Materiais Betuminosos na Construção Civil

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Escola de Minas - DECIV
Engenharia Civil
Materiais de Construção II
MATERIAIS BETUMINOSOS:
• SUBSTÂNCIAS QUE CONTÊM BETUME OU É DERIVADO DO 
BETUME.
• BETUME (ABNT (NBR 7208)):
– PRODUTO COMPLEXO DE NATUREZA ORGÂNICA,– PRODUTO COMPLEXO DE NATUREZA ORGÂNICA,
• ASSOCIAÇÕES DE HIDROCARBONETOS (COM 
CONSISTÊNCIA SÓLIDA, LÍQUIDA OU GASOSA),
– ORIGEM NATURAL OU PIROGÊNICA,
– COMPLETAMENTE SOLÚVEL EM DISSULFETO DE 
CARBONO (CS2).
– TEM PROPRIEDADES DE ADERÊNCIA AOS 
AGREGADOS PÉTREOS.
Cimentos Asfálticos:
• são materiais termoplásticos,
• a consistência varia de firme a
duro, em temperaturas normais,duro, em temperaturas normais,
• devem ser aquecidos até a
condição de fluidos, conveniente ao
seu emprego.
Asfaltos Líquidos:
• a fase semi-sólida de materiais 
se encontra dissolvida em óleos 
de grau de volatilidade variada, de grau de volatilidade variada, 
conforme sejam as variedades de 
cura lenta, média ou rápida.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• são materiais aglomerantes (ou ligantes),
• Não necessitam adição de água para
darem início à pega,
• Aglutinam e fazem aderir agregados por
viscosidade e certa rigidez,
• Fazem o papel não só do aglomerante
como da água.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• São hidrófugos:
–Vantagem: emprego como material de
estanqueidade na impermeabilização.
–Desvantagem:–Desvantagem:
• exigem agregados secos para
garantirem a aderência,
• Exige o cuidado de evitar que a água
não desloque o aglomerante depois de
aderido.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Têm grande sensibilidade à temperatura:
– amolecem com o aumento,
– endurecem com a diminuição da mesma.
• Vantagem: trabalhabilidade, simples aquecimento.• Vantagem: trabalhabilidade, simples aquecimento.
• Desvantagem:
– escorrem e se deformam facilmente no verão
– tornam-se duros e quebradiços, podendo fendilhar,
no inverno.
• Diferente dos aglomerantes hidráulicos que são
insensíveis às variações higrométricas.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Quimicamente inertes.
–Tornam-se indicados para o emprego
sob a forma de revestimento e tintassob a forma de revestimento e tintas
de proteção.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
–Na construção civil são empregados:
•para a proteção de metais (alumínio,•para a proteção de metais (alumínio,
chumbo e zinco) da ação química da
cal das argamassas e da cal liberada
pelo cimento durante a pega.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Quando expostos às intempéries, sofrem uma
lenta alteração devido a uma soma de
fenômenos físicos e químicos, conhecidosfenômenos físicos e químicos, conhecidos
como envelhecimento dos materiais
betuminosos.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Causa física: evaporação dos
constituintes que lhe conferem
plasticidade: óleos mais ouplasticidade: óleos mais ou
menos voláteis;
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• Causa (química) é a oxigenação de
seus constituintes principais, pela
ação do oxigênio do ar, com a
formação de CO2 e H2O, que seformação de CO2 e H2O, que se
desprendem.
• Formam-se também outros produtos
oxigenados, álcoois e acetonas, que
são dissolvidos pelas águas de
chuva.
CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS 
DOS MATERIAIS BETUMINOSOS
• O processo todo conduz à
polimerização do material e
conseqüentemente aoconseqüentemente ao
endurecimento das camadas
superiores (protetoras).
• Podem, no entanto, fendilhar pela
diferença da dilatação.
ASFALTOS:
• constituídos predominantemente por
betumes,
• apresentam-se à temperatura ordinária com
consistência sólida ou semi-sólida.consistência sólida ou semi-sólida.
• Têm cor preta ou pardo-escura,
característica e cheiro de óleo queimado.
• Têm densidade relativa em torno de 1.
• Fundem gradualmente pela ação do calor.
ASFALTOS:
• Podem ser obtidos de ocorrências 
naturais:
–rochas asfálticas e asfaltos nativos,–rochas asfálticas e asfaltos nativos,
–processos industriais de destilação 
de petróleo de base asfáltica ou 
semi-asfáltica.
ASFALTOS:
1- Rochas asfálticas: São ocorrências naturais de 
com 10-30% de asfalto.
ASFALTOS:
2- Asfaltos de Petróleo:
– A maior fonte de produção de asfaltos são os 
processos de destilação dos petróleos de base 
asfáltica ou semi-asfáltica.
ASFALTOS:
• No Brasil, a classificação 
dos cimentos asfálticos
é feita por:
– penetração, quando 
empregados petróleos 
mais pesados:
empregados petróleos 
mais pesados:
• CAP 30/45, CAP 50/60 e CAP 
85/100.
– viscosidade, quando 
processados petróleos 
mais leves. 
• CAP 7, CAP 20 e CAP 40.
MATERIAIS BETUMINOSOS 
UTILIZADOS EM PAVIMENTAÇÃO
• cimentos asfálticos de petróleo (CAP)
• asfaltos diluídos (ADP)
• emulsões asfálticas (EAP)
asfaltos modificados por polímero (AMP) e• asfaltos modificados por polímero (AMP) e
• asfaltos modificados por borracha (AMB).
Asfaltos Diluídos de 
Petróleo (ADP)
• Resultam da mistura dos 
cimentos asfálticos com 
produtos mais leves como o 
diesel, querosene ou com a parte diesel, querosene ou com a parte 
leve da gasolina (nafta leve).
• produtos menos viscosos, que 
podem ser aplicados a 
temperaturas mais baixas.
Asfaltos Diluídos de Petróleo
• Brasil classificam-se em duas 
categorias:
–Asfalto diluído de cura rápida – CR
•CR-70, CR-250, CR-800 e CR-3000
–Asfalto diluído de cura média – CM
•CM-30, CM-70, CM-250, CM-800 e 
CM-3000
Asfaltos Diluídos de Petróleo
2 - Emulsões Asfálticas:
• São produtos onde o cimento asfáltico de 
destilação é emulsionado na água com 
auxílio de uma substância emulsificante, 
geralmente um sabão.geralmente um sabão.
• O produto final tem cerca de 50 a 65% de 
asfalto, 1% de emulsionante e o restante de 
água.
Emulsões Asfálticas:
Emulsões Asfálticas:
Emulsões Asfálticas:
• Vantagens (qualquer tipo de emulsão):
• a) Equipamentos mais simples: dispensam 
aquecimento e secador de agregados.
• b) Eliminam riscos de incêndios e acidentes • b) Eliminam riscos de incêndios e acidentes 
pelo superaquecimento do ligante.
• c) São fáceis de manipular e distribuir.
3 - Asfaltos Oxidados:
Asfaltos
4 - ALCATRÕES (AP)
• Obtidos pirogenicamente da hulha, 
ou madeira, turfa, linhito, graxas, etc.
• São óleos de grande viscosidade, • São óleos de grande viscosidade, 
podendo ser vertidos à temperatura 
ordinária.
4 - ALCATRÕES (AP)
• Distinguem-se dos asfaltos diluídos (ADs):
– pelo cheiro de creosoto ou creolina característico, 
enquanto os ADs tem cheiro de óleo queimado.
– Maior sensibilidade à temperatura (>facilidade, – Maior sensibilidade à temperatura (>facilidade, 
porém faixa estreita de T)
– Menor resistência às intempéries (> 
sensibilidade à temperatura e > teor em 
constituintes voláteis).
– Melhor adesividade aos agregados e melhores 
características aglomerantes. 
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Densidade:
– A densidade é definida como a relação entre 
as massas de igual volume do material 
betuminoso e de água (25° C).betuminoso e de água (25° C).
– cimentos asfálticos: a determinação se faz 
mediante pesagem em balança hidrostática. 
• porção de material ao ar (Pa);
• Porção de material imerso em água (Pag).
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Dureza – Penetração:
– A característica dureza é determinada por meio 
de um ensaio de penetração
– expressa pelaprofundidade (décimos de – expressa pela profundidade (décimos de 
milímetros), que uma agulha padrão penetra 
na amostra de material betuminoso
– condições padronizadas de carga:
• temperatura e tempo.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Dureza – Penetração:
– 25°C, carga na ponta da agulha 100g, 5seg.
– 0°C, 200g e 60s.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Viscosidade:
– Define-se como a resistência à deformação aposta 
por um fluido à ação de uma força.
– O ensaio de viscosidade determina a consistência – O ensaio de viscosidade determina a consistência 
ou fluidez dos materiais betuminosos fluidos: os 
diluídos ou emulsionados.
– A determinação é feita com um aparelho padrão, 
conhecido como viscosímetro Saybolt-furol e seus 
resultados se exprimem como viscosidade Saybolt-
furol (método de ensaio da ABNT. MB-517).
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Viscosidade:
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de amolecimento (NBR6560):
–Esse ensaio visa medir a evolução
da consistência com ada consistência com a
temperatura e indica a que níveis
de dureza os asfaltos têm uma certa
consistência.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Consiste introduzir um corpo de prova de
asfalto em um anel de latão;
• sobre a amostra betuminosa se apõe uma
esfera de aço de 3,5 g.esfera de aço de 3,5 g.
• Submete-se o conjunto a um banho-maria, em
que o líquido é aquecido a uma taxa de 5° C
por minuto, até que o asfalto flua sob o peso
da esfera e toque o fundo do recipiente.
• A temperatura em que isso ocorre é considerada
como a de ponto de amolecimento do material
asfáltico.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ductilidade (NBR6293):
– Capacidade dos materiais de sofrerem 
alongamento sem se romperem.
– É necessário que o material tenha suficiente – É necessário que o material tenha suficiente 
ductilidade para dilatar-se sem fissurar ou gretar.
– Uma ductilidade excessiva é também 
inconveniente, pois pode determinar, por 
exemplo, ondulações nos pavimentos devidos 
ao tráfego.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ductilidade (NBR6293):
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
–é a temperatura na qual, 
durante o aquecimento, os durante o aquecimento, os 
vapores desprendidos se 
inflamam temporariamente, 
quando postos em contato com 
uma pequena chama.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
– Dois tipos de testes são comumente usados 
para determinar o ponto de fulgor de produtos 
asfálticos:asfálticos:
• Para asfaltos diluídos, que podem inflamar a 
temperaturas relativamente baixas (inferiores a 80°C), 
usa-se o vaso aberto Tag (NBR5765),
• Para produtos de ponto de fulgor mais elevado, o 
vaso aberto Cleveland (NBR11341).
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
–representa a temperatura crítica acima
da qual devem ser tomadas
precauções contra perigo deprecauções contra perigo de
inflamação durante o aquecimento ou
manipulação.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Ponto de fulgor:
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Perda por Aquecimento
– determina a volatilidade dos materiais asfálticos, sendo 
também conhecido como ensaio de perda em estufa.
– Para cimentos asfálticos: a finalidade do ensaio é 
determinar a perda de peso ocasionada pelo determinar a perda de peso ocasionada pelo 
aquecimento, e indicar o aumento da consistência por 
causa dessa perda.
– Colocam-se na estufa 50 gramas de cimento asfáltico, à 
temperatura de 163 º C, pelo período de 5 horas, e 
procede-se a um movimento de rotação à velocidade 
de 5 a 6 rpm.
– A perda de peso, em percentagem, é considerada a perda 
por aquecimento.
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 
BETUMINOSOS – ENSAIOS
• Destilação: teor de água e cinzas (NBR6568)
– Determina a quantidade e os tipos de resíduos asfálticos
que contêm os asfaltos diluídos remanescentes da 
volatilização dos componentes mais leves (MB-586). 
Outra finalidade é determinar a
• rapidez relativa com que este resíduo é obtido.
• Depois de concluída a destilação, o resíduo é 
submetido a um ensaio de consistência e a um 
ensaio de solubilidade dissulfeto ou tetracloreto de 
carbono.
ASFALTOS:
ASFALTOS:
Asfaltos Diluídos de Petróleo
Asfaltos Diluídos de Petróleo