OXIDADO OU SOPRADO
	Intermediário
	MATERIAIS DERIVADOS DOS ASFALTOS
	ASFALTOS DILUÍDOS OU SOLUÇÕES ASFÁLTICAS
	ADIÇÃO DE UM SOLVENTE OU DILUENTE AOS CAP
	EMULSÕES ASFÁLTICAS OU HIDROASFALTOS
		RUPTURA RÁPIDA (RR) com tempo de ruptura de 40 minutos
		RUPTURA MÉDIA (RM) com tempo de ruptura de 2 horas
		RUPTURA LENTA (RL) com tempo de ruptura de 4 horas